KARAKTERISASI DAN EKSTRAKSI INULIN DARI TONGKOL BUAH Pandanus sp.
MUHAMMAD JIYAD HIJRAN DJAYANI
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakterisasi dan Ekstraksi Inulin dari Tongkol Buah Pandanus sp. adalah benar karya saya dengan arahan dari komisis pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, April 2016 Muhammad Jiyad Hijran Djayani NIM F34100024
ABSTRAK MUHAMMAD JIYAD HIJRAN DJAYANI. Karakterisasi dan Ekstraksi Inulin dari Tongkol Buah Pandanus sp. Dibimbing oleh DJUMALI MANGUNWIDJAJA dan PRAYOGA SURYADARMA. Peningkatan jumlah inulin yang dapat diekstrak dengan mengatur kondisi suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut telah diteliti. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, tahap pertama yaitu karakterisasi dan identifikasi kandungan inulin dengan menggunakan metode analisis proksimat untuk karakterisasi bahan dan metode cystein-carbazole untuk uji kandungan inulin. Analisis proksimat terdiri dari kadar air, kadar lemak, kadar abu, kadar serat, kadar protein, dan kadar karbohidrat. Uji kadar inulin dilakukan dengan menggunakan alat spektrofotometer. Tahap kedua yaitu melihat pengaruh suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut terhadap jumlah inulin yang dihasilkan dan menentukan kondisi terbaik ekstraksi inulin dari buah Pandanus sp.. Suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut ekstraksi yang digunakan adalah 70-90oC, 60-80 menit, dan 1:1–1:5. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua faktor memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kadar inulin yang dihasilkan. Berdasarkan kondisi yang diuji, suhu ekstraksi inulin terbaik pada tongkol buah pandan laut dan buah merah adalah 90°C, serta waktu ekstraksi dan perbandingan massa pelarut terbaik adalah pada kondisi t1V3 (60 menit dan rasio pelarut 1:5) yang menghasilkan inulin sebanyak 20,47% dari bobot kering bahan yang digunakan. Kata kunci: ekstraksi, sistein-karbazol, inulin, Pandanus sp.
ABSTRACT MUHAMMAD JIYAD HIJRAN DJAYANI. Characterization and Extraction Inulin of Pandanus sp. Fruit’s Cob. Supervised by DJUMALI MANGUNWIDJAJA and PRAYOGA SURYADARMA. Enhancement the amount of inulin that can be extracted by regulating the conditions of temperature, time and mass ratio of the solvent has been investigated. This research is conducted into two stages, the first stage is to characterization and identification inulin content using proximate analysis methods for the characterization of materials and cysteine-carbazole method for inulin content test. The proximate analysis consist of water content, fat content, ash content, fiber content, protein content, and carbohydrate content. The inulin content test conducted by using a spectrophotometer.The second stage is to see the effect of temperature, time and mass ratio of solvent to the amount of inulin produced and determine the best conditions inulin extraction from Pandanus sp. fruit. Temperature, time and mass ratio of extraction solvent used are 70-90oC, 60-80 minutes, and 1:1–1:5 respectively. The results showed that every factors give a significant change to inulin content. Based on sample conditions, the best inulin extraction temperature on both pandan laut’s and red fruit’s cob is 90°C, then the
best extraction time and mass ratio of solvent is in t1V3 (60 minutes and solvent ratio 1: 5) that can produce inulin 20,47% of the dry weight of the materials used. Keywords: extraction, cysteine-carbazole, inulin, Pandanus sp.
KARAKTERISASI DAN EKSTRAKSI INULIN DARI TONGKOL BUAH Pandanus sp.
MUHAMMAD JIYAD HIJRAN DJAYANI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
Judul Skripsi : Karakterisasi dan Ekstraksi Inulin dari Tongkol Buah Pandanus sp. Nama : Muhammad Jiyad Hijran Djayani NIM : F34100024
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA Pembimbing I
Dr. Prayoga Suryadarma, S.TP, MT Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya yang telah diberikan sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Skripsi yang berjudul Karakterisasi dan Ekstraksi Inulin dari Tongkol Buah Pandanus sp. ini disusun sebagai suatu syarat untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik Industri Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan dalam penelitian ini, di antaranya: 1. Orang tua dan segenap keluarga yang telah memberikan dukungan, doa, motivasi, dan semangat untuk menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA dan Dr. Prayoga Suryadarma, S.TP, MT, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, saran, arahan, dan bantuan selama penyelesaian skripsi. 3. Kikaa, Rayza, Yanuar, anggota Tinmarginal, serta teman-teman TIN 47 yang selalu memberikan semangat dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Seluruh dosen dan civitas akademika Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB. 5. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak bias penulis sebutkan satu persatu. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, April 2016 Muhammad Jiyad Hijran Djayani
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Hipotesis
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat penelitian
2
METODE PENELITIAN
3
Bahan dan Peralatan
3
Metode
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Karakteristik Buah Pandan Laut (Pandanus tectorius) dan Buah Merah (Pandanus conoideus)
6
Karakteristik Kimia Bahan Baku
8
Ekstraksi Inulin
10
Pengaruh Suhu Ekstraksi
11
Pengaruh Waktu Ekstraksi dan Perbandingan Jumlah Pelarut
13
SIMPULAN DAN SARAN
14
Simpulan
14
Saran
14
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
22
DAFTAR TABEL 1. Komposisi kimia tongkol buah pandan laut dan buah meraha 2. Hasil analisis kadar inulina
8 9
DAFTAR GAMBAR 1. Tahapan penelitian 2. Buah pandan laut (Pandanus tectorius) (a) Buah; (b) pipilan buah; 3.
4. 5. 6.
7.
