PENGARUH ASAM ASKORBAT TERHADAP BROWNING BUAH SALAK PONDOH (Salacca zalacca)
( SKRIPSI )
Oleh
Dewi Nurainy Anggrainy
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
Pengaruh asam askorbat terhadap proses browning buah salak pondoh (Salacca zalacca)
Oleh Dewi Nurainy A
ABSTRAK
Indeks Browning, kandungan karbohidrat terlarut total, dan aktivitas enzim dehidrogenase buah salak pondoh diamati setelah 5 menit direndam dalam 1% b/v larutan asam askorbat . Semua sampel dibungkus kantong plastik. Percobaan dilakukan di laboratorium fisiologi tanaman, jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Alam, Universitas Lampung. Faktorial percobaan 2x3 Faktor A adalah asam askorbat dengan 2 tingkat: 0% b / v dan 1% w / v. Faktor B adalah waktu pengamatan dengan 3 tingkat: 0 hari, 4 hari, 8 hari setelah perendaman. Indeks Browning ditentukan dengan mengukur absorbansi ekstrak buah salak pada panjang gelombang 420 nm. Jumlah kandungan karbohidrat terlarut total ditentukan dengan metode fenol sulfur sedangkan aktivitas dehidrogenase diperkirakan dengan metode metilen blue. Hasil penelitian menunjukkan bahwa asam askorbat tidak mempengaruhi indeks browning , tetapi menurunkan karbohidrat terlarut total. Adanya interaksi signifikan antara asam askorbat dan waktu pengamatan pada aktivitas dehidrogenase. Disimpulkan bahwa asam askorbat tidak mampu menurunkan indeks browning buah salak namun menurunkan kandungan karbohidrat terlarut total dan aktivitas dehidrogenase.
Kata kunci : Asam askorbat, buah salak pondoh, indeks browning, kandungan karbohidrat terlarut, dan enzim dehidrogenase
PENGARUH ASAM ASKORBAT TERHADAP BROWNING BUAH SALAK PONDOH (Salacca zalacca)
Oleh Dewi Nurainy Anggrainy
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA SAINS
Pada Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lampung Selatan pada tanggal 5 januari 1994, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara pasangan bapak Suparlan (Alm) dan ibu Idawati. Penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Dasar Negeri 1 Beringin Raya pada tahun 2006, setelah itu melanjutkan dengan pendidikan sekolah menengah pertama (SMP) Negeri 14 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 2009 dan Sekolah Menengah atas (SMA) Negeri 7 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 2012. Penulis terdaftar sebagai mahasiswi jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam pada tahun 2012 melalui jalur (SNMPTN ) Tertulis. Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten peraktikum S1 Biologi dalam mata kuliah Bryologi dan Perilaku Hewan. Selain itu penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Biologi Umum dan Botani Umum jurusan Agroekoteknologi dan Agribisnis Fakultas Pertanian. Penulis juga pernah mendapatkan beasiswa pada tahun 2015. Mahasiswa pernah aktif di Organisasi Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMBIO ) sebagai anggota Komunikasi dan Informasi pada tahun 2013 dan tahun 2014. Pada tahun 2015 penulis melaksanakan kegiatan KKN Tematik pada bulan Juli –
September 2015 di Desa Pagar Dewa Suka Mulya, Kecamatan Pagar Dewa, Kabupaten Tulang Bawang Barat. Pada bulan Juni- Juli 2015 penulis juga melakuakan Kerja Praktik di Taman Satwa Lembah Hijau Bandar Lampung dngan judul “ Perilaku Harian dan Pola Makan Burung Pelikan (Pelecanus cospicillatus) di Taman Satwa Lembah Hijau Bandar Lampung”
Persembahan
Bismillahirohmanirrohim Kupersembahkan Karya kecil ini dengan segala ketulusan dan kesederhanaan sebagai tanda bukti dan kasihku
Untuk yang tercinta:
Kepada bapak almarhum dan ibu untuk kasih sayang, cinta, pengorbanan yang tak pernah berhenti mendukung dan mendoakan untuk kesuksesan anak-anaknya. Kepada mba tersayang Heni Putri Sulistiawati dan adik tercinta Nuning Fitri astari selalu memberikaan keceriaan dan dukungan mengiringi langkahku.
Bapak ibu dosen yang telah membantu dan membimbingku selama ini
Dan
Seluruh keluarga tercinta dan Almamaterku Universitas Lampung yang aku Banggakan.
