OPTIMALISASI PROSES PRODUKSI SIRUP STEVIA SECARA FERMENTASI DENGAN STARTER MADU SEBAGAI MINUMAN ANTIDIABETES
OPTIMIZATION OF STEVIA SYRUP AS AN ANTIDIABETIC BEVERAGE BY FERMENTATION USING HONEY STARTER
SKRIPSI Diajukan guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (Kimia)
Oleh : Nama : Andreas Budi Wijaya NIM : 652007009
2012 Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
ii
RINGKASAN
Penelitian optimalisasi proses produksi minuman stevia secara fermentasi dengan starter madu sebagai minuman antidiabetes telah dilakukan dari bulan Februari sampai dengan Juli 2011 di Laboratorium Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan perbandingan konsentrasi dan waktu fermentasi yang tepat dalam pembuatan minuman stevia ditinjau dari kadar steviosida, serta menentukan aktifitas hipoglikemia sirup stevia secara in vivo. Pada awal penelitian dilakukan optimasi larutan starter madu dan kadar steviosida untuk menentukan minuman stevia optimal yang akan digunakan dalam uji in vivo. Data kuantitatif kadar glukosa darah dibuat kurva hubungan antara glukosa darah per satuan waktu pengamatan. Dari kurva tersebut, dihitung Area Under Curve-45-180 (AUC) menggunakan program Graph 4.3 untuk menentukan prosentase penurunan kadar glukosa darah (% PKGD) setiap perlakuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa minuman stevia yang paling optimal ditinjau dari kadar steviosida adalah minuman stevia dengan massa 50 gram dan waktu fermentasi 4 hari dengan kadar steviosida sebesar 0,99%. Hasil uji aktivitas hipoglikemik secara in vivo menunjukkan bahwa minuman stevia 12,5% dan 20% memiliki (%) PKGD lebih besar daripada sirup rendah kalori, masing-masing 14,86 ± 19,27 dan 55,36 ± 83,76. Sedangkan minuman stevia 5% memiliki (%) PKGD yang hampir sama dengan sirup rendah kalori, yaitu sebesar 5,49 ± 5,49.
iii
SUMMARY
Research concerning the optimization of production process of stevia beverages as antidiabetic beverages through fermentation by using honey starter has been done in The Laboratory of Chemistry, Faculty of Sains and Mathematics, Satya Wacana Christian University, Salatiga. It since January until July 2011. The aims of this research are to determine the ratio of the optimum concentration and fermentation’s time on making stevia beverages in terms of stevioside level and also to determine hypoglycemic activities of stevia beverages through in vivo test. Firstly research did optimization of honey starter and stevioside level performed in order to determine the optimal stevia beverages that will be used for in vivo test. The curve of relationship between blood glucose and observation’s time per unit time was created from quantitative result of blood glucose levels. Then, Area Under Curve-45-180 (AUC) was calculated from the curve by using Graph 4.3 program to determine the percentage of decrease of blood glucose level (%PKGD) of each treatment. The result showed that the optimum stevia beverage in terms of stevioside levels was stevia beverage with 50 grams of mass and 4 days of fermentation time with 0,99% of stevioside levels. The result of in vivo test of hypoglycemic activities showed that 12,5% and 20% stevia beverages had 14,86 ± 19,27 and 55,36 ± 83,76 of (%) PKGD those were greater than low-calorie syrup. Besides, 5% stevia beverage had 5,49 ± 5,49 of (%) PKGD that was similar with lowcalorie syrup.
iv
KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus atas semua anugrah dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains (S.Si) dari Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Penulis menyadari masih adanya kekurangan pada penulisan skripsi ini sehingga jauh dari sempurna. Penulisan skripsi ini terselesaikan berkat dukungan teman-teman terdekat, serta semua pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung telah banyak membantu penulis. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada: 1. Bapak Yohanes Martono, S.Si, M.Sc., selaku Kaprogdi Kimia Fakultas Sains dan Matematika serta pembimbing pertama, atas semua bimbingan dan bantuan hingga skripsi ini dapat terselesaikan. 2. Dra. Hartati Soetjipto, M.Sc., selaku pembimbing kedua untuk semua bantuan di dalam penulisan skripsi ini sehingga dapat terselesaikan. 3. Dra. Lusiawati Dewi, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Matematika. 4. Keluargaku tercinta yang telah memberikan banyak dukungan serta doa yang selalu diberikan tiada henti. 5. My beloved (Nonik) yang selalu memberi semangat selama perjalanan kuliah dan skripsi. 6. Teman-teman di salatiga yang selalu membantu aku dalam doa dan terus memberi support sampai selesai. 7. Mbak Yanti yang sudah menyediakan bahan dan alat buat kerja skripsiku. 8. Mas Widodo, Mas Luti, Mas Agung, seluruh dosen FSM kimia, staf FSM, serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu, terimakasih untuk semua bantuan, dukungan, dan bimbingan yang telah diberikan.
v
DAFTAR ISI
Halaman JUDUL .......................................................................................................... i PENGESAHAN ............................................................................................. ii RINGKASAN ................................................................................................ iii SUMMARY .................................................................................................. iv KATA PENGANTAR ................................................................................... v DAFTAR ISI ................................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... viii DAFTAR TABEL .......................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. x 1. PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1. Latar belakang .................................................................................... 1 1.2. Tujuan ................................................................................................ 2 2. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 3 2.1. Pemanis .............................................................................................. 3 2.1.1. Pemanis Alami .......................................................................... 3 2.1.2. pemanis Buatan ......................................................................... 3 2.2. Stevia rebaudiana Bert. ....................................................................... 5 2.2.1. Sejarah ...................................................................................... 5 2.2.2. Tinjauan Botani ........................................................................ 6 2.2.3. Potensi Stevia Sebagai Pemanis ................................................ 7 2.2.4. Kandungan Kimia dan Kegunaan .............................................. 7 2.3. Diabetes dan Aktivitas Hipoglikemia Stevia rebaudiana Bert. ............. 9 2.4. Uji Toleransi Glukosa ......................................................................... 10 2.5. Metode Enzimatik (GOD-PAP) ........................................................... 10 3. BAHAN DAN METODA ......................................................................... 11 3.1. Tempat Pelaksanaan ............................................................................ 11 3.2. Sampel ................................................................................................ 11 3.3. Bahan dan Piranti ................................................................................ 11 3.3.1. Bahan ....................................................................................... 11
vi
3.3.2. Piranti ....................................................................................... 11 3.4. Metoda ............................................................................................... 11 3.4.1. Preparasi Sampel ...................................................................... 11 3.4.2. Pembuatan Starter Madu ........................................................... 12 3.4.3. Pembuatan Minuman Stevia Secara Fermentasi ......................... 12 3.4.4. Analisis Steviosida Secara HPLC .............................................. 12 3.4.5. Uji Toleransi Glukosa ............................................................... 12 3.4.6. Penentuan Konsentrasi Gula Darah ........................................... 13 3.4.7. Analisis Data ............................................................................ 13 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 14 4.1. Optimasi Larutan Starter ..................................................................... 14 4.2. Penetapan Kadar Steviosida dengan HPLC ......................................... 16 4.3. Uji Aktivitas Hipoglikemik ................................................................. 17 5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 22 5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 22 5.2. Saran .................................................................................................. 22 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 23 LAMPIRAN .................................................................................................. 27
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 1. Stevia rebaudiana Bert. ................................................................ 6 Gambar 2. Struktur Diterpen Glikosida Stevia rebaudiana Bert. ..................... 8 Gambar 3. Kurva Starter Madu Dari Berbagai Konsentrasi ............................ 14 Gambar 4. Kurva Starter Madu 7,5% .............................................................. 15 Gambar 5. Profil Kromatogram Kadar Steviosida .......................................... 17 Gambar 6. Kurva Kadar Glukosa Darah vs Waktu ......................................... 18 Gambar 7. Mekanisme Aksi Senyawa Steviosida ........................................... 20
viii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
Tabel 1. Hasil Pengukuran Kadar Steviosida .................................................. 16 Tabel 2. Purata Kadar Glukosa Darah Terhadap Waktu .................................. 18 Tabel 3. Harga Area Under Curve (AUC) dan Prosentase PKGD ................... 19
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
Lampiran 1. Optimasi Starter Madu ............................................................... 27 Lampiran 2. Hasil Kadar Steviosida Secara HPLC .......................................... 28 Lampiran 3. Data Hasil Uji in vivo Perhitungan AUC-45-180 ............................. 32
x
