PENENTUAN TOTAL KONSENTRASI ANTOSIANIN DARI UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L.) DENGAN METODE ph DIFERENSIAL SPEKTROFOTOMETRI

PENENTUAN TOTAL KONSENTRASI ANTOSIANIN DARI UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L.) DENGAN METODE pH DIFERENSIAL SPEKTROFOTOMETRI Dinda Yulia Octaviani1, Titania Tjandrawati Nugroho2, Andi Dahliaty2 1

Mahasiswa Program Studi S1 Kimia 2 Bidang Biokimia Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Peklanbaru, 28293, Indonesia [email protected] ABSTRACT Purple sweet potato (Ipomoea batatas L.) is potential as a natural antioxidant based on the high concentration of anthocyanins contained therein. The purpose of this study was to determine the total concentration of anthocyanins from purple sweet potato experiencing incubation buffer acetate using spectrophotometric differential pH method. Samples were incubated in acetate buffer at 40oC for 60 hours at a speed of 170 rpm. The process is continued by adding methanol to 70% that has been acidified with HCl 1% so that the solvent to be pH 3.5. Extracts were obtained and diluted in pH 1 and pH 4.5 solvents and then the concentration of anthocyanin determined based by the spectrophotometric differential pH method. By this method it could be determined that the total anthocyanin concentration extracted was (120.64±44.234) mg/100 g. Keywords : Purple sweet potato, extraction, anthocyanin ABSTRAK Ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L.) berpotensi sebagai antioksidan alami berdasarkan tingginya konsentrasi antosianin yang terkandung didalamnya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan total konsentrasi antosianin dari ubi jalar ungu yang mengalami inkubasi buffer asetat dengan menggunakan metode pH diferensial spektrofotometri. Sampel diinkubasi buffer asetat pada suhu 40oC selama 60 jam dengan kecepatan pengocokkan 170 rpm. Proses dilanjutkan dengan menambahkan metanol 70% yang telah diasamkan dengan HCl 1% sehingga pH pelarut menjadi 3,5. Ekstrak yang didapat diencerkan dalam pelarut pH 1 dan pH 4,5 dan kemudian ditentukan konsentrasi antosianinnya berdasarkan metode pH diferensial spektrofotometri. Berdasarkan penelitian ini didapat total konsentrasi antosianin ubi jalar ungu (120,64±44,234) mg/100 g berat kering. Kata kunci : Ubi jalar ungu, ekstraksi, antosianin

Repository FMIPA

1

PENDAHULUAN Senyawa antosianin yang terdapat pada ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L.) berfungsi sebagai antioksidan alami, yaitu penangkal radikal bebas, sehingga berperan dalam mencegah terjadinya penuaan, kanker, penyakit degeneratif seperti arteriosklerosis (Jusuf et al., 2008), antimutagenik, mengurangi tekanan darah tinggi, dan radang hati (Kano et al., 2005; Suda et al., 2008; Zhang et al., 2009). Perbedaan dalam penggunaan pelarut dan perbandingan pelarut akan menghasilkan konsentrasi ekstrak antosianin yang berbeda. Berdasarkan penelitian Winarti et al., (2008) diperoleh konsentrasi ekstrak antosianin tertinggi sebanyak 1,3170 mg/100 g dengan menggunakan perbandingan pelarut etanol, asam asetat, dan air (25:1:5). Penelitian yang dilakukan Susmiyanto et al., (2013) diperoleh konsentrasi ekstrak antosianin tertinggi sebanyak 31,16 mg/100 g dengan menggunakan perbandingan pelarut metanol, asam asetat, dan akuades (30:4:16). Penelitian Bridgers et al., (2010) menunjukkan konsentrasi ekstrak antosianin tertinggi yang berhasil diekstraksinya diperoleh dengan menggunakan pelarut metanol 70% yang diasamkan (pH 3,5), dengan perbandingan 100 mL pelarut per 3,3 g berat basah ubi dan suhu 80oC. Pada kondisi tersebut diperoleh konsentrasi antosianin sebanyak 186,1 mg/100 g berat basah ubi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan total konsentrasi antosianin dari ubi jalar ungu yang diinkubasi buffer asetat dengan metode pH diferensial

Repository FMIPA

spektrofotometri (Giusti dan Worlstad, 2001). Dalam penelitian ini, antosianin ubi jalar ungu akan diestraksi dengan menggunakan metode Bridgers et al., (2010). Berdasarkan penelitian Bridgers et al., (2010) diperoleh konsentrasi ekstrak antosianin tertinggi 186,1 mg/100 g berat basah ubi dengan menggunakan pelarut metanol 70% yang diasamkan (pH 3,5), dengan perbandingan 100 mL pelarut per 3,3 g berat basah ubi dan suhu 80oC. METODE PENELITIAN a. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah spektrofotometer UV-Vis Thermo Scientific Genesys 10S, shaking incubator model LSI 3016R (Daihan Lab Tech Co. LTD), waterbath (GRANT SUB28), vortex mixer H-VM-300, pH meter Milwaukee SMS125 Smart Combined System, dan peralatan laboratorium umum yang disesuaikan dengan prosedur kerja. Bahan-bahan yang digunakan adalah ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L.) yang diperoleh dari pasar tradisional Pekanbaru, yang berasal dari Bukittinggi Provinsi Sumatera Barat, Metanol, HCl (Merck, Cat. No. 1.00317.2500), dan bahan kimia lain sesuai prosedur kerja. b. Lokasi penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Riset Enzim, Fermentasi dan Bio Molekuler, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau.

2

c. Persiapan sampel ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L.) Ubi jalar ungu dicuci bersih dengan air mengalir, dikeringkan dengan tisu lalu diiris tipis. Ubi jalar ungu yang telah diiris tersebut kemudian dikeringkan menggunakan oven suhu 60oC selama 72 jam. Ubi jalar ungu yang telah kering selanjutnya di blender hingga didapat bubuk ubi jalar ungu. Bubuk ubi jalar ungu tersebut di ayak dengan ayakan 100 mesh untuk memperoleh ukuran partikel yang sama. d. Ekstraksi antosianin Bubuk ubi jalar ungu ditimbang sebanyak 0,4 g kemudian dimasukkan ke dalam tabung. Pada tabung tersebut ditambahkan buffer asetat 1 mL, selanjutnya tabung diinkubasi suhu 40oC selama 60 jam dengan pengocokan 170 rpm. Setelah inbukasi selesai, ke dalam tabung ditambahkan 10 mL metanol 70% yang telah diasamkan (pH 3,5). Tabung tersebut selanjutnya di masukkan kedalam waterbath suhu 80oC selama 1 jam. Setelah inkubasi dalam waterbath selesai, tabung disentrifugasi sehingga terpisah ekstrak dan residunya. Ekstrak antosianin dipisahkan dari residunya dengan cara didekantir. Ekstrak antosianin disimpan dalam tabung yang telah dilapisi aluminium. Pada penelitian ini pengulangan dibuat 3 kali. e. Membuat larutan pH 1 dan 4,5 (Giusti dan Worlstad, 2001) Sebanyak 0,186 g KCl dimasukkan ke dalam beker gelas kemudian ditambahkan 100 mL akuades. Larutan tersebut selanjutnya

Repository FMIPA

ditambahkan HCl pekat sedikit demi sedikit sehingga pH larutan menjadi pH 1. Larutan pH 4,5 dibuat dengan cara menimbang 5,443 g CH3COONa.3H2O lalu dimasukkan ke dalam beker gelas dan ditambahkan akuades 100 mL. Larutan tersebut selanjutnya ditambahkan HCl 2 N sedikit demi sedikit sehingga pH larutan menjadi pH 4,5. f.

Penentuan total konsentrasi antosianin menggunakan metode pH diferensial spektrofotometri

Antosianin yang didapat dimasukkan ke dalam kuvet dan diukur absorbansinnya menggunakan spektrofotometri UV-Vis. Pengukuran absorbansi di mulai pada daerah serapan 400 nm – 700 nm. Panjang gelombang maksimum antosianin ditentukan dari nilai absorbansi optimumnya. Pada penelitian ini di dapat bahwa panjang gelombang maksimumnya 530 nm. Panjang gelombang maksimum tersebut yang kemudian akan digunakan dalam proses analisis total konsentrasi antosianin menggunakan metode pH diferensial spektrofotometri. Ekstrak antosianin diambil sebanyak 1 mL kemudian dilarutkan dengan 9 mL larutan pH 1. Hal yang sama juga dilakukan untuk pH 4,5. Setelah pelarutan antosianin dengan pH 1 dan pH 4,5 selesai, pengukuran absorbansi dilakukan menggunakan spektrofotometri UV-Vis. Pengukuran absorbansi dilakukan menggunakan panjang gelombang maksimum antosianin yang didapat sebelumnya, yaitu 530 nm dan pada panjang gelombang 700 nm.

3

HASIL DAN PEMBAHASAN

b. Total konsentrasi antosianin ubi jalar ungu menggunakan metode pH diferensial spektrofotometri Antosianin yang telah dilarutkan dengan pH 1 dan pH 4,5 diukur absorbansinya pada panjang gelombang 530 nm dan 700 nm. Hasil pengukuran dengan spektrofotometri UV-Vis sinar tampak ini dapat dilihat pada Gambar 1. - Gambar 6.

Absorbansi (A)

0,3 0,2 0,1 0

Absorbansi (A)

500

1000

L Gambar

2.

Spektrum antosianin sampel uji 1 yang dilarutkan dengan pH 4,5

Absorbansi Vs Panjang Gelombang

0,6 0,4 0,2 0

Aλ530 = 0,525

Aλ700 = 0,021

0

500

1000

Panjang Gelombang (λ)

Gambar

3.

Spektrum antosianin sampel uji 2 yang dilarutkan dengan pH 1


0,4

Aλ530 = 0,214

0,2 Aλ700 = 0,030

0 0

500

1000


Aλ530 = 0,525

Aλ700 = 0,023

0

500

1000


] Gambar 1.

Aλ700 = 0,019

0


0,6 0,4 0,2 0

Aλ530 = 0,145


Absorbansi (A)

Absorbansi antosianin diukur menggunakan spektrofotometri UVVis pada sinar tampak, yaitu pada serapan 400 nm-700 nm. Dalam penelitian ini puncak serapan di dapat pada panjang gelombang 530 nm. Puncak serapan atau λmax ini yang akan digunakan kemudian untuk menentukan total konsentrasi antosianin yang telah dilarutkan dengan pH 1 dan pH 4,5 menggunakan metode diferensial spektrofotometri.

Absorbansi (A)

a. Hasil uji spektrofotometer UVVis pada antosianin Ubi jalar ungu


Gambar

4.



Repository FMIPA

4

Absorbansi (A)

Absorbansi vs Panjang Gelombang

0,4

Aλ530 = 0,361

0,2

Total konsentrasi antosianin ubi jalar ungu dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:

Aλ700 = 0,036

0 0

500

1000


A = (A530– A700) pH 1,0 – (A530– A700) pH 4,5 Total antosianin (% b/b) = 100% ԑ

Gambar

5.


Absorbansi (A)


0,4

Aλ530 = 0,184

0,2 0

Aλ700 = 0,030

0

500

1000


Gambar 6.


Berdasarkan absorbansi antosianin yang telah dilarutkan dengan pH 1 dan 4,5 maka dapat dibuat Tabel 1. Tabel 1.

Aλ (nm)

530 700

Pengukuran absorbansi antosianin menggunkana metode pH diferensial spektrofotometri pH 1 4,5 1 4,5

Uji 1 0,525 0,145 0,023 0,019

Repository FMIPA

Sampel Uji 2 0,525 0,214 0,021 0,030

Uji 3 0,361 0,184 0,036 0,030

Keterangan : A = Absorbansi ԑ = Absorptivitas molar Sianidin-3glukosida = 26900 L/(mol.cm) L = Lebar kuvet = 1 cm MW = Berat molekul Sianidin-3glukosida = 449,2/mol DF = Faktor pengenceran V = Volume ekstrak pigmen (L) Wt = Berat bahan awal (g)

Berdasarkan metode pH diferensial maka rata-rata total konsentrasi antosianin dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Rata-rata total konsentrasi antosianin