Motto
Entah akan berkarir atau menjadi ibu rumah tangga, seorang wanita wajib berpendidikan tinggi karena ia akan menjadi IBU. Ibu cerdas akan menghasilkan anak-anak cerdas (Dian Sastro)
Carilah ilmu dan harta supaya kamu bisa memimpin. Ilmu akan memudahkan memimpin orang-orang di atas, sedangkan harta akan memudahkanmu memimpin orang yang di bawah (masyarakat umum) (Ali Bin Abi Thalib)
Dan janganlah kamu berputus asa daripada rahmat allah. Sesungguhnya tiada berputus asa daripada rahmat allah melainkan orang-orang yang kufur (Q.S. Yusuf; 87)
Allah tidak membebani seseorang melaikan sesuai dengan kesanggupannya (Q.S. Al- Baqarah ; 286)
Hidup bukan hanya untuk hari ini, besok maupun lusa. Hidup juga untuk menuju kehidupan yang kekal, maka tanamkan kebaukan pada hidup ini (Uje)
Persembahan
Bismillahirohmanirrohim Kupersembahkan Karya kecil ini dengan segala ketulusan dan kesederhanaan sebagai tanda bukti dan kasihku
Untuk yang tercinta:
Kepada bapak almarhum dan ibu untuk kasih sayang, cinta, pengorbanan yang tak pernah berhenti mendukung dan mendoakan untuk kesuksesan anak-anaknya. Kepada mba tersayang Heni Putri Sulistiawati dan adik tercinta Nuning Fitri astari selalu memberikaan keceriaan dan dukungan mengiringi langkahku.
Bapak ibu dosen yang telah membantu dan membimbingku selama ini
Dan
Seluruh keluarga tercinta dan Almamaterku Universitas Lampung yang aku Banggakan.
Motto
Entah akan berkarir atau menjadi ibu rumah tangga, seorang wanita wajib berpendidikan tinggi karena ia akan menjadi IBU. Ibu cerdas akan menghasilkan anak-anak cerdas (Dian Sastro)
Carilah ilmu dan harta supaya kamu bisa memimpin. Ilmu akan memudahkan memimpin orang-orang di atas, sedangkan harta akan memudahkanmu memimpin orang yang di bawah (masyarakat umum) (Ali Bin Abi Thalib)
Dan janganlah kamu berputus asa daripada rahmat allah. Sesungguhnya tiada berputus asa daripada rahmat allah melainkan orang-orang yang kufur (Q.S. Yusuf; 87)
Allah tidak membebani seseorang melaikan sesuai dengan kesanggupannya (Q.S. Al- Baqarah ; 286)
Hidup bukan hanya untuk hari ini, besok maupun lusa. Hidup juga untuk menuju kehidupan yang kekal, maka tanamkan kebaukan pada hidup ini (Uje)
ii
SANWACANA
Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji syukur penulis lantunkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya Skripsi dapat diselesaikan. Skripsi denagn judul “Pengaruh asam askorbat terhadap browning buah salak pondoh (Salacca zalacca)”. Penulis menyadari banyak sekali bantuan yang penulis dapatkan selama menyelesaikan skripsi ini. Dengan terselesaikan skripsi ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Zulkifli, M.Sc selaku pembimbing I yang telah dengan sabar memberi masukan,saran, serta bimbingan dengan penuh kesabaran selama penulis melakukan proses pembuatan skripsi ini . 2. Ibu Dra. Tundjung T Handayani, M.S selaku Pembimbing II yang dengan sabar membimbing, memberi perhatian selama penulis melakukan proses pembuatan skripsi ini . 3. Ibu Martha L. Lande, M.P yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun untuk kesempurnaan skrisi ini. 4. Keluarga besar penulis, Bapak (Alm), Ibu, Mba heni dan adikku Nuning yang aku cintai, atas pengorbanan, kasih sayang yang selalu kudamba serta kesabaran dalam setiap mendengar keluh kesah penulis. Dukungan kalian amat besar bagi penulis.
iii
5. Bapak Prof. Warsito, D.E.A.,P,h.D selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 6. Ibu Dra. Nuning Nurcahyani, M.Sc selaku Ketua Jurusan Biologi FMIPA Universitas Lampung. 7. Bapak Drs. Hendri Busman, M.biomed selaku pembimbing akademik atas bimbingannya selama penulis menempuh pendidikan di Jurusan Biologi. 8. Teman –temanku yang selalu setia yang selalu setia Arum, Nisa,Jevica, Sheila atas cerita, canda, tawanya. 9. Terima kasih kepada Arlyandi telah memberi semangat, canda, tawa dan banyak membantu penulis menyelesaikan skripsi . 10. Teman- teman Angkatan 2012 Biologi atas kebersamaan,kekompakan, kekeluargaan yang akan terus berjalan. 11. Serta semua pihak yang telah membantu dan mempermudah penulis dalam membuat skripsi.