(c) tongkol buah Buah merah (Pandanus conoideus) (a) buah yang telah dipipil; (b) buah merah utuh Tahapan proses ekstraksi inulin Hubungan perubahan suhu terhadap kadar inulin. Data disajikan sebagai rata-rata±simpangan baku dan tingkat signifikan. Hubungan perubahan suhu terhadap jumlah gula pereduksi buah merah (a) dan buah pandan laut (b). Data disajikan sebagai ratarata±simpangan baku dan tingkat signifikan. Hubungan perubahan waktu ekstraksi dan perbandingan jumlah pelarut
3 7 7 10 11
12 13
DAFTAR LAMPIRAN 1. Tata cara analisis proksimat 2. Tata cara analisis hasil ekstraksi 3. Tata cara analisis statistika
17 19 20
PENDAHULUAN Latar Belakang Inulin merupakan senyawa polimer fruktan yang penyusun utamanya terdiri dari unit-unit fruktosa dengan ikatan β (2→1) dan memiliki derajat polimerisasi (DP) antara 2-60 (Druart et al. 2001). Inulin berfungsi sebagai bahan tambahan pangan fungsional yang secara khusus digunakan sebagai prebiotik di dalam tubuh manusia. Prebiotik adalah suatu serat pangan yang dapat merangsang pertumbuhan bakteri baik dalam usus besar sehingga dapat memperbaiki sistem pencernaan, mengoptimalkan penyerapan mineral oleh tubuh, menjaga daya tahan tubuh, dan menjaga keseimbangan bakteri dalam usus (Dominguez et al. 2014). Menurut Ruberfroid (2001), inulin merupakan jenis prebiotik paling baik dibandingkan prebiotik lainnya, karena inulin terdiri dari fruktosa dan oligofruktosa (Figueira et al. 2003; Zhang et al. 2003; Gadgoli and Mishra 1997; Baert and Van Bockstaele 1992) yang mudah dicerna oleh bakteri baik dalam tubuh, sehingga inulin menjadi prebiotik diet harian yang sebagian besar dikonsumsi oleh penduduk dunia (Coussement 1999). Inulin komersil saat ini umumnya dihasilkan dari bagian akar tanaman seperti pada Cichorium intybus (Chicory) (Luckman, B. and Rossouw, G. 2003) dan Helianthus tuberosus (Jerusalem Artichoke). Di Indonesia juga terdapat beberapa komoditas yang mengandung inulin pada bagian akarnya seperti dahlia, bengkoang, gembili, dan jenis tanaman lain yang tergolong sebagai golongan umbiumbian. Namun diindikasikan pada beberapa jenis tanaman berpotensi menghasilkan inulin pada bagian lain selain akarnya, yaitu pada buah yang salah satunya terdapat di dalam tanaman Pandanus sp. Pandanus sp. merupakan jenis tanaman golongan pandan-pandanan. Beberapa jenis tanaman pandan yang terdapat di Indonesia adalah Pandanus conoideus (Buah Merah) dan Pandanus tectorius (Pandan Laut). Buah merah merupakan buah dari tanaman pandan endemik di daerah Papua yang selama ini dimanfaatkan minyaknya sebagai antioksidan untuk kesehatan (Subroto 2007). Minyak dari buah merah ini berasal dari pipilan biji yang menempel pada tongkol buah (Budi dan Paimin 2005). Pandanus tectorius adalah jenis tanaman liar yang banyak terdapat di pesisir pantai Indonesia. Tanaman ini disebut juga sebagai “Pandan Laut” oleh masyarakat sekitar pesisir pantai. Selama ini masyarakat pesisir pantai memanfaatkan daunnya menjadi bahan baku kerajinan anyaman tikar. Selain manfaat tersebut, tanaman Pandanus sp. diindikasikan memiliki potensi yang lain yaitu sebagai sumber penghasil inulin pada bagian tongkolnya. Pada buah tanaman Pandanus sp. terdapat tongkol yang berada di dalam buahnya. Tongkol buah ini berbeda pada setiap jenis pandan. Pada buah pandan laut struktur tongkolnya relatif keras dengan penampakan agak kering, sedangkan pada buah merah memiliki struktur yang sedikit lunak, memiliki permukaan yang licin dan penampakan yang relatif basah. Tongkol pada buah merah dan buah pandan laut ini dapat digunakan sebagai sumber penghasil inulin dengan mengacu pada beberapa peristiwa, seperti pemanfaatan cepalium buah merah sebagai bahan baku pembuatan minuman beralkohol pada suku pedalaman daerah Papua. Minuman beralkohol yang dihasilkan diduga merupakan hasil fermentasi inulin
2 yang telah terhidrolisis yang terdapat pada cepalium buah merah. Selain itu, pada tongkol buah pandan laut, pada saat dibelah terdapat banyak semut yang menunjukkan bahwa terdapat golongan gula pada buah pandan. Pada penelitian ini akan dilakukan karakterisasi dan analisis pengaruh suhu, waktu dan perbandingan pelarut pada proses ekstraksi inulin dari tongkol buah Pandanus sp. Perumusan Masalah Inulin di dalam tumbuhan terdapat pada sel-sel yang secara umum merupakan tempat penyimpanan cadangan makanan, seperti pada umbinya, batangnya, ataupun buah dari tumbuhan tersebut. Pada tanaman chicory (Cichorium intybus), inulin terdapat pada sel di sekitar sumbu radial akarnya (Desmet 1997). Pada tanaman dandelion (Helianthus officinale) inulin terdapat pada jaringan floem akar, dan juga pada pembuluh xylem (Van den Ende et al. 2000), begitu juga pada tanaman jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus). Inulin dapat diekstrak dari tumbuhan dengan menggunakan metode media pelarut. Dengan adanya efek dari beberapa faktor seperti penambahan suhu, waktu ekstraksi dan perbandingan massa pelarut, maka akan menyebabkan proses ekstraksi berlangsung lebih baik dan jumlah inulin yang dihasilkan juga menjadi lebih banyak. Namun, pada kondisi suhu tertentu inulin dapat rusak dan akan terhidrolisis menjadi komponen penyusunnya seperti oligofruktosa dan fruktosa. Sehingga dibutuhkan suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut yang tepat untuk mengekstraksi inulin dari tongkol buah pandan laut dan buah merah. Hipotesis Perubahan suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut pada saat ekstraksi akan mempengaruhi proses ekstraksi inulin. Semakin tinggi suhu dan waktu ekstraksi yang digunakan maka semakin banyak inulin yang dapat diekstrak, dan pada perbandingan massa pelarut yang tepat maka akan didapatkan kondisi terbaik untuk melakukan ekstraksi inulin.
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui proses ekstraksi inulin pada tongkol buah pandan laut dan buah merah, serta mengetahui pengaruh suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut pada proses ekstraksi inulin.
Manfaat penelitian Penelitian ini bermanfaat untuk memberikan informasi mengenai sumber penghasil inulin baru yang memiliki prospek tinggi, serta mengetahui pengaruh suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut pada proses ekstraksi inulin
3
METODE PENELITIAN Bahan dan Peralatan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu buah pandan laut Pandanus tectorius dan cepalium buah merah (Pandanus conoideus). Buah pandan laut diambil dari pantai Ujung Genteng dalam kondisi matang, buah berwarna jingga-merah, dan tidak terdapat cacat pada buahnya. Buah merah diambil dari salah satu perkebunan buah merah di daerah Papua dalam kondisi matang, buah berwarna merah, dan tidak terdapat cacat pada bagian buah tersebut. Bahan sebelum digunakan dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran-kotoran yang menempel pada kulitnya, kemudian dilakukan persiapan bahan seperti pencucian dan proses pemarutan, kemudian disimpan dalam freezer agar tidak rusak selama proses penelitian berlangsung. Bahan yang digunakan untuk analisis adalah fruktosa standar, etanol, sistein 1,5%, karbazol 0,12%, aquades, H2SO4 70%, H2SO4 pekat, CuSO4, Na2S2O3, NaOH 6N, asam borat 0.02N, H2SO4 0.02N, dan heksane. Sementara alat-alat yang digunakan adalah pisau, blender, parutan, kain saring, kertas saring whatman 42, oven, freezer, gelas ukur, erlenmeyer, tabung reaksi, penangas air, gelas piala, spektrofotometer, termometer, sudip, labu kjeldahl, pengering beku, soxhlet, kondensor, cawan aluminium, pinggan porselen, micropipet.
Metode Tahapan Penelitian Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan proses seperti dalam gambar berikut. Mulai
Karakterisasi Tongkol Buah Pandan Laut dan Buah Merah Pentuan Pengaruh Suhu Ekstraksi Penentuan Pengaruh Waktu dan Perbandingan Massa Pelarut
Selesai Gambar 1 Tahapan penelitian
4 1. Karakterisasi Bahan Karakterisasi bahan dilakukan untuk mengetahui komponen kimia bahan secara umum. Data karakteristik bahan akan menjadi acuan penentuan awal jumlah inulin pada bahan dengan berdasarkan pada kadar karbohidratnya. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah bagian cepalium dari buah merah dan tongkol dari buah pandan laut. Buah merah yang digunakan adalah buah merah dalam kondisi matang, berwarna merah, dan tidak mengalami kerusakan seperti busuk. Buah pandan laut yang digunakan adalah buah pandan laut matang yang berwarna jingga-merah dan tidak terdapat kerusakan pada buah seperti busuk atau pecah. Karakterisasi dilakukan dengan melakukan uji proksimat. Langkah-langkah uji proksimat bahan dapat dilihat pada Lampiran 1. 2. Ekstraksi Inulin Ekstraksi inulin dilakukan untuk mendapatkan inulin dalam bentuk tepung dari bahan yang digunakan pada penelitian ini. Proses ekstraksi inulin dilakukan dengan memperhatikan 3 faktor, yaitu suhu, waktu dan perbandingan massa pelarut selama proses ekstraksi dilakukan. Proses ekstraksi dilakukan dalam 2 tahap. Tahap pertama ekstraksi dilakukan dengan perubahan faktor suhu, kemudian pada tahap kedua dilakukan ekstraksi dengan perubahan faktor waktu ekstraksi dan perbandingan massa pelarut. Tahap pertama ekstraksi adalah melihat pengaruh suhu terhadap hasil ekstraksi. Penentuan pengaruh suhu ekstraksi dilakukan dengan melihat pengaruh suhu terhadap beberapa parameter pada saat ektraksi inulin. Parameter yang digunakan adalah jumlah inulin yang dihasilkan. Selain itu, indikator lain yang digunakan yaitu jumlah kadar gula pereduksi yaitu untuk membuktikan bahwa tidak ada kerusakan inulin pada saat ekstraksi berlangsung. Tahap kedua yaitu melihat pengaruh waktu ekstraksi dan perbandingan massa pelarut terhadap hasil ekstraksi inulin. Penentuan pengaruh waktu dan perbandingan massa pelarut dilakukan dengan melihat perubahan pada jumlah tepung yang terekstrak dan kadar inulin dari ekstrak tersebut. Proses ekstraksi dilakukan menggunakan metode Susdiana (1997) dengan beberapa perubahan. Proses ekstraksi inulin diawali dengan preparasi bahan, yaitu membersihkan terlebih dahulu bahan yang akan diekstrak dari kotoran yang menempel pada kulitnya kemudian diparut menggunakan pemarut. Sebelum dan setelah dilakukan pemarutan bahan selalu ditimbang untuk mengetahui persentase bagian yang terbuang selama pemarutan. Parutan bahan kemudian ditambahkan air dengan perbandingan air dengan parutan sebesar 2:1. Metode yang digunakan pada proses ekstraksi inulin adalah metode ekstraksi dengan pelarut air karena inulin tidak larut dalam pelarut organik namun larut dalam air hangat (Yurmizar 1989). Campuran ini kemudian dipanaskan hingga suhu mencapai 70 – 90 oC selama kurang lebih 30 menit. Setelah itu, pemanasan dihentikan dan didinginkan. Selanjutnya dilakukan penyaringan dengan menggunakan vakum filter untuk diambil filtratnya. Selanjutnya ditambahkan etanol ke dalam filtrat hasil penyaringan. Jumlah etanol yang ditambahkan yaitu sebesar 40% dari volume hasil penyaringan. Setelah penambahan etanol, larutan disimpan dalam freezer yang bersuhu ± -10 oC selama 18 jam. Larutan kemudian didiamkan selama 15 menit di dalam wadah berisi air untuk mempercepat proses pencairan larutan yang beku, lalu dilakukan sentrifugasi untuk memisahkan antara fase padatan dengan cairan
5 supernatan. Endapan yang terpisah ditimbang lalu dikeringkan menggunakan freeze dryer. Bahan kering kemudian dikecilkan ukuran dengan dihancurkan untuk mendapatkan tepung inulin. Rendemen dihitung berdasarkan persentase berat kering tepung inulin yang dihasilkan terhadap berat awal bahan baku yang digunakan dalam basis kering.
3. Analisis Hasil Ekstraksi Pada tahap ini dilakukan dua buah analisis, yaitu analisis kimia yang dilakukan pada hasil ekstraksi inulin, dan analisis statistik. a. Analisis kimia: dilakukan uji kadar inulin dan uji kadar gula pereduksi. Langkah-langkah uji kadar inulin dan uji kadar gula pereduksi dapat dilihat pada Lampiran 2. b. Analisis statistik: - Uji T: perbedaan rata-rata dua kelompok berpasangan. Analisis statistik ini dilakukan untuk menguji tingkat signifikan perbedaan dua buah kelompok data. Uji T dilakukan menggunakan bantuan aplikasi Microsoft Excel 2007 dan dilakukan perulangan sebanyak tiga kali untuk menentukan simpangan baku. - Uji ANOVA. Analisis statistik ini dilakukan untuk menguji nilai dari sebuah kelompok data apakah memiliki pengaruh yang signifikan terhadap hasil. Uji ANOVA dilakukan dengan menggunakan bantuan aplikasi IBM SPSS versi 21. - Uji Duncan. Uji Duncan merupakan salah satu uji lanjutan dari uji ANOVA pada analisis data. Analisis ini dilakukan untuk mengetahui pada kondisi mana dalam suatu faktor yang digunakan pada penelitian yang dapat memberikan pengaruh terbaik. Langkah-langkah analisis statistik ini dapat dilihat pada Lampiran 3. Rancangan Percobaan Pada penelitian ini dilakukan dua tahap ekstraksi. Tahap pertama dilakukan untuk mengetahui suhu terbaik pada ekstraksi tongkol buah Pandanus sp. Suhu yang digunakan pada tahap pertama yaitu 70oC, 80oC, dan 90oC kemudian dianalisis menggunakan uji T untuk mendapatkan suhu ekstraksi terbaik. Hasil pada tahap ini akan digunakan pada tahapan selanjutnya, yaitu untuk menentukan waktu ekstraksi dan perbandingan massa pelarut terbaik Tahap 2 t = waktu t1 = 60 menit t2 = 70 menit t3 = 80 menit V = perbandingan massa sampel terhadap massa pelarut V1 = 1:1 V2 = 1:3 V3 = 1:5
6
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap.
t1 t2 t3
V1 t1V1 t2V1 t3V1
V2 t1V2 t2V2 t3V2
V3 t1V3 t2V3 t3V3
Analisis statistik yang digunakan pada rancangan percobaan ini adalah uji ANOVA dan menggunakan uji lanjutan yaitu uji Duncan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Buah Pandan Laut (Pandanus tectorius) dan Buah Merah (Pandanus conoideus) Buah pandan laut tersusun atas tiga bagian, Bagian pertama terletak pada bagian terluar buah. Bagian ini memiliki permukaan yang licin, struktur yang keras, dan merupakan lapisan pelindung buah paling utama dari kerusakan fisik. Bagian terluar dari buah ini memiliki kesamaan dengan eksokarp pada buah kelapa sawit (Elaeis guineensis). Bagian kedua yaitu bagian yang berada di dalam eksokarp. Bagian ini tersusun atas serat-serat panjang yang menutupi biji berisi kernel pada bagian atas setiap keping pipilan buah. Bagian ini tersusun atas dua struktur yang berbeda, yaitu struktur yang kering yang menyelimuti biji pada bagian atas pipilan buah dan struktur yang basah pada bagian bawahnya. Bagian ini memiliki bentuk yang serupa dengan mesokarp pada buah kelapa sawit. Bagian ketiga yaitu bagian yang berada pada bagian dalam dari buah pandan laut. Bagian ini terletak di tengah buah, menggantung pada tangkai buah pandan, dan merupakan tempat menempelnya setiap pipilan buah pandan laut. Bagian ini berbentuk lonjong dan terbelah saat buah pandan laut matang. Bagian ini serupa dengan tongkol pada jagung. Saat buah pandan laut dalam kondisi mentah, warna buahnya berwarna hijau, berbentuk bulat hingga lonjong, dan sangat sulit untuk dibelah, karena setiap pipilan buah menempel dengan sangat kuat. Bagian mesokarp berwarna putih dan memiliki banyak getah serta pada bagian tongkolnya berbentuk bulat. Pada saat buah telah matang, warna buah menjadi berwarna jingga-merah, bentuknya lonjong dan mudah untuk dibelah. Bagian mesokarpnya berwarna kuning dan tongkolnya berbentuk lonjong dan membelah. Tongkol buah pandan laut memiliki presentasi bobot sebanyak 5,24% dari total bobot buah pandan laut. Pada tongkol yang matang sering ditemukan kawanan semut yang sedang berkumpul.
7
(a)
(b)
(c)
Gambar 2 Buah pandan laut (Pandanus tectorius) (a) Buah; (b) pipilan buah; (c) tongkol buah Sementara itu, buah merah merupakan salah satu buah endemik yang berasal dari daerah Papua. Buah ini tersusun atas dua bagian, yaitu bagian biji (drupa) dan tongkol (cepalium). Bagian drupa buah merah terdapat pada bagian luar buah dan menempel pada cepalium. Drupa buah merah saat muda berwarna hijau, kemudian akan berubah saat matang menjadi merah, kuning, atau warna lainnya tergantung dari varietas buah merah tersebut. Cepalium adalah bagian dalam dari buah merah. Cepalium memiliki struktur bahan yang sedikit lunak, memiliki permukaan yang licin dan penampakan yang relatif basah. Pada suhu ruang, cepalium sangat cepat busuk. Cepalium hanya bisa bertahan selama 1-2 hari apabila telah dipisahkan dari drupa. Sehingga diperlukan penyimpanan dalam suhu rendah untuk mempertahankan kondisi cepalium yang baik. Cepalium memiliki persentasi bobot sebanyak 54,5% dari total bobot buah merah.
(a) (b) Gambar 3 Buah merah (Pandanus conoideus) (a) buah yang telah dipipil; (b) buah merah utuh Buah merah dan buah pandan laut diindikasikan mengandung banyak komponen karbohidrat berupa inulin pada bagian tongkolnya. Berdasarkan pengamatan, pada buah pandan laut seringkali terlihat adanya kawanan semut yang berkumpul di bagian tongkol buah pandan laut. Semut tidak dapat mengkonsumsi pati, tetapi gula. Gula yang dikonsumsi tersebut dapat terbentuk dari inulin yang terhidrolisis, yaitu berupa monomer fruktosa. Selain itu, cepalium buah merah juga digunakan pada pembuatan minuman beralkohol. Untuk mengkonfirmasi adanya kandungan inulin di dalam cepalium buah merah, perlu dilakukan karakterisasi awal bahan dengan analisis uji proksimat.
8 Karakteristik Kimia Bahan Baku Hasil pengujian proksimat tongkol buah pandan laut dan buah merah disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Komposisi kimia tongkol buah pandan laut dan buah meraha Bahan Air (%) Padatan Abu (%) Protein (%) Lemak (%) Serat Kasar (%) Karbohidrat (%)
Pandan Laut
Buah Merah
88.23 ± 0.02
92.69 ± 0.18
10.64 ± 0.12 5.02 ± 0.07 11.33 ± 0.45 2.72 ± 0.13 70.29 ± 0.65 b
36.58 ± 1.52 21.04 ± 0.20 20.48 ± 0.83 7.61 ± 1.02 14.28 ± 1.57 b
Jerusalem Artichockec 6.36 ± 0.97 5.72 ± 0.21 7.55 ± 0.34 1.40 ± 0.10 6.51 ± 0.17 78.03 ± 1.35
a
Basis kering Selisih total c Sumber: Gaafar et al. (2010) b
Pengujian proksimat merupakan salah satu bentuk analisis untuk mengetahui komponen kimia dalam bahan. Berdasarkan hasil uji proksimat yang dilakukan pada tongkol buah pandan laut dan buah merah didapatkan hasil seperti pada Tabel 1. Tongkol buah pandan laut mengandung kadar air sebesar 88.23% dari total bahan, sedikit lebih rendah dibandingkan dengan kadar air cepalium buah merah, yaitu sebanyak 92.69%. Hal tersebut menunjukkan bahwa penampakan bahan sebelum dilakukan analisis proksimat dipengaruhi oleh kadar air. Cepalium buah merah memiliki struktur buah yang lunak dan permukaannya licin, struktur yang lunak ini menandakan bahwa cepalium buah merah memiliki kandungan air yang tinggi, lebih tinggi dibandingkan dengan tongkol buah pandan laut. Kandungan padatan yang diuji pada uji proksimat yaitu kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar serat kasar, dan kadar karbohidrat dengan menggunakan metode by difference (selisih total). Berdasarkan hasil uji proksimat yang dilakukan, didapatkan data kadar karbohidrat dalam basis kering pada tongkol buah pandan laut sebesar 70,29% dan pada cepalium buah merah sebesar 14,28%. Pada uji proksimat didapatkan hasil bahwa salah satu komponen terbesar dari tongkol buah pandan laut adalah karbohidrat. Kadar karbohidrat dijadikan sebagai acuan jumlah inulin di dalam bahan. Bila dibandingkan dengan hasil karakterisasi jerusalem artichoke, kadar karbohidrat yang terdapat pada jerusalem artichoke sebanyak 78,03% dalam basis kering. (Gaafar 2010). Setelah uji proksimat, tongkol buah pandan laut dan buah merah dianalisis jumlah inulinnya untuk mengkonfirmasi adanya inulin di dalam bahan tersebut. Hasil analisis kandungan inulin di dalam tongkol buah pandan laut dan buah merah disajikan pada Tabel 2.
9 Tabel 2 Hasil analisis kadar inulina Bahan Tongkol buah pandan laut Cepalium buah merah Jerusalem artichokeb Dahliac Pisang (Musa paradisiaca)d
Kadar inulin (%) 10,21 3,11 56,95 78,21 2,10
a
Basis kering Sumber: Gaafar et al. (2010) c Sumber: Zubaidah dan Wilda (2013) d Sumber: Retnaningtyas et al. (2012) b
Inulin merupakan senyawa polimer fruktan yang penyusun utamanya terdiri dari unit-unit fruktosa dengan ikatan β (2→1) dan memiliki derajat polimerisasi (DP) antara 2-60 (Druart et al. 2001). Inulin dideskripsikan Steinbüchel dan Ki Rhee (2005) sebagai bubuk granula putih yang bersifat amorf, tidak berbau, higroskopik, agak larut dalam air dan sangat larut dalam air panas serta agak larut dalam larutan organik. Inulin dapat ditemukan pada sayuran, buah dan sereal yang kita konsumsi, seperti pada bawang merah, bawang putih, bawang bombay, gandum, chicori, jerusalem artichoke, dan pisang. Secara komersil inulin diperoleh dari akar chicory dan jerusalem artichoke (Mavumengwana 2004), serta tanaman Agave sp.. Inulin berfungsi sebagai bahan tambahan pangan fungsional yang secara khusus dapat mempengaruhi peningkatan jumlah produksi bakteri menguntungkan di dalam tubuh dan menekan jumlah bakteri patogen. Inulin juga dapat mencegah terjadinya kanker usus, meningkatkan sistem imun, mempengaruhi konsentrasi kolestrol di dalam tubuh dan mempercepat proses penyerapan mineral di dalam tubuh (Dominguez et al. 2014). Menurut Yi et al. (2010), inulin juga dapat meningkatkan sifat rheologi, tekstur dan sensorik dari makanan olahan berupa roti, permen dan produk susu. Berdasarkan hasil analisis kandungan inulin, pada tongkol pandan laut dan buah merah terkandung inulin sebesar 10,21% untuk tongkol pandan laut dan 3,11% pada cepalium buah merah. Bila dibandingkan dengan literatur beberapa hasil ekstraksi inulin pada tanaman yang selama ini diketahui sebagai penghasil inulin seperti jerusalem artichoke dan dahlia, jumlah ini tergolong kecil. Sedangkan bila dibandingkan dengan pisang, jumlah inulin yang dihasilkan pada ekstraksi tongkol pandan laut dan buah merah tidak berbeda jauh. Perbedaan tersebut mungkin disebabkan oleh sumber dimana inulin tersebut dihasilkan. Pada jerusalem artichoke dan dahlia, inulin dihasilkan pada bagian umbinya, sedangkan pada Pandanus sp. dan pisang terletak pada bagian buahnya. Meskipun jumlah inulin yang teridentifikasi pada tongkol buah Pandanus sp. tersebut kecil, namun hasil analisis tersebut membuktikan bahwa tongkol buah pandan laut dan buah merah mengandung inulin. Kadar inulin yang dihasilkan pada analisis tersebut bernilai kecil juga dapat dipengaruhi oleh kondisi ekstraksi yang kurang optimum. Kondisi yang tidak optimum tersebut disebabkan beberapa faktor antara lain seperti suhu
10 ekstraksi, waktu, dan jumlah pelarut yang digunakan. Untuk mendapatkan jumlah inulin yang lebih banyak, perlu dilakukan ekstraksi pada kondisi terbaik pada tongkol buah pandan laut dan buah merah. Ekstraksi Inulin Ekstraksi inulin dilakukan untuk mendapatkan inulin dari bahan yang diekstrak. Analisis kandungan inulin melalui proses ekstraksi perlu dilakukan pada kondisi ekstraksi terbaik, sehingga inulin dari bahan dapat diekstrak seluruhnya. Tahapan proses ekstraksi inulin disajikan pada Gambar 4. Tongkol Pandanus sp.
Penghilangan bahan yang tidak digunakan Pencucian
Penyimpanan (suhu -100C, 18 jam)
Pemarutan Air
Pembuatan larutan 50 % Pemanasan (70-90 0C, 60-80 menit) Penyaringan
Etanol 40 %
Pendiaman (2 jam) Dekantasi Endapan inulin Penjemuran
Ekstraksi Inulin Tepung Inulin Gambar 4 Tahapan Proses Ekstraksi Inulin
Proses ekstraksi yang terbaik dilakukan dengan menyesuaikan karakter bahan yang digunakan dengan kondisi proses ekstraksi, seperti metode ekstraksi yang digunakan, suhu yang digunakan, waktu ekstraksi dan sebagainya. Apabila proses ekstraksi dilakukan tidak pada kondisi terbaik, maka hasil yang diperoleh tidak akan menunjukkan kandungan total pada bahan tersebut. Pada penelitian ini dilakukan ekstraksi inulin dengan melihat pengaruh suhu, waktu dan jumlah pelarut yang digunakan pada proses ekstraksi, sehingga dapat diketahui pengaruh ketiga faktor tersebut pada proses ekstraksi inulin dan didapatkan kondisi ekstraksi inulin dari tongkol buah Pandanus sp. yang terbaik.
11 Pengaruh Suhu Ekstraksi Ekstraksi dilakukan untuk mendapatkan padatan inulin. Perbedaan suhu ekstraksi diharapkan memberikan pengaruh terhadap jumlah inulin yang dihasilkan. Suhu yang digunakan pada penelitian ini beragam, yaitu 70°C, 80°C, dan 90°C. Pengaruh suhu pada ekstraksi inulin dapat dilihat pada beberapa parameter, yaitu pada kadar inulin yang dihasilkan, serta perhitungan kadar gula pereduksi. Kadar Inulin merupakan jumlah inulin yang terkandung di dalam tepung inulin kering hasil ekstraksi bahan. Kadar inulin berbeda-beda tergantung dari sumbernya. Kadar inulin jerussalem artichoke 56,95% (Gaafar et al. 2010) dan berdasarkan Van Loo et al. (1995) kadar inulin umbi chicory 75-80%. Pada penelitian ini dilakukan pengujian kadar inulin untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap jumlah inulin yang dihasilkan. *berbeda signifikan dengan P<0,05
Pandan Laut
Kadar Inulin [% db w/w]
Buah Merah
* *
0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 70
80 Suhu [°C]
90
Gambar 5 Hubungan perubahan suhu terhadap kadar inulin. Data disajikan sebagai rata-rata±simpangan baku dan tingkat signifikan. Berdasarkan uji ANOVA, faktor suhu memiliki pengaruh yang signifikan terhadap nilai kadar inulin yang dapat diekstrak dari tongkol buah pandan laut dan buah merah. Berdasarkan data pada Gambar 5, suhu yang memberikan pengaruh yang signifikan adalah 90oC dengan kadar inulin yang dihasilkan sebesar 0,35% pada tongkol buah pandan laut dan 0,07% pada tongkol buah merah. Suhu dapat mempengaruhi jumlah inulin yang terekstrak dikarenakan semakin tinggi suhu, maka semakin mudah ruang-ruang penyimpan inulin menjadi pecah dan mengeluarkan inulin lebih banyak. Inulin pada tumbuhan terdapat dalam vakuola yang terdapat di sel-sel floem tempat cadangan makanan tumbuhan disimpan (Mavumengwana 2004). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Gaafar et al. (2010) tentang pengaruh suhu terhadap jumlah inulin yang dapat diekstrak dari umbi Jerusalem artichoke menunjukkan hasil yang sama dengan hasil penelitian ini, yaitu peningkatan suhu menyebabkan meningkatnya jumlah inulin yang dapat
12 diekstrak. Tetapi pada penelitian tersebut jumlah inulin yang dapat terekstrak pada suhu 80oC tidak berbeda nyata dengan jumlah inulin yang terekstrak pada suhu 90oC dan 100oC, namun jumlahnya terus meningkat seiring bertambahnya suhu. Hal tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan komposisi pada bagian yang menyimpan inulin, karena inulin pada jerusalem artichoke berada pada bagian umbi, sedangkan pada Pandanus sp. terletak pada buahnya. Suhu tinggi selain dapat meningkatkan jumlah inulin terekstrak, juga dimungkinkan dapat merusak inulin pada saat proses ekstraksi dilakukan. Oleh karena itu dilakukan analisis terhadap nilai kadar gula pereduksi dari bahan tersebut. Analisis terhadap gula pereduksi dilakukan karena inulin yang merupakan polimer dari beberapa monomer glukosa dan fruktosa dapat rusak dan pecah menjadi monomer-monomer penyusunnya yang merupakan golongan gula pereduksi. Gula pereduksi merupakan golongan gula yang dapat mereduksi senyawa ion logam dalam keadaan basa. Jenis gula yang termasuk sebagai gula pereduksi adalah beberapa jenis monosakarida seperti glukosa, fruktosa, dan galaktosa, serta beberapa jenis disakarida seperti laktosa, maltosa, dan isomaltosa. Gula-gula tersebut memiliki sifat pereduksi karena adanya gugus keton atau aldehida dalam molekul gula tersebut (Gusmarwani et al. 2010). Apabila terjadi kerusakan pada inulin, maka hal tersebut akan meningkatkan nilai kadar gula pereduksi pada saat dianalisis.
12000
Gula Pereduksi [mg/L]
2000
10000
Gula Pereduksi [mg/L]
1600 1200 800 400
8000 6000 4000 2000 0
0 80
90 Suhu [°C]
80
90 Suhu [°C]
(a) (b) Gambar 6 Hubungan perubahan suhu terhadap jumlah gula pereduksi buah merah (a) dan buah pandan laut (b). Data disajikan sebagai rata-rata ± simpangan baku dan tingkat signifikan. Pada Gambar 6 disajikan data hubungan gula pereduksi terhadap suhu yang mengalami peningkatan secara signifikan saat ekstraksi inulin. Pada kedua bahan sama-sama tidak terjadi peningkatan nilai kadar gula pereduksi secara signifikan pada suhu 80°C dan 90°C. Berdasarkan data tersebut, dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan suhu ekstraksi 80°C dan 90°C tidak akan merusak inulin pada bahan secara signifikan.
13 Pada proses ekstraksi inulin, terdapat banyak faktor yang dapat mempengaruhi laju ekstraksi. Pada penelitian ini penentuan suhu ekstraksi digunakan sebagai tahap awal sehingga hasilnya akan digunakan pada tahap berikutnya yaitu untuk menentukan pengaruh waktu dan perbandingan massa pelarut. Dalam proses ekstraksi inulin dari tongkol buah Pandanus sp., peningkatan suhu akan mengakibatkan jumlah inulin yang terekstrak lebih banyak sehingga pada suhu yang lebih tinggi jumlah inulin yang dihasilkan semakin banyak. Namun, suhu tinggi juga dapat menyebabkan bahan menjadi rusak. Pada proses ekstraksi inulin dari tongkol buah Pandanus sp. menggunakan suhu ekstraksi 70°C, 80°C dan 90°C. Berdasarkan hasil yang didapatkan, suhu terbaik untuk mengekstraksi inulin dari tongkol buah Pandanus sp. adalah suhu 90°C dan pada suhu tersebut juga tidak terjadi kerusakan inulin saat proses ekstraksi terjadi. Pengaruh Waktu Ekstraksi dan Perbandingan Jumlah Pelarut Selain suhu, terdapat faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi hasil ekstraksi inulin suatu bahan. Pada penelitian ini dilakukan analisis terhadap pengaruh waktu ekstraksi dan perbandingan jumlah pelarut pada hasil ekstraksi inulin yang dihasilkan. Pada tahap ini akan digunakan suhu terbaik yang diperoleh dari tahap pertama yaitu 900C.
Kadar Inulin [% db w/w]
25 20 15 10 5 0 t1V1
t2V1
t3V1
t1V2
t2V2
t3V2
t1V3
t2V3
t3V3
Kondisi Ekstraksi Ket: t = waktu; t1=60 menit, t2=70 menit, t3=80 menit
V= Perbandingan massa pelarut; V1=1:1, V2=1:3, V3=1:5
Gambar 7 Hubungan perubahan waktu ekstraksi dan perbandingan jumlah pelarut terhadap jumlah inulin yang dapat diekstrak. Data disajikan sebagai ratarata±simpangan baku dan tingkat signifikan Berdasarkan data pada Gambar 7 diperoleh data kadar inulin hasil ekstraksi dari beberapa kondisi ekstraksi yang menggunakan kombinasi waktu dan jumlah pelarut. Berdasarkan data tersebut, dilakukan uji ANOVA dan uji lanjut Duncan untuk mengetahui faktor waktu ekstraksi dan perbandingan jumlah pelarut
14 berpengaruh secara signifikan atau tidak terhadap jumlah inulin yang dihasilkan (lihat Lampiran 3). Menurut uji ANOVA yang telah dilakukan, faktor waktu dan faktor jumlah pelarut sama-sama memberikan pengaruh yang signifikan terhadap hasil ekstraksi. Kemudian pada uji lanjutan, dilakukan uji Duncan untuk mengetahui pada kondisi ekstraksi mana inulin dapat diekstrak secara maksimal. Berdasarkan uji Duncan didapatkan bahwa nilai terbaik dihasilkan pada kondisi ekstraksi t1V3 (t= 60 menit dan V= 1:5), namun nilai dari kondisi ekstraksi tersebut tidak signifikan berbeda dengan kondisi ekstraksi t3V2 (t= 80 menit dan V= 1:3). Pada kondisi ini diputuskan kondisi ekstraksi inulin dari tongkol buah pandan laut adalah pada t1V3 dengan pertimbangan bahwa penambahan waktu ekstraksi akan menambah lebih banyak kebutuhan energi dan mengakibatkan biaya produksinya meningkat lebih banyak dibandingkan dengan meningkatkan perbandingan massa pelarutnya seperti pada kondisi t3V2. Pengaruh waktu terhadap ekstraksi inulin terdapat pada lamanya inulin dapat diekstrak. Semakin panjang waktu ekstraksi, maka akan memperbesar kemungkinan terekstrak seluruh kandungan inulin yang terdapat pada sampel, namun memiliki pertimbangan biaya yang akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu ekstraksi sedangkan pengaruh perbandingan jumlah pelarut pada ekstraksi terdapat pada berapa banyak inulin yang dapat diserap oleh pelarut. Semakin banyak pelarut yang digunakan, maka kemampuan pelarut tersebut menampung inulin yang terekstrak akan semakin besar. Pada penelitian ini didapatkan kondisi terbaik ekstraksi inulin pada suhu ekstraksi 90oC dengan perbandingan massa pelarut 1:3 selama 60 menit yaitu menghasilkan inulin sebesar 20,47% dari bobot kering bahan yang digunakan.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Inulin dapat diekstrak dari tongkol buah Pandanus sp. dengan menggunakan metode ekstraksi pelarut air. Ekstraksi dilakukan dengan melihat pengaruh suhu, waktu ekstraksi, dan perbandingan jumlah pelarut terhadap peningkatan jumlah inulin yang dapat diekstrak. Berdasarkan pengamatan pengaruh suhu terhadap proses ekstraksi inulin didapatkan hasil bahwa peningkatan suhu ekstraksi akan meningkatkan jumlah inulin yang dihasilkan dan suhu ekstraksi yang tinggi tidak dapat merusak komponen inulin di dalam bahan pada saat dilakukan proses ekstraksi. Suhu ekstraksi inulin terbaik pada tongkol buah pandan laut dan buah merah adalah 90°C. Pada pengamatan pengaruh waktu ekstraksi dan perbandingan jumlah pelarut, didapatkan kondisi terbaik yaitu pada kondisi t1V3 (t= 60 menit dan V= 1:5) yang menghasilkan inulin sebanyak 20,47% dari bobot kering bahan yang digunakan. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan memperhatikan faktor-faktor lain yang berpengaruh pada saat proses ekstraksi inulin untuk mendapatkan hasil ekstraksi yang lebih baik.