Sampel Uji 1 Uji 2 Uji 3

Konsentrasi Rata-rata Antosianin Konsentrasi (mg/100 g) Antosianin Berat (mg/100 g) Kering Berat Kering 156,9695 133,5911 120,64±44,234 71,3877

Penelitian ini menggunakan ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L.) sebagai sampel. Pemilihan ubi jalar ungu sebagai sampel dalam penelitian ini karena mempunyai konsentrasi antosianin yang lebih besar dari pada tanaman berwarna lainnya (Rozi, 2007). Konsentrasi antosianin ubi jalar ungu juga lebih besar dari pada ubi jalar varietas lain, yaitu 11,051 mg/100 g (Arixs, 2006). Senyawa antosianin diekstraksi menggunakan pelarut metanol 70% 5

yang diasamkan (pH 3,5) sesuai dengan metode Bridgers et al., (2010). Hal ini berdasarkan penelitian Bridgers et al., (2010) yang mampu menghasilkan ekstrak antosianin tertinggi, yaitu 186,1 mg/100 g. Antosianin memiliki sifat fungsional yang memiliki stabilitas lebih besar dalam kondisi asam, sedangkan dalam larutan netral dan basa antosianin tidak stabil. Oleh karena itu ekstraksi antosianin akan lebih baik dilakukan pada kondisi asam. Beberapa jenis pengasaman yang digunakan pada ekstraksi antosianin adalah HCl dan asam sitrat (Hidayat et al., 2006). Pada beberapa penelitian, HCl 1% menunjukkan jenis pengasam paling efektif karena dapat mendenaturasi membran sel tanaman dan melarutkan senyawa antosianin keluar dari sel (Gao et al., 1996; Broillard, 1982). Proses ekstraksi dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan suhu tinggi yaitu, 80oC. Penggunaan suhu dalam proses ekstraksi akan mempengaruhi ratarata total konsentrasi antosianin yang didapat. Suhu tinggi menyebabkan pertambahan pertumbukan partikel. Semakin tinggi suhu yang digunakan semakin banyak partikel bubuk ubi jalar ungu yang saling bertumbukan sehingga menyebabkan pecahnya sel vakuola yang berisi antosianin. Pengukuran total konsentrasi antosianin dilakukan dengan menggunakan metode pH differensial spektrofotometri (Giusti dan Worlstad, 2001). Metode pHdiferensial spektrofotometri merupakan perhitungan melalui perbedaan absorbansi sinar tampak pada pH yang berbeda, yaitu pada pH 1,0 dan pH 4,5. Pada pH 1,0 antosianin berbentuk kation flavilium

Repository FMIPA

yang berwarna merah muda, sedangkan pada pH 4,5 antosianin berbentuk basa quinoidal yang berwarna ungu muda. Struktur antosianin lebih stabil pada pH berkisar 1 dan 3, sedangkan pada pH >4 struktur antosianin tidak stabil. Hal ini disebabkan dalam keadaan asam struktur dominan antosianin berada dalam bentuk kation flavilium terprotonisasi dan kekurangan elektron. Penelitian mengenai kandungan antosianin menunjukkan bahwa antosianin yang paling banyak ditemukan di alam adalah sianindin3-glukosida dengan absortivitas molar (ԑ) sebesar 26.900. Umumnya sianidin-3-glukosida digunakan sebagai senyawa referensi dari antosianin (Bridgers et al., 2010). Rata-rata total konsentrasi antosianin berdasarkan metode pH diferensial spektrofotometri dalam penelitian ini di dapat 120,64 ± 44,234 mg/100 g. Pada penelitian ini dilakukan inkubasi sampel dengan buffer asetat dan dilanjutkan dengan ekstraksi menggunakan metanol 70% yang telah diasamkan (pH 3,5). KESIMPULAN Total konsentrasi antosianin dari ubi jalar ungu dapat ditentukan dengan metode pH diferensial spektrofotometri. Pada penelitian ini di dapat rata-rata total konsentrasi antosianin ubi jalar ungu (120,64±44,234) mg/100 g dengan menggunakan inkubasi buffer asetat 1 mL dan metanol 70% yang telah diasamkan (pH 3,5). UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Titania T. Nugroho, M.S selaku pembimbing I

6

dan Ibu Dra. Andi Dahliaty, M.S selaku pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu, fikiran, saran serta arahan kepada penulis selama penelitian.