Bandar Lampung, Juni 2016 Penulis,
Dewi Nurainy Anggrainy
iv
DAFTAR ISI
Halaman ABSTRAK.................................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN....................................................................... ii DAFTAR ISI ............................................................................................... iv DAFTAR TABEL...... ................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR .................................................................................. viii I.
PENDAHULUAN ........................................................................... 1 A. B. C. D. E.
II.
Latar Belakang dan Masalah............................................................. Tujuan Penelitian ............................................................................. Manfaat Penelitian ........................................................................... Kerangka Pemikiran ......................................................................... Hipotesis ..........................................................................................
1 3 3 3 5
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 6 A. Deskripsi Tanaman salak ................................................................. 6 1. Klasifikasi................................................................................... 6 2. Morfologi .................................................................................. 7 3. Kandungan gizi dan Manfaat .................................................... 7 B. Asam Askorbat ................................................................................. 8 1. Struktur kimia ............................................................................ 8 2. Sifat fisik dan kimia ................................................................... 9 3. Fungsi asam askorbat ................................................................. 9 C. Browning pada buah-buahan ............................................................ 10 1. Reaksi enzimatis ........................................................................ 10 2. Karakteristik enzim polifenol oksidase ..................................... 11
v
3. Senyawa kimia anti Browning .................................................. 11 III.
METODE PENELITIAN .............................................................. 16 A. B. C. D. E.
Tempat dan Waktu ............................................................................ Alat dan Bahan ................................................................................. Rancangan Percobaan ...................................................................... Variabel dan Parameter .................................................................... Pelaksanaan ....................................................................................... 1. Penyiapan Satuan Percobaan...................................................... 2. Pengamatan ................................................................................ 2.1 Indeks Browning................................................................. 2.2 Kandungan Karbohidrat Terlarut Total .............................. 2.3 Aktivitas Enzim dehidrogenase ......................................... F. Analisis Data ..................................................................................... IV.
16 16 17 18 18 18 19 19 20 21 22
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 23 A. Hasil ........................................................................................... 1. Indeks Browning .................................................................. 2. Aktivitas Enzim Dehidrogenase ........................................... 3. Kandungan Karbohidrat Terlarut Total ................................ 4. Level gula Pereduksi ............................................................
23 23 24 26 28
B. Pembahasan ................................................................................ 29
V.
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 33
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 34 LAMPIRAN ................................................................................................ 36
vi
DAFTAR TABEL halaman Tabel 1. Notasi faktor, taraf, dan kombinasi perlakuan percobaan faktorial 2x3 ......................................................................................................17 Tabel 2.Uji BNT Indeks Browning buah salak pondoh......................................23 Tabel 3. Enzim dehidrogenase buah salak pondoh ...........................................25 Tabel 4. Uji BNT karbohidrat terlarut total buah salak pondoh ........................27 Tabel 5. Level gula pereduksi ............................................................................28 Tabel 6. Rata-rata, standar deviasi ,ragam,standar eror, koefisien keragaman...........................................................................................36 Tabel 7. ∑y, ∑(y)2, ( ∑y)2 indeks browning buah salak pondoh........................37 Tabel 8. Total perlakuan ....................................................................................37 Tabel 9. Analisis ragam......................................................................................38 Tabel 10. rata-rata, standar defiasi, ragam, standar eror, koefisien keragaman............................................................................................38 Tabel 11. ∑y, ∑(y)2, ( ∑y)2 kandungan karbohidrat terlarut total buah salak pondoh .......................................................................................................39 Tabel 12. Total perlakuan ...................................................................................40 Tabel 13. Analisis ragam.....................................................................................40 Tabel 14. Rata-rata, standar deviasi ,ragam,standar eror, koefisien keragaman............................................................................................41 Tabel 15. ∑y, ∑(y)2, ( ∑y)2 aktivitas enzim dehidrogenase buah salak pondoh..............................................................................................42
