1
2
3
ABSTRACT
Lina Wijaya (03420070096) STUDY ON THE EFFECT OF pH AND HEATING TEMPERATURE TOWARDS ANTIOXIDANT ACTIVITY AND PIGMENT OF PEEL AND FLESH OF SUPER RED DRAGON FRUIT (Hylocereus costaricensis) (xix + 132 pages, 15 tables, 29 figures, 42 appendixes) Dragon fruit is one of several fruits that are known for its antioxidant activiy. Peel and flesh of super red dragon fruit (Hylocereus costaricensis) had not been optimally studied and it has been assumed contains antioxidant and pigment compounds. This research is designed to study the effect of pH and heating temperature towards antioxidant activity and pigment of super red dragon fruit peel and flesh. Fruit is separated between the peel and the flesh, and then extracted with three different solvent (ethanol, mixture of ethanol and water, water), and three different time (2 hours, 4 hours, 6 hours). Extraction process using maceration with stirrer for 6 hours on ethanol extract showed the best antioxidant activiy, betacyanin content, and total phenolics. The best peel extract had IC50 259,92 mg, betacyanin content 20,46 mg/100 g sample, and phenolic content 0,37 mg GAE/g sample. The best flesh extract had IC50 81,80 mg, betacyanin content 28,11 mg/100 g sample, and phenolic content 0,42 mg GAE/g sample. Antioxidant activity and pigment from the extract of peel and flesh of super red dragon fruit were effected by pH and heating temperature. Antioxidant activity, betacyanin content and total phenolic will decrease with the increasing of heating temperature. Antioxidant activity and betacyanin content will increase with the increasing of pH until pH 6, but both of them will decrease if the pH surpass pH 6. Total phenolic was not effected by the change of pH. The best extract was obtained at pH 6 and 50°C for 30 minutes.
Keywords : super red dragon fruit, Hylocereus costaricensis, pigmen, betalain, antioxidant References : 24 (1977 – 2011)
4
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus untuk segala kasih karunia, rahmat, dan penyertaan-Nya, sehingga laporan Tugas Akhir yang berjudul ”STUDI
PENGARUH
pH
DAN
SUHU
PEMANASAN
TERHADAP
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DAN PIGMEN PADA DAGING DAN KULIT BUAH NAGA SUPER MERAH (Hylocereus costaricensis)” dapat terselesaikan dengan baik. Adapun tujuan dari pelaksanaan tugas akhir dan penulisan laporan tugas akhir adalah untuk memenuhi persyaratan akademik guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Strata Satu Universitas Pelita Harapan, Karawaci. Keberhasilan dari pelaksanaan dan penulisan laporan kerja praktek ini tidak terlepas dari campur tangan dan dukungan pihak-pihak lain. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1.
Ir. A. Herry Cahyana, M.Sc, Ph.D, selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan arahan, dukungan, menyediakan waktu, dan pikiran sehingga rangkaian tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
2.
Bapak Tagor M. Siregar, M.Si, selaku Co-Pembimbing yang telah menyediakan waktu dan memberikan masukan serta dukungan bagi penulis.
3.
Papa (Eddy Wieyono Wijaya), Mama (Inawati Prayogo), dan Titi (Hendra Wijaya) yang selalu membantu dalam memberikan dukungan baik moral maupun spiritual bagi penulis selama pelaksanaan tugas akhir dan penulisan laporan tugas akhir ini. “Both of you are the best that i’ve ever had”.
5
4.
Ibu Nuri Arum Anugrahati, selaku Ketua Jurusan Teknologi Pangan Universitas Pelita Harapan dan Ibu Julia Ratna Wijaya, selaku Wakil Ketua Jurusan Teknologi Pangan Universitas Pelita Harapan yang telah memberikan masukan dan dukungan bagi Penulis.
5.
Ibu Mery, Bapak Adolf, Ibu Ratna, Bapak Tagor, Bapak Jeremia, selaku Kepala Laboratorium yang telah memberikan izin bagi Penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium.
6.
Pak Rudy, Ade, Pak Yos, Donny, dan Aji, yang telah membantu dan mendukung Penulis selama bekerja di laboratorium.
7.
Seluruh dosen dan staf pengajar di Jurusan Teknologi Pangan Universitas Pelita Harapan, khususnya yang pernah membimbing penulis selama kuliah.
8.
Zenia Effendy, Alwi Kuswono Ely, Sean Gerry, Andree Pratama, Kevin Saputra, Devin Chrismarshall, dan Novel Sari selaku sahabat Penulis bersedia memberikan dukungan dan semangat bagi Penulis selama pelaksanaan tugas akhir maupun selama penulisan laporan tugas akhir ini. “Terima kasih untuk canda tawa, air mata, doa, dan pelajaran hidup selama 4 tahun ini”.
9.
Bernike, Adeline Kartika Putri, Purnamasari Antono, Andre Danu Prasetiyo, Mikhael Dominico, Teresa Gryta, Clara Fransisca, Irene Raharjo, Angeline, Gladys Santoso, dan Erdo Haryanto Putra selaku teman seperjuangan selama pelaksanaan tugas akhir.
10. Yiensen Wiharza, yang selalu memberikan cinta, doa, dukungan, perhatian, pengertian, dan bantuannya. “Terima kasih untuk kesetiannya, itu semua sangat berarti”.
6
11. Zerlyna Merilla Gunanta, Jessica Ignacia, Priska Pricillia, Shela Yoshinaga, Denny Saputra, Herlina Luo, dan Jessica Regina yang terus memberikan dukungan dan semangat dalam menyelesaikan laporan kerja praktek ini. “Terima kasih untuk doa, pelukan, dan semangatnya. Sisters and brothers never end” 12. Seluruh anggota kelas Pangan B 2007, dan seluruh angkatan Teknologi Pangan 2007 yang selalu berbagi dan menolong satu sama lain demi keberhasilan bersama. “Kalian akan selalu menjadi bagian yang terbaik dalam hidupku”. 13. Seluruh pihak yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu. Akhir kata, laporan tugas akhir ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya dan mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membacanya. Atas perhatiannya penulis mengucapkan terima kasih. Tuhan memberkati
Karawaci, Maret 2011
Penulis
7
DAFTAR ISI
halaman HALAMAN KULIT HALAMAN JUDUL PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING SKRIPSI PERSETUJUAN TIM PENGUJI SKRIPSI ABSTRACT ...................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii DAFTAR ISI ...................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1 1.2 Perumusan Masalah ..................................................................................... 2 1.3 Tujuan .......................................................................................................... 3 1.3.1 Tujuan Umum ...................................................................................... 3 1.3.1 Tujuan Khusus ..................................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Buah Naga .................................................................................................... 5
8
halaman 2.1.1 Buah Naga Super merah ....................................................................... 7 2.2 Pigmen Buah Naga Merah ........................................................................... 8 2.1.2.1 Betasianin................................................................................. 9 2.1.2.2 Betaxantin .............................................................................. 10 2.3 Fenolik ........................................................................................................ 10 2.4 Antioksidan ................................................................................................ 12 2.3 DPPH (2,2 Diphenyl-1-Picrylhydrazyl) ....................................................... 13
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat dan Bahan........................................................................................... 15 3.1.1 Alat .................................................................................................... 15 3.1.2 Bahan ................................................................................................. 15 3.2 Metode Penelitian ....................................................................................... 16 3.2.1 Penelitian Tahap I............................................................................... 16 3.2.1.1 Prosedur Penelitian Tahap I ................................................... 16 3.2.1.2 Perlakuan dan Rancangan Percobaan Penelitian Tahap I ........ 17 3.2.1.3 Parameter Analisis Penelitian Tahap I .................................... 19 3.2.2 Penelitian Tahap II ............................................................................. 19 3.2.2.1 Prosedur Penelitian Tahap II .................................................. 20 3.2.2.2 Perlakuan dan Rancangan Percobaan Penelitian Tahap II ...... 20 3.2.2.3 Parameter Analisis Penelitian Tahap II ................................... 22 3.2.3 Prosedur Analisis ............................................................................... 22 3.2.3.1 Rendemen Ekstrak dari Kulit dan Daging Buah Naga Super Merah ..................................................................................... 23
9
halaman 3.2.3.2 pH Ekstrak dari Kulit dan Daging Buah Naga Super Merah .... 23 3.2.3.3 Aktivitas Antioksidan (DPPH)................................................ 23 3.2.3.4 Kandungan Betasianin ............................................................ 24 3.2.3.5 Total Fenolik .......................................................................... 25 3.2.3.6 Identifikasi Komponen Warna ................................................ 26 3.2.3.6.1 Identifikasi Komponen Warna Metode Spektrofotometri UV-Vis ......................................... 27 3.2.3.6.2 Identifikasi Komponen Warna Metode Kolorimetri .. 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Penelitian Tahap I ...................................................................................... 29 4.1.1 Rendemen Ekstrak.............................................................................. 30 4.1.2 Nilai pH Ekstrak................................................................................. 33 4.1.3 Aktivitas Antioksidan ......................................................................... 35 4.1.4 Kandungan Betasianin ........................................................................ 38 4.1.5 Total Fenolik ...................................................................................... 40 4.1.6 Identifikasi Komponen Warna ............................................................ 42 4.1.7 Penentuan Ekstrak Antioksidan dan Pigmen Terbaik (Tahap I) ........... 44 4.2 Penelitian Tahap II .................................................................................... 45 4.2.1 Aktivitas Antioksidan ......................................................................... 45 4.2.2 Kandungan Betasianin ........................................................................ 47 4.2.3 Total Fenolik ...................................................................................... 49 4.2.4 Identifikasi Komponen Warna Metode Spektrofotometri UV-Vis ....... 51 4.2.5 Identifikasi Komponen Warna Metode Kolorimetri ............................ 53
10
halaman 4.2.6 Penentuan Ekstrak Antioksidan dan Pigmen Terbaik (Tahap II) ......... 56
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 57 5.2 Saran ........................................................................................................... 58
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 59
11
DAFTAR GAMBAR
halaman Gambar 2.1 Hylocereus costaricensis................................................................... 7 Gambar 2.2 a. Struktur kimia betalamic acid ....................................................... 8 Gambar 2.2 b. Struktur kimia betasianin .............................................................. 8 Gambar 2.2 c. Struktur kimia betaxantin .............................................................. 8 Gambar 2.3 Mekanisme autooksidasi lipida ....................................................... 12 Gambar 2.4 Mekanisme antioksidan dan radikal DPPH...................................... 13 Gambar 2.5 1.Diphenylpicrylhydrazyl (radikal bebas) ........................................ 14 Gambar 2.5 2. Diphenylpicrylhydrazine (non radikal) ........................................ 14 Gambar 3.1 Diagram alir ekstraksi antioksidan dan pigmen dari kulit dan daging buah naga super merah.................................................................... 17 Gambar 3.2 Diagram alir perlakuan pH dan suhu pemanasan terhadap ekstrak kulit dan daging buah naga super merah .......................................... 20 Gambar 4.1 Rendemen ekstrak kulit buah naga super merah .............................. 31 Gambar 4.2 Rendemen ekstrak daging buah naga super merah ........................... 31 Gambar 4.3 Nilai pH ekstrak kulit buah naga super merah ................................. 33 Gambar 4.4 Nilai pH ekstrak daging buah naga super merah pada waktu ekstraksi yang berbeda................................................................................... 34 Gambar 4.5 Nilai pH ekstrak daging buah naga super merah pada jenis pelarut yang berbeda................................................................................... 34 Gambar 4.6 Aktivitas antioksidan (IC50) ekstrak kulit buah naga super merah .... 36 Gambar 4.7 Aktivitas antioksidan (IC50) ekstrak daging buah naga super merah 36 Gambar 4.8 Kandungan betasianin ekstrak kulit buah naga super merah ............ 39 Gambar 4.9 Kandungan betasianin ekstrak daging buah naga super merah ......... 39
12
halaman Gambar 4.10 Total fenolik ekstrak kulit buah naga super merah ......................... 41 Gambar 4.11 Total fenolik ekstrak daging buah naga super merah ..................... 41 Gambar 4.12 Aktivitas antioksidan (IC50) ekstrak kulit buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan ..................... 46 Gambar 4.13 Aktivitas antioksidan (IC50) ekstrak daging buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan ..................... 46 Gambar 4.14 Kandungan betasianin ekstrak kulit buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan .............................. 48 Gambar 4.15 Kandungan betasianin ekstrak daging buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan .............................. 48 Gambar 4.16 Total fenolik ekstrak kulit buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan ................................................ 50 Gambar 4.17 Total fenolik ekstrak daging buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan ...................................... 50 Gambar 4.18 °hue ekstrak kulit buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan ................................................ 53 Gambar 4.19 °hue ekstrak daging buah naga super merah yang telah diberi perlakuan pH dan suhu pemanasan ................................................ 54
13
DAFTAR TABEL
halaman Tabel 2.1 Kandungan gizi buah naga per 100 gram bahan .................................... 6 Tabel 2.2 Klasifikasi komponen fenolik ............................................................. 11 Tabel 3.1 Desain penelitian tahap I .................................................................... 18 Tabel 3.2 Desain penelitian tahap II ................................................................... 21 Tabel 4.1 Absorbansi dari ekstrak kulit buah naga super merah .......................... 43 Tabel 4.2 Absorbansi dari ekstrak daging buah naga super merah ...................... 43 Tabel 4.3 Karakteristik ekstrak kulit buah naga super merah terbaik (pelarut etanol dan waktu ekstraksi 6 jam)....................................................... 45 Tabel 4.4 Karakteristik ekstrak daging buah naga super merah terbaik (pelarut etanol dan waktu ekstraksi 6 jam)....................................................... 45 Tabel 4.5 Absorbansi dari ekstrak kulit buah naga super merah .......................... 51 Tabel 4.6 Absorbansi dari ekstrak daging buah naga super merah ...................... 52 Tabel 4.7 Interpretasi warna visual °hue pada kromameter ................................. 54 Tabel 4.8 Interpretasi warna visual °hue dari ekstrak kulit buah naga super merah ................................................................................................. 55 Tabel 4.9 Interpretasi warna visual °hue dari ekstrak daging buah naga super merah ................................................................................................. 55 Tabel 4.10 Karakteristik ekstrak kulit buah naga super merah terbaik (pH 6, 50°C) ...................................................................................... 56 Tabel 4.11 Karakteristik ekstrak daging buah naga super merah terbaik (pH 6, 50°C) ...................................................................................... 56
14
DAFTAR LAMPIRAN
halaman Lampiran 1 Rendemen ekstrak kulit buah naga super merah ............................ 63 Lampiran 2 Uji statistik rendemen ekstrak kulit buah naga super merah .......... 64 Lampiran 3 Rendemen ekstrak daging buah naga super merah ........................ 65 Lampiran 4 Uji statistik rendemen ekstrak daging buah naga super merah ........ 66 Lampiran 5 pH ekstrak kulit buah naga super merah ........................................ 67 Lampiran 6 Uji statistik pH ekstrak kulit buah naga super merah ..................... 67 Lampiran 7 pH ekstrak daging buah naga super merah ..................................... 69 Lampiran 8 Uji statistik pH ekstrak daging buah naga super merah .................. 69 Lampiran 9 Aktivitas antioksidan ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap I) ....................................................................................... 71 Lampiran 10 Uji statistik aktivitas antioksidan ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap I) ................................................................... 75 Lampiran 11 Aktivitas antioksidan ekstrak daging buah naga super merah (Tahap I) ....................................................................................... 76 Lampiran 12 Uji statistik aktivitas antioksidan ekstrak daging buah naga super merah (Tahap I) ............................................................................. 80 Lampiran 13 Kandungan betasianin ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap I) ....................................................................................... 81 Lampiran 14 Uji statistik kandungan betasianin ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap I) ............................................................................. 82 Lampiran 15 Kandungan betasianin ekstrak daging buah naga super merah (Tahap I) ....................................................................................... 83 Lampiran 16 Uji statistik kandungan betasianin ekstrak daging buah naga super merah (Tahap I) ............................................................................. 84 Lampiran 17 Total fenolik ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap I).......... 85
15
halaman Lampiran 18 Uji statistik total fenolik ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap I) ....................................................................................... 87 Lampiran 19 Total fenolik ekstrak daging buah naga super merah (Tahap I) ...... 88 Lampiran 20 Uji statistik total fenolik ekstrak daging buah naga super merah (Tahap I) ....................................................................................... 90 Lampiran 21 Identifikasi komponen warna ekstrak kulit buah naga super merah dengan spektrofotometer UV-Vis (Tahap I) ................................... 91 Lampiran 22 Identifikasi komponen warna ekstrak daging buah naga super merah dengan spektrofotometer UV-Vis (Tahap I) ................................... 92 Lampiran 23 Perbandingan rendemen, nilai IC50, kandungan betasianin, total fenolik dari ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap I) ............ 93 Lampiran 24 Aktivitas antioksidan ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap II) ...................................................................................... 94 Lampiran 25 Uji statistik aktivitas antioksidan ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap II).......................................................................... 100 Lampiran 26 Aktivitas antioksidan ekstrak daging buah naga super merah (Tahap II) .................................................................................... 102 Lampiran 27 Uji statistik aktivitas antioksidan ekstrak daging buah naga super merah (Tahap II).......................................................................... 108 Lampiran 28 Kandungan betasianin ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap II) .................................................................................... 110 Lampiran 29 Uji statistik kandungan betasianin ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap II).......................................................................... 111 Lampiran 30 Kandungan betasianin ekstrak daging buah naga super merah (Tahap II) .................................................................................... 113 Lampiran 31 Uji statistik kandungan betasianin ekstrak daging buah naga super merah (Tahap II).......................................................................... 114 Lampiran 32 Total fenolik ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap II) ...... 116 Lampiran 33 Uji statistik total fenolik ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap II) .................................................................................... 118
16
halaman Lampiran 34 Total fenolik ekstrak daging buah naga super merah (Tahap II) ... 120 Lampiran 35 Uji statistik total fenolik ekstrak daging buah naga super merah (Tahap II) .................................................................................... 122 Lampiran 36 Identifikasi komponen warna ekstrak kulit buah naga super merah dengan spektrofotometer UV-Vis (Tahap II) ................................ 124 Lampiran 37 Identifikasi komponen warna ekstrak daging buah naga super merah dengan spektrofotometer UV-Vis (Tahap II)................................ 125 Lampiran 38 Identifikasi komponen warna ekstrak kulit buah naga super merah dengan kromameter (Tahap II) .................................................... 126 Lampiran 39 Identifikasi komponen warna ekstrak daging buah naga super merah dengan kromameter (Tahap II) .................................................... 128 Lampiran 40 Perbandingan nilai IC50, kandungan betasianin, total fenolik, dan identifikasi komponen warna dari ekstrak kulit buah naga super merah (Tahap II).......................................................................... 130 Lampiran 41 Perbandingan nilai IC50, kandungan betasianin, total fenolik, dan identifikasi komponen warna dari ekstrak daging buah naga super merah (Tahap II).......................................................................... 131 Lampiran 42 Surat Keterangan Hasil Identifikasi Buah Naga Super Merah ...... 132
17