Giusti, M. M. Dan R. E Worlstad. 2001. Charecterirization and Measurement of Anthocyanin by UV-Visible Spectroccopy. Oregon state University.

DAFTAR PUSTAKA

Hidayat, N., Padaga, M.C., dan Suhartini, S. 2006. Mikrobiologi Industri. ANDI Yoyyakarta, Yogyakarta.

Arixs. 2006. Mengenalkan Olahan Bahan Pangan Nonberas Bali, Denpasar, Bandung. www. Cybertokoh.com. Diakses pada tanggal 27-11-2013. Bridgers, E. N., Chinn, M. S., Truong, V. D. 2010. Extraction of anthocyanins from industrial purple-fleshed sweetpotatoes and enzymatic hydrolysis of residues for fermentable sugars. Journal Industrial Crops and Products. 613-620. Broillard, R. 1982. Chemical Strukture of Anthocyanins. Dalam Ekstraksi dan Uji Stabilitas Antosianin dari Kulit Terong Jepang Kajian pH Pelarut dan Lama Ekstrasi dan Stabilitasnya. Skripsi S1. Imelda. 2002. Fakultas Teknologi Pertanian Unibraw. Malang. Gao, L. and. G. Mazza.1996. Ekstraction of Anthocyanin Pigments from Purple Sunflower Hulls. Dalam Ekstraksi Antosianin Pewarna Merah Alami dari Kulit Buah Manggis (Garciria mangostana L): Kajian Konsetrasi HCl dan Apliksinya pada Yoghurt. Skripsi S1. Dani. 2002. Fakultas Teknologi Pertanian Unibraw. Malang.

Repository FMIPA

Jusuf, M., St. A. Rahayuningsih, dan E. Ginting. 2008. Ubi jalar ungu. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 30(4): 13-14. Kano, M., Takayanagi, T., Harada, K., Makino, K., Ishikawa, F., 2005. Antioxidant activity of anthocyanions from purple sweetpotato, Ipomoea batatas cultivar Ayamurasaki. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 69, 979–988. Rozi, F. 2007. Pendekatan eksploratif penciptaan pasar untuk komoditas ubi jalar antosianin tinggi. Dalam D. Harnowo, A. A. Rahmania, Suharsono, M. Adie, F. Rozi, Subandi, dan A. K. Makarim (eds.) Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Kacangkacangan dan Umbi-umbian Mendukung Kemandirian Pangan. Badan Litbang Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Bogor. hlm. 554-566. Suda, I., Ishikawa, F., Hatakeyama, M., Miyawaki, M., Kudo, T., Hirano, K., Ito, A., Yamakawa, O., Horiuchi, S., 2008. Intake of purple sweetpotato beverage affects on serum hepatic

7

biomarker levels of healthy adult men with borderline hepatitis. European Journal of Clinical Nutrition 62, 60- 67. Susmiyanto, D., Wibowo, A., Sutresno, A. 2013. Karakterisasi Ekstrak Antosianin Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) sebagai Fotosensitiser pada Sel Surya Pewarna Tersensitisasi. Seminar Nasional Lontar Physics Forum 2013. Program Studi Fisika Fakultas Sains dan Matematika. Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.

Repository FMIPA

Winarti, S., Sarofa, U., Anggrahini, D., 2008. Ekstraksi dan Stabilitas Warna Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) sebagai Pewarna Alami. Jurnal Teknik Kimia Vol. 3 No. 1. Fakultas Teknologi Industri, UPN Veteran Jawa Timur, Surabaya. Zhang, Z.-F., Fan, S.-H., Zheng, Y.L., Lu, J., Wu, D.-M., Shan, Q., Hu, B., 2009. Purple sweetpotato color attenuates oxidative stress and inflammatory response induced by D-galactose in mouse liver. Food and Chemical Toxicology 47, 496–501.

8

PENENTUAN TOTAL KONSENTRASI ANTOSIANIN DARI UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L.) DENGAN METODE ph DIFERENSIAL SPEKTROFOTOMETRI

Recommend Documents