AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UMBI BENGKOANG PADA BERBAGAI UMUR PANEN DENGAN METODE DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)
SKRIPSI
Oleh: JUNI ANNIDA LINTANG 090305037/ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014
Universitas Sumatera Utara
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UMBI BENGKOANG PADA BERBAGAI UMUR PANEN DENGAN METODE DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)
SKRIPSI
Oleh: JUNI ANNIDA LINTANG 090305037/ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014
Universitas Sumatera Utara
Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi
: Aktivitas Antioksidan Ekstrak Umbi Bengkoang pada Berbagai Umur Panen dengan Metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) : Juni Annida Lintang : 090305037 : Ilmu dan Teknologi Pangan
Disetujui Oleh, Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP Ketua
Linda Masniary Lubis, STP, M.Si Anggota
Mengetahui:
Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP Ketua Program Studi
Tanggal Lulus: 27 Januari 2014
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Juni Annida Lintang. Aktivitas Antioksidan Ekstrak Umbi Bengkoang pada Berbagai Umur Panen dengan Metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl), dibimbing oleh Herla Rusmarilin dan Linda Masniary Lubis. Bengkoang merupakan Famili Fabaceae yang potensial sebagai sumber antioksidan karena kaya akan flavonoid dan fitoestrogen. Penelitian dilakukan dalam tiga tahap. Tahap I: Pembuatan tepung bengkoang dengan satu faktor, yaitu: umur panen (U): (3, 4, dan 5 bulan). Tahap II: Pembuatan ekstrak metanolik bengkoang dengan satu faktor, yaitu: umur panen (U): (3,4, dan 5 bulan). Tahap III: Uji aktivitas antioksidan ekstrak metanolik fraksi eter/air dengan 2 faktor, yaitu: konsentrasi (K): (10, 20, 40, 80, 160 ppm) dan umur panen (U): (3, 4, dan 5 bulan). Hasil penelitian menunjukkan umur panen berpengaruh berbeda sangat nyata terhadap komposisi proksimat tepung bengkoang dan rendemen ekstrak metanolik yang dihasilkan. Kadar air, kadar abu, dan kadar lemak cenderung menurun dengan meningkatnya umur panen. Sedangkan kadar serat kasar cenderung meningkat. Kadar protein tepung bengkoang dan rendemen ekstrak metanolik maksimum pada umur 4 bulan dan cenderung menurun pada umur 5 bulan. Interaksi konsentrasi ekstrak dan umur panen berpengaruh berbeda sangat nyata terhadap aktivitas antioksidan. Antioksidan fraksi eter cenderung meningkat sedangkan antioksidan fraksi air cenderung menurun dengan meningkatnya umur panen. Antioksidan ekstrak metanolik bengkoang tergolong kuat karena IC50 fraksi eter/air kurang dari 100ppm. Kata kunci : Antioksidan, DPPH, fraksi eter, fraksi air
ABSTRACT Juni Annida Lintang. Antioxidant Activity of Jicama Roots (Bengkoang) in Several Harvesting Age Using DPPH Method (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl), supervised by Herla Rusmarilin and Linda Masniary Lubis. Jicama or yam bean is Fabaceae Family which is potential as a source of antioxidants as it is rich in flavonoid and phytoestrogen. The research was performed in three stages. Stage I: Making of jicama flour with one factor (harvesting age (U): (3, 4, and 5 months). Stage II: Making of jicama methanolic extract with one factor (harvesting age (U): (3, 4, and 5 months). Stage III: Estimating the antioxidant activity of ether/water fractions of methanolic extract with two factors i.e: concentration (K): (10, 20, 40, 80, 160 ppm) and harvesting age (U): (3,4, and 5 months). The results showed that the harvesting age had highly significant effect on proximate composition of jicama flour and yield of methanolic extract. Moisture content, ash content, and fat content tended to decrease with increasing harvesting age. Meanwhile, crude fiber content tended to increase. The protein content of jicama flour and yield of methanolic extract were maximum at 4 month harvest and tended to decrease at 5 months. The interaction of concentration and harvesting age had highly significant effect on antioxidant activity. The antioxidant of ether fraction tended to increase, but the antioxidant of the water fraction tended to decrease with increasing the harvesting age. The antioxidant of jicama methanolic extract is categorized as a strong antioxidant because the IC50 ether/water fractions were less than 100 ppm. Keywords: Antioxidant, DPPH, ether fraction, water fraction.
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan 08 Juni 1991. Penulis merupakan anak ke-2 dari 3 bersaudara dari Ayahanda Hamsir Lintang dan Ibunda Suasa M. Nur Lubis. Penulis lulus SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) tahun 2009 di Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Sebelum menjadi mahasiswa, penulis menempuh pendidikan formal di SD Negeri 060834 Medan (1997-2003), SMP Negeri 1 Medan (2003-2006), dan SMA Negeri 4 Medan (2006-2009). Selama menjadi mahasiswa, penulis memiliki pengalaman berorganisasi di (1) BKM Al-Mukhlisin FP USU sebagai Sekretaris Divisi DIKLAT (2009-2010), Bendahara Divisi Ukhuwah Islamiyah (2010-2011), dan staf Divisi Kaderisasi (2011-2012); (2) IMITP FP USU sebagai staf divisi kewirausahaan (2010-2011), (3) KAMMI Komisariat Nusantara USU sebagai Bendahara Umum (2010-2011); dan (4) HMPPI (Himpunan Mahasiswa Peduli Pangan Indonesia) sebagai Koordinator Regional Sumatera (2011-2013). Penulis berkesempatan menjadi peserta pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS XXIV) di Universitas Hasanuddin, Makassar tahun 2011, delegasi USU dalam Seleksi Regional 1st Food Bowl Quiz Competition di Universitas Andalas, Padang (2011), serta mendapatkan bantuan alat dan pendampingan dari program Wira Usaha Baru (WUB) Kementrian Perindustrian (2012-2013). Penulis merupakan asisten Laboratorium Teknologi Pangan FP USU (2011-2013) dan telah menyelesaikan Praktik Kerja Lapangan di Balai Besar Pengawas Obat dan Makanan (BBPOM) di Medan pada bulan Juli-Agustus 2012.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas limpahan berkah dan nikmat-Nya yang telah memelihara dan memberi kesehatan serta kemudahan kepada penulis, sehingga skripsi ini dapat selesai. Judul penelitian pada skripsi ini adalah “Aktivitas Antioksidan Ekstrak Umbi Bengkoang pada Berbagai Umur Panen dengan Metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)”. Selama menyelesaikan skripsi, penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.
Kedua orangtua tercinta Ayahanda H. Lintang dan Ibunda Suasa M. Nur Lubis atas kasih sayang, didikan, dan dukungan yang selama ini diberikan. Semoga Allah selalu memberkahi hidup keduanya. Aamiin.
2.
Ibu Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP. selaku ketua komisi pembimbing yang begitu banyak memberikan inspirasi, mengajarkan banyak ilmu, membantu dalam teknis penelitian dan penulisan skripsi.
3.
Ibu Linda Masniary Lubis STP, M.Si sebagai anggota komisi pembimbing yang telah sabar dan bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing dan mengarahkan selama penyusunan skripsi ini.
4.
Bapak Prof. Dr. Ir. Zulkifli Lubis, M.App.Sc dan Ibu Mimi Nurminah, STP, M.Si yang telah bersedia menguji penulis dalam ujian meja hijau.
5.
All Lectures in Food Science & Technology USU (Pak Halim, Pak Terip, Pak Sentosa, Pak Ismed, Bu Elisa, Bu Rona, Bu Lasmanora, Pak Ridwan, dan Bu Era) atas semua ilmu dan pelajaran yang diberikan.
Universitas Sumatera Utara
6.
Kakak Ara Ridanti Lintang dan Adik Ahmad Muhaisin Lintang atas segala perhatian, dukungan, dan bantuannya.
7.
Teman-temanku Food Techno09 alias ITP09 yang banyak memberikan pengalaman berharga. Teman-temanku di BKM Al-Mukhlisin, KAMMI, HMPPI (BPP, BPR, Bapes) dan HMPPI Regional I Sumatera (UGP, Unsyiah, USU, Unand, UR, Unja, dan Unsri), dan promotor SingkongDay, ukhuwah yang begitu indah kawan takkan dilupa, insya Allah.
8.
Kakak/abang senior dan adik-adik junior ITP USU
9.
Asisten LTP angkatan 2009, 2010, dan semua anak magang LTP angkatan 2011.
10.
Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu-persatu. Skripsi ini tidak luput dari kesalahan dan ketidaksempurnaan, Oleh karena
itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat-Nya kepada kita semua. Aamiin.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI Hal ABSTRAK ............................................................................................................. i ABSTRACT ............................................................................................................... i RIWAYAT HIDUP ................................................................................................ ii KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii DAFTAR ISI ...........................................................................................................v DAFTAR TABEL ................................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................................x PENDAHULUAN ..................................................................................................1 Latar Belakang ...............................................................................................1 Tujuan Penelitian ...........................................................................................6 Kegunaan Penelitian ......................................................................................6 Hipotesis Penelitian ........................................................................................6 TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................................7 Bengkoang .....................................................................................................7 Antioksidan ..................................................................................................12 Flavonoid ..............................................................................................14 Radikal Bebas ..............................................................................................16 Ekstraksi .......................................................................................................18 Metode DPPH ..............................................................................................19 METODE PENELITIAN ......................................................................................22 Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................................22 Bahan Penelitian ...........................................................................................22 Alat Penelitian ..............................................................................................22 Metode Penelitian ........................................................................................23 Model Rancangan ........................................................................................24 Pembuatan tepung bengkoang ................................................................25 Pembuatan ekstrak metanolik bengkoang ...............................................26 Pembuatan larutan ekstrak metanolik fraksi eter / air .............................26 Pengamatan dan Pengukuran Data ...............................................................26 Kadar air ..................................................................................................27 Kadar abu ................................................................................................27 Kadar serat kasar .....................................................................................27 Kadar protein ..........................................................................................28
Universitas Sumatera Utara
Pelaksanaa
Kadar lemak ............................................................................................29 Rendemen ...............................................................................................29 Uji aktivitas antioksidan fraksi eter dan air ............................................30 HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................................34 Tahap I: Pembuatan Tepung Bengkoang ................................................34 Kadar air (%bk) ...............................................................................35 Kadar abu (%bk) ..............................................................................36 Kadar lemak (%bk) ..........................................................................38 Kadar protein (%bk) ........................................................................39 Kadar serat kasar (%bk) ...................................................................41 Tahap II: Pembuatan Ekstrak Metanolik Bengkoang .............................43 Rendemen (%) .................................................................................43 Tahap III: Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Metanolik Fraksi Eter/Air ........................................................................................46 Pengaruh interaksi antara umur panen umbi bengkoang dengan konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) ..................................................50 Pengaruh interaksi antara umur panen umbi bengkoang dengan konsentrasi ekstrak metanolik fraksi air terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) ..................................................52 Nilai IC50 hasil pengujian aktivitas antioksidan (ppm) ....................54 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................60 Kesimpulan ..................................................................................................60 Saran ...........................................................................................................61 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 62 LAMPIRAN ..........................................................................................................66
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL No.
Hal
1.
Komposisi zat gizi umbi bengkoang ............................................................. 9
2.
Komposisi zat gizi umbi dan tepung bengkoang ......................................... 11
3.
Komposisi kimia tepung bengkoang umur panen 3 bulan, 4 bulan, dan 5 bulan ...................................................................................... 34
4.
Rendemen ekstrak metanolik ........................................................................ 43
5.
Rendemen ekstrak metanolik fraksi eter ...................................................... 45
6.
Rendemen ekstrak metanolik fraksi air ........................................................ 45
7.
Aktivitas antioksidan ekstrak metanolik fraksi eter dan fraksi air ................ 47
8.
Uji LSR efek utama interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) .................. 51
9.
Uji LSR efek utama interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) ................. 53
10. Nilai IC50 hasil pengujian aktivitas antioksidan (ppm) ................................ 55
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
Hal
1.
Ilustrasi tanaman bengkoang .............................................................................. 7
2.
Struktur kimia flavonoid .................................................................................. 14
3.
Struktur kimia radikal bebas DPPH .................................................................. 20
4.
Reaksi Penangkapan atom H dari antioksidan oleh DPPH ............................... 20
5.
Skema pembuatan tepung bengkoang .............................................................. 31
6.
Skema pembuatan ekstrak metanolik bengkoang ............................................ 32
7.
Skema uji aktivitas antioksidan ekstrak metanolik fraksi eter/air .................... 33
8.
Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar air (%bk) ........ 35
9.
Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar abu (%bk) ...... 37
10. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar lemak (%bk) ... 38 11. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar protein (%bk) ................................................................................................................ 40 12. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar serat kasar (%bk) ................................................................................................................ 42 13. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan rendemen ekstrak metanolik (%) ................................................................................................... 44 14. Struktur kimia katekin ...................................................................................... 48 15. Struktur kimia daidzein .................................................................................... 48 16. Struktur kimia daidzein-7-O-β-glucopiranose ................................................. 49 17. Struktur kimia (8,9)-Furanyl-pterocarpan-3-ol ................................................ 49 18. Struktur kimia 5-hydroxy-daidzein-7-O- β-glucopiranose .............................. 49 19. Struktur kimia 4-2(2-(Furane-2-yl)ethyl-2-methyl-2,5-dihydrofurane-3carbaldehyde .................................................................................................... 49
Universitas Sumatera Utara
20. Struktur kimia 2-butoxy-2,5-bis(hydroxymethyl)-tetrahydrofurane3,4-diol ............................................................................................................. 49 21. Hubungan interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter dengan umur panen umbi bengkoang terhadap aktivitas antioksidan fraksi eter (%) ................................................................................................... 51 22. Hubungan interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi air dengan umur panen umbi bengkoang terhadap aktivitas antioksidan fraksi air (%) .................................................................................................... 53 23. Struktur DPPH radikal dan DPPH nonradikal ................................................. 55 24. Nilai IC50 Aktivitas antioksidan penangkal radikal bebas DPPH .................... 56 25. Struktur kimia BHT (Butylated Hydroxy Toluene) .......................................... 57 26. Reaksi reduksi vitamin C ................................................................................. 58
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN No.
Hal
1.
Daftar analisis sidik ragam kadar air tepung bengkoang dan uji LSR efek utama pengaruh umur panen terhadap kadar air .......................... 66
2.
Daftar analisis sidik ragam kadar abu tepung bengkoang dan uji LSR efek utama pengaruh umur panen terhadap kadar abu ......................... 67
3.
Daftar analisis sidik ragam kadar abu tepung bengkoang dan uji LSR efek utama pengaruh umur panen terhadap kadar lemak ..................... 68
4.
Daftar analisis sidik ragam kadar abu tepung bengkoang dan uji LSR efek utama pengaruh umur panen terhadap kadar protein .................... 69
5.
Daftar analisis sidik ragam kadar abu tepung bengkoang dan uji LSR efek utama pengaruh umur panen terhadap kadar serat kasar .............. 70
6.
Daftar analisis sidik ragam rendemen ekstrak metanolik dan uji LSR efek utama pengaruh umur panen terhadap rendemen ekstrak metanolik bengkoang .................................................................................... 71
7.
Daftar analisis sidik ragam rendemen ekstrak metanolik fraksi eter ............ 72
8.
Daftar analisis sidik ragam rendemen ekstrak metanolik fraksi air .............. 73
9.
Daftar analisis sidik ragam aktivitas antioksidan ekstrak metanolik fraksi eter umbi bengkoang dan uji LSR efek utama pengaruh konsentrasi ekstrak dengan umur panen terhadap aktivitas antioksidan .................................................................................................... 74
10. Daftar analisis sidik ragam aktivitas antioksidan ekstrak metanolik fraksi air umbi bengkoang dan uji LSR efek utama pengaruh konsentrasi ekstrak dengan umur panen terhadap aktivitas antioksidan .................................................................................................... 76 11. Daftar analisis sidik rgam IC50 berbagai senyawa uji dan Uji LSR Efek Utama IC50 aktivitas antioksidan penagkap radikal DPPH ............... 78 12. Gambar penelitian ......................................................................................... 79
Universitas Sumatera Utara