15
DAFTAR PUSTAKA Baert, J.R.A., and Van Bockstaele, E.J. 1992. Cultivation and breeding of root chicory for inulin production. Industrial crops and products. 1: 229-234. Budi, I.M., dan Paimin, F.R. 2005. Buah Merah . Penebar Swadaya, Jakarta. Coussement, PAA. 1999. Inulin and oligofructose: safe intakes and legal status. American Society for Nutritional Sciences: 1412S-1417S. Dominguez A L, Rodrigues L R, Lima N M, Teixeira J A. 2014. An overview of the recent developments on fructooligosaccharide production and applications. Food Bioprocess Technol, 7, 324–337 Druart N, De Roover J, Van den Ende W, Goupil P, Van Laere A, Rambour S. 2001. Sucrose assimilation during early developmental stages of chicory (Chicorium intybus L.) plants. Planta 2001;212:436-43. Figueira, G.M., Park, K.J., Brod, F.P.R., and Honorio, S.L. 2003. Evaluation of desorption isotherms, drying rates and inulin concentration of chicory roots (Chicorium intybus L.) with and without enzymatic activation. Journal of food Engineering. In press. Gadgoli, C., and Mishra, S.H. 1997. Antihepatotoxic activity of Chicorium intybus. Journal of Ethnopharmacology. 58: 131-134. Gaafar, A.M., M. F. Serag El-Din, E. A. Boudy, H. H. El-Gazar. 2010. Extraction Conditions of Inulin from Jerusalem Artichoke Tubers and its Effects on Blood Glucose and Lipid Profile in Diabetic Rats. Journal of American Science Glibowski P, Bukowska A. 2011. The effect of pH, temperature, and heating time on inulin chemical stability. Acta Sci.Pol. Technol. Aliment. 10(2), 189-196. Gusmawarni, S.R. Budi, M.S.P, Sediawan. W.B. Hidayat, M. 2010. Pengaruh Perbandingan Berat Padatan dan Waktu Reaksi Terhadap Gula Pereduksi Terbentuk pada Hidrolisis Bonggol Pisang. Jurnal Teknik Kimia Indonesia 9(3):77-82. Kierstan MPJ. 1978. Biotechnology and Bioengineering 20:447-450. New York(USA): John Wiley&Sons. Luckman, B., and Rossouw, G. 2003. Chicory S.A. story. South Africa. Mavumengwana, VB. 2004. Isolation, Purification And Characterization Of Inulin And Fructooligosaccharides From Chicorium Intybus And Inulinase From Aspergillus Niger. [Tesis]. Grahamstown (Afrika Selatan): Rhodes University Miller GL. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal Chem. 31(3):426-428.doi: 10.1021/ac60147a030. Retnaningtyas, Yuni, Lestyo W, Rahayu M. 2012. Penentuan Kadar Inulin dalam Ekstrak Buah Pisang (Musa paradisiaca, Linn.) sebagai Prebiotik dengan Metode Klt – Densitometri. Jember
16 Roberfroid, MB. 2001. Prebiotics: preferential substrates specific germs. American Journal of Clinical Nutrition. Vol.73. No.2. 406S-409S. Steinbüchel A, Ki Rhee S. 2005. Polysaccharides and Polyamides in the Food Industry. Wiley - Blackwell Subroto, A., 2007. Buah Merah Sehatkan Mata?. Majalah Trubus. Jakarta, No.451. 116-117. Susdiana Y. 1997. Ekstraksi dan karakterisasi inulin dari umbi dahlia (Dahlia pinnata cav.) [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Van Loo J., Coussement P, de Leenheer L, Hoebregs H, Smits G. 1995. On the precense of inulin and oligofructose as natural ingredients in the western diet. Critical Reviews Food Science and Nutrition. 35(6):525-52 Van den Ende W., Michiels A., Van Wonterghem D., Vergauwen R., Van Laere A., 2000. Cloning, developmental, and tissue-specific expression of sucrose:sucrose 1-fructosyl transferase from Taraxacum officinale. Fructan localization in roots. Plant Physiology 123, 71–79. Wahyuni A, Hardjono, dan Paskalina HY. 2004. Ekstraksi Kurkumin dari Kunyit. Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses 2004. Yogyakarta Watherhouse, A.L. dan Chatterton, N.J. 1993. Glosary of Fructan terms. Boca Raton, Florida : CRC Press. Yi H, Zhang L, Hua C, Sun K, Zhang L. 2010. Extraction and enzymatic hydrolysis of inulin from Jerusalem artichoke and their effects on textural and sensorial characteristics of yogurt. Food Bioprocess Technol, 3, 315–319. Yurmizar. 1989. Penandaan Inulin dengan Radionuklida Teknesium-99m dan Biodistribusinya pada Tikus Putih. Skripsi FMIPA. Padang: Universitas Andalas Zhang, M., De Baerdemaeker, J., and Schrevens, E. 2003. Effects of different varieties and shelf storage conditions of chicory on deteriotative colour changes using digital image processing and analysis. Food Research International. 36: 669-676. Zubaidah, Elok dan Wilda Akhadiana. 2013. Comparative Study of Inulin Extracts from Dahlia, Yam, and Gembili Tubers as Prebiotic. Food and Nutrition Sciences, 2013, 4, 8-12
17
LAMPIRAN Lampiran 1 Tata cara analisis proksimat 1. Kadar Air (AOAC, 1995) Pinggan alumunium dipanaskan pada suhu 105oC, kemudian didinginkan di dalam eksikator dan ditimbang beratnya. Lebih kurang 2 gram contoh dimasukkan di dalam pinggan alumunium dan dipanaskan di dalam oven pada suhu 105oC selama 1 jam (pengukuran 1jam dimulai ketika suhu oven tepat 105oC ). Setelah itu pinggan cepat-cepat dimasukkan di dalam desikator dan ditimbang setelah mencapai suhu kamar. Pemanasan diulang hingga diperoleh berat tepat. Sisa contoh dihitung sebagai total padatan dan berat yang hilang sebagai kadar air. Kadar air dihitung dengan rumus :
2. Kadar Abu (AOAC, 1995) Abu dalam bahan pangan ditetapkan dengan menimbang sisa mineral sebagai hasil pembakaran bahan organik pada suhu sekitar 550°C. Penentuan dilakukan dengan memanaskan cawan porselin di dalam tanur, didinginkan di dalam eksikator dan secepatnya ditimbang setelah dicapai suhu kamar. Contoh sekitar 2-3 gram ditimbang di dalam cawan kemudian dibakar di dalam tanur pada suhu 550°C hingga abu berwarna kelabu atau beratnya konstan, didinginkan di dalam eksikator dan ditimbang secepatnya setelah mencapai suhu kamar. Kadar abu dihitung dengan rumusan sebagai berikut :
3. Kadar Protein (AOAC, 1995) Contoh seberat 0,2 gram didekstruksi dengan 2,5 ml asam sulfat pekat dengan katalisator CuSO4+Na2S2O3 1:1,2 sampai berwarna hijau jernih. Destilasi dilakukan setelah ditambahkan 5 ml air suling dan 15 ml NaOH 6 N. Sebagai penampung digunakan 25 ml asam Borat 0,02 N dan 2-3 tetes indikator mengsel. Hasil destilasi dititrasi dengan larutan H2SO4 0,02 N. Prosedur blanko ditentukan seperti diatas tanpa menggunakan bahan yang dianalisis. Kadar protein dihitung dengan rumus sebagai berikut :
a = selisih ml H2SO4 yang digunakan untuk mentitrasi blanko dan contoh N = Normalitas larutan H2SO4 4. Kadar Lemak (AOAC, 1995) Contoh sebanyak 3 gram dimasukkan ke dalam kertas saring yang dibuat seperti kantong. Kemudian dimasukkan ke dalam soxhlet dan diekstraksi selama 6 jam dengan menggunakan Heksane. Sebelumnya labu lemak dan batu didih dikeringkan di dalam oven 105 – 110 oC selama 1 jam, didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Setelah ekstraksi cukup, pelarut dalam labu lemak diuapkan sampai
18 habis lalu didinginkan dalam desikator dan ditimbang sampai diperoleh berat yang konstan. Kadar lemak dihitung dengan rumus sebagai berikut:
a = berat contoh b = berat selongsong awal (sebelum ekstraksi) c = berat selongsong akhir (setelah diekstraksi) 5. Kadar Serat Kasar (AOAC, 1995) Prinsip uji ini adalah ekstraksi contoh dengan asam dan basa untuk memisahkan serat kasar dari bahan lain. Sebanyak 2-4 gram sampel (a) ditimbang dan dibebaskan lemaknya dengan cara ekstraksi menggunakan soxhlet atau dengan cara mengaduk-mengendap-tuangkan sampel dalam pelarut organik sebanyak 3 kali. Sampel dikeringkan dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml. Ditambahkan 50 ml larutan H2SO4 1,25%, kemudian dididihkan selama 30 menit dengan menggunakan pendingin tegak. Selanjutnya ditambahkan 50 ml NaOH 3,25% dan dididihkan lagi selama 30 menit. Dalam keadaan panas, sampel disaring menggunakan corong bunchner yang berisi kertas saring Whatman 41 yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya. Endapan yang terdapat pada kertas saring berturut-turut dicuci menggunakan H2SO4 1,25% panas, air panas, dan etanol 96%. Kertas saring beserta isinya diangkat, dikeringkan dalam oven suhu 105oC, didinginkan, dan ditimbang sampai bobot tetap (b).
a = Bobot sampel (g) b = Bobot endapan pada kertas saring (g) 6. Kadar Karbohidrat Kadar karbohidrat dihitung menggunakan metode by difference, yaitu 100% dikurangi dengan persen total kadar air, kadar lemak, kadar serat kasar, kadar protein dan kadar abu.
19 Lampiran 2 Tata cara analisis hasil ekstraksi 1. Kadar Inulin (Kierstan 1978) Kadar inulin diuji menggunakan metode Sistein Karbazol. Sampel yang padat dilarutkan terlebih dahulu dalam aquades, jika sampel dinilai tinggi kadar inulinnya maka diencerkan lagi menggunakan aquades sampai dapat terbaca oleh spektrofotometer. Sejumlah 1 ml contoh ditambah 0,2 ml sistein 1,5%, kemudian ditambahkan 6 ml H2SO4 70% dan dikocok. Campuran kemudian ditambah 0,2 ml karbazol 0,12% dalam larutan etanol. Campuran dipanaskan pada suhu 60 oC selama 10 menit kemudian didinginkan dan diukur kadar inulinnya menggunakan spektrofotometer 560 nm. Kurva standar dibuat dengan menggunakan inulin dengan kisaran 0-30 mg/l.
Absorbansi
Grafik kurva standar inulin 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
y = 0.0291x + 0.0175 R² = 0.9988
0
5
10
15
20
25
30
Konsentrasi [ppm]
2. Kadar gula pereduksi metode DNS (Miller 1959) Sampel diencerkan bila diperlukan sampai dapat terukur pada kisaran 0,20,8 absorbansi pada panjang gelombang 550 nm. Sebanyak 1 ml sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 3 ml pereaksi DNS. Selanjutnya ditempatkan dalam air mendidih selama 5 menit, dibiarkan dingin sampai suhu ruang. Kemudian dibaca menggunakan spektrofotometer dengan absorbasi pada panjang gelombang 550 nm. Blanko yang digunakan adalah aquades. Kurva standar dibuat dengan menggunakan larutan fruktosa standar dengan kisaran 0-300 mg/l.
Absorbansi
Grafik kurva standar DNS 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 0
y = 0.0047x - 0.2475 R² = 0.9946 50
100
150 200 250 konsentrasi [ppm]
300
350
20 Lampiran 3 Tata cara analisis statistika 1. Uji T: perbedaan rata-rata dua kelompok berpasangan Uji T dilakukan dengan menggunakan bantuan aplikasi Microsoft Excel. Tahap awal yaitu memasukkan data yang akan digunakan untuk dilakukan uji T. Pilih menu “Data Analysis” kemudian pilih “paired two sample for means”. Setelah itu masukkan range data yang akan dianalisis. Masukkan nilai α = 0.05 dan “Hypothesized mean defference” dengan 0 (nol) kemudian tekan OK. Setelah itu akan muncul hasil dalam bentuk tabel, perlu dilakukan interpretasi untuk menggunakan hasil uji T tersebut. Nilai dua kelompok data dikatakan signifikan apabila nilai |t hitung| > t tabel atau nilai p < α. 2. Uji ANOVA dan uji lanjut Duncan Perlakuan t1V1 t2V1 t3V1 t1V2 t2V2 t3V2 t1V3 t2V3 t3V3
1 0,12202 0,09774 0,16121 0,11427 0,15182 0,15310 0,20852 0,18173 0,13323
2 0,12320 0,10186 0,16233 0,11698 0,15699 0,15229 0,18915 0,19977 0,12436
Pengamatan 3 4 0,12193 0,11365 0,10159 0,07993 0,15938 0,15331 0,11427 0,11089 0,14837 0,13770 0,14964 0,22222 0,21010 0,20658 0,20278 0,16379 0,12409 0,19483
5 0,11886 0,07993 0,14503 0,11039 0,12950 0,22858 0,20862 0,16342 0,18009
6 0,11602 0,08052 0,14652 0,10570 0,13514 0,22252 0,20535 0,16191 0,17186
Ratarata 0,11928 0,09026 0,15463 0,11208 0,14325 0,18806 0,20472 0,17890 0,15474
Tabel diatas adalah data hasil pengamatan jumlah inulin yang diekstrak dengan menggunakan beberapa kondisi ekstraksi. Uji anova dilakukan dengan menggunakan program IBM SPSS Statistic version 21. Hasil uji ANOVA adalah sebagai berikut: Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Rendemen Source Type III Sum df Mean Square F of Squares Corrected Model .068a 8 .008 23.070 Intercept 1.208 1 1.208 3282.868 waktu .008 2 .004 10.467 Pelarut .030 2 .015 41.353 waktu * Pelarut .030 4 .007 20.229 Error .017 45 3.68E-04 Total 1.292 54 Corrected Total .084 53 a. R Squared = ,804 (Adjusted R Squared = ,769)
Sig. .000 .000 .000 .000 .000
21 Berdasarkan tabel ANOVA, didapatkan Mse= 3,678 x 10-4, dfe= 45, r = 6, p = 9. 𝑀𝑠𝑒 0,0003678 𝑆𝑒 = √ =√ = 0,00783 𝑟 6 R= qa x Se = qa x 0,00783 untuk dfe = 45, p = 9, α = 0,05, maka nilai qa dan R: P 2 3 4 5 6 7 8 9 qa 2,849 2,996 3,093 3,162 3,216 3,258 3,293 3,322 R 0,022305 0,023461 0,024216 0,024761 0,025181 0,02551 0,025781 0,02601
t2V1 t1V2 t1V1 t2V2 t3V1 t3V3 t2V3 t3V2 t1V3 -
0,09026a 0,11208ab 0,11928bc 0,14325cd 0,15463de 0,15474de 0,17890e 0,18806ef 0,20472f
t2V1 tidak berbeda nyata dengan t1V2. t1V2 tidak berbeda nyata dengan t2V1 dan t1V1. t1V1 tidak berbeda nyata dengan t1V2 dan t2V2. t2V2 tidak berbeda nyata dengan t1V1, t3V1 dan t3V3. t3V1 tidak berbeda nyata dengan t2V2, t3V3, t2V3, dan t3V2. t3V3 tidak berbeda nyata dengan t2V2, t3V1, t2V3, dan t3V2. t2V3 tidak berbeda nyata dengan t3V1, t3V3, dan t3V2. t3V2 tidak berbeda nyata dengan t3V1, t3V3, t2V3, dan t1V3. t1V3 tidak berbeda nyata dengan t3V2
22
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kota Palu pada tanggal 20 Maret 1992 dari bapak Djayani Nurdin dan ibu Minawati, dan merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis yang berdarah Bugis ini menyelesaikan studi di SDN 3 Palu tahun 2004, SMP Al-Azhar Palu 2007, MAN Insan Cendekia Gorontalo 2010, dan diterima sebagai mahasiswa Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB pada tahun 2010 melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama menjalani perkuliahan, penulis aktif dalam Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) TPB sebagai anggota departemen Budaya Olahraga dan Seni pada tahun 2010-2011 dan BEM Fakultas Teknologi Pertanian pada tahun 20112012 sebagai anggota departemen Minat Bakat Mahasiswa. Selain itu penulis juga aktif dalam berbagai kepanitiaan salah satunya adalah sebagai ketua acara TPB CUP yang diselenggarakan BEM-TPB pada tahun 2011 dan ketua acara REDS CUP yang diselenggarakan BEM-Fateta pada tahun 2012. Selain aktif dalam organisasi, penulis juga aktif dalam akademik yaitu menjadi asisten praktikum Penerapan Komputer pada tahun 2013, dan Teknologi Pati, gula, dan sukrokimia pada tahun 2014. Penulis juga beberapa kali mendapatkan dana PKM yang dilaksanakan oleh DIKTI, terakhir pada tahun 2013 PKM-P dengan judul “Pemanfaatan Styrofoam Cair Sehat Hasil Reduksi Monomer Stirena Dengan Alfa Pinena Minyak Atsiri Kayu Putih Dan Glikosida Sansevieria Menjadi Papan Semi Sintetik”. Penulis juga mendapatkan juara 3 dalam IPB Bussiness Competition yang dilaksanakan di Institut Pertanian Bogor dengan judul “Oriza: Pemulen Nasi”. Penulis melaksanakan praktik lapangan di PT Heinz ABC Indonesia, Karawang pada bulan Juli-Agustus 2013 dengan tema Teknologi Proses dan Pengolahan Limbah Produksi Sirup.