vii
Tabel 16. Total perlakuan ..................................................................................42 Tabel 17. Tabel Analisis ragam ..........................................................................43 Tabel 18. Tabel Anova indeks browning ............................................................44 Tabel 19. Tabel Anova karbohidrat terlarut total...............................................45 Tabel 20. Uji F enzim dehidrogenase .................................................................46
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Struktur kimia asam askorbat ....................................................... 8 Gambar 2. Reaksi enzimatis oleh PPO .......................................................... 10 Gambar 3. Tataletak susunan satuan percobaan setelah pengacakan ............ 19 Gambar 4. Grafik pengaruh waktu pengamatan indeks browning ................. 24 Gambar 5. Visualisasi potongan buah salak pondoh..........................................24 Gambar 6. Grafik interaksi antara asam askorbat dan hari pengamatan absorbansi methylene blue ............................................................................. 26 Gambar 7. Grafik pengaruh asam askorbat terhadap rata-rata karbohidrat terlarut total ..................................................................................................... 27 Gambar 8. Grafik pengaruh waktu pengamatan rata-rata karbohidrat terlarut total ..................................................................................................... 28
Gambar 9. Uji benedict level gula pereduksi ................................................. 29
Gambar 10. Buah salak pondoh yang telah dipotong ..................................... 47
Gambar 11. Penimbangan buah salak pondoh ............................................... 47
Gambar 12. Penggerusan buah salak pondoh ................................................ 48
ix
Gambar 13. Identifikasi aktivitas Enzim Dehidrogenase ............................... 48
Gambar 14. Identifikasi kandungan karbohidrat terlarut total ....................... 49
Gambar 15. Identifikasi Indeks Browning ..................................................... 49
Gambar 16. Identifikasi level gula pereduksi ................................................ 50
Gambar 17. Pengukuran menggunakan spektrofotometer ............................. 50
1
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang dan Masalah
Indonesia memiliki jenis buah-buahan yang sangat banyak. Salah satu diantaranya adalah buah salak. Daerah asal tanaman salak (Salacca zalaca) tidak diketahui secara pasti, tetapi diperkirakan berasal dari Indonesia, Thailand, dan Malaysia. Ada juga yang mengatakan bahwa tanaman salak merupakan tanaman asli Indonesia yang berasal dari Pulau Jawa. Sejak kapan tanaman salak dibudidayakan belum diketahui secara pasti. Di Indonesia, bercocok tanam salak sudah dikenal sejak zaman kolonial Belanda. Tanaman salak banyak memiliki varietas yang diantaranya memiliki sifat unggul baik dari segi rasa maupun penampilan buahnya. Sampai saat ini banyak sentra produksi buah salak yang cukup terkenal seperti di Pulau Jawa dan Bali, Provinsi Sulawesi Selatan, Yogyakarta, dan Sumatera Utara (Tim karya Mandiri,2010) Tanaman salak berbuah sepanjang tahun. Dalam satu tahun tanaman salak dapat memberikan hasil panen yang baik dan serentak di beberapa daerah. Sedangkan permintaan akan buah salak menurun, maka banyak buah salak yang tidak laku terjual, dan harganya pun menurun. Untuk mengatasi masalah tersebut maka diperlukan proses pengolahan agar dapat tetap
2
memberikan atau bahkan menambah nilai ekonomis. Misalnya dengan mengolahnya menjadi keripik salak (Tim Karya Mandiri, 2010).
Browning adalah perubahan kecoklatan pada buah yang terjadi akibat proses enzimatik oleh polifenol oksidasi. Pada umumnya perubahan browning sering terjadi pada buah buahan seperti pisang, pear, salak, pala, dan apel. Perubahan browning terbagi menjadi dua yaitu enzimatik dan non enzimatik. Bahan pangan sayur dan buah dapat mudah mengalami pencoklatan jika bahan pangan tersebut terkelupas atau dipotong. Pencoklatan (browning) merupakan proses pembentukan pigmen berwarna kuning yang akan segera berubah menjadi coklat gelap (Rachmawan,2001.)
Asam askorbat adalah antioksidan yang dapat dihasilkan secara sintetik. Asam askorbat atau vitamin C ini bisa ditambahkan ke dalam daging sebagai antioksidan, tetapi tidak akan menambah nilai vitaminnya karena asam askorbat akan rusak oleh pemanasan. ( Fardiaz D,1980).
Asam askorbat merupakan salah satu senyawa yang penting dalam proses selular temasuk pembelahan dan pembesaran sel serta menghambat proses pencoklatan pada buah (Arrigoni et al.1992). Menetralisir racun, melindungi sel dari senyawa oksigen reaktif dan radikal bebas serta mencegah kematian sel (Conklin and Barth. 2004)
3
B. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah asam askorbat dapat menurunkan indeks browning buah salak pondoh , dan apakah penurunan indeks browning berkolerasi dengan perubahan kandungan karbohidrat terlarut total dan aktivitas enzim dehidrogenase buah salak pondoh.
C. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat memberi informasi ilmiah tentang pengaruh fisiologi asam askorbat terhadap proses browning buah salak pondoh . Dari segi teknologi pasca panen hasil penelitian ini diharapkan dapat diterapkan dalam upaya meningkatkan kualitas buah salak pondoh.
D. Kerangka Pemikiran
Asam askorbat adalah salah satu asam organik yang dapat memperlambat proses browning pada pada buah-buahan dan sayur-sayuran. Efektifitas asam askorbat sebgai senyawa anti browning sangat bergantung pada konsentrasi yang digunakan. Asam askorbat menghambat aktifitas enzim polifenol oksidase yang ditunjukkan oleh penurunan indeks browning.
4
Pemotongan dan pengupasan buah salak sering kali menyebabkan bowning. Browning disebabkan oleh oksidasi senyawa-senyawa fenolik menjadi quinones yang dikatalisis menjadi enzim polifenol oksidase (PPO). Asam askorbat merupakan senyawa yang dapat menghambat browning pada buah salak. Berdasarkan fakta di ketahui bahwa potensi asam askorbat sebagai senyawa anti browning sangat bergantung terhadap konsentrasi yang digunakan. Oleh sebab itu tingkat penghambabtan aktifitas PPO atau penurunan indeks browning buah salak pondoh sangat bergantung pada konsentrasi asam askorbat berpengaruh terhadap penghambatan aktivitas enzim polifenol oksidase yang ditunjukkan oleh indeks browning. Karena asam askorbat menurunkan indeks browning pada buah salak pondoh maka proses fisiologi lainnya seperti hidrolisis pati dan reaksi-reaksi redoks juga akan mengalami perubahan. Untuk mengevaluasi potensi asam askorbat sebagai senyawa anti browning buah salak pondoh maka pendekatan yang dilakukan adalah dengan membandingkan indeks browning, karbohidrat terlarut total, aktifitas enzim dehidrogenase antara buah salak yang diberi perlakuan asam askorbat dengan buah salak yang tidak diberi perlakuan.
5
E. Hipotesis
1. Asam askorbat berpengaruh nyata terhadap indeks browning , kandungan karbohidrat terlarut total dan aktivitas dehidrogenase H0=µ 0=µ 1 H1= µ 0 ≠µ1 µ 0= nilai tengan indeks browning, kandungan karbohidrat terlarut total dan aktivitas enzim dehidrogenase daging buah salak kontrol µ 1 = nilai tengan indeks browning, kandungan karbohidrat terlarut total dan aktivitas enzim dehidrogenase daging buah salak perlakuan. Hipotesis diterima jika H0 ditolak atau H1 diterima.
2. Waktu pengamatan berpengaruh nyata terhadap indeks browning, kandungan karbohidrat terlarut total dan aktivitas enzim dehidrogenase daging buah salak H0= µ 1=µ 2 = µ 3 H1 : sekurang kurangnya 1 nilai µ perlakuan berbeda dari µ 0 Hipotesis diterima jika H0 ditolak atau H1 diterima.
3. Ada interaksi nyata antara asam askorbat dengan waktu pengamatan terhadap salah satu variabel (indeks browning, kandungan karbohidrat terlarut total dan aktivitas enzim dehidrogenase daging buah salak )
6
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Deskripsi Tanaman Salak
1. Klasifikasi
Menurut Tjitrosoepomo (2004), tanaman salak di klasifikasikan sebagai berikut : Kerajaan
: Plantae
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Liliopsida
Bangsa
: Arecales
Suku
: Arecaceae
Marga
: Salacca
Jenis
: Salacca zalacca
7
2. Morfologi
Salak (Salacca zalacca) adalah spesies pohon palem (keluarga Arecaceae) asli Jawa dan Sumatera. Salak dibudidayakan di daerah lain sebagai tanaman pangan. Bertangkai pendek, dengan daun hingga 6 meter (20 kaki) panjang; setiap daun memiliki 2 meter tangkai daun panjang dengan duri hingga 15 sentimeter (5,9 in) panjang. Buah tumbuh dalam kelompok dan juga dikenal sebagai buah ular karena kulit bersisik coklat kemerahan. Buah dapat dikupas dengan mencubit ujung, yang harus menyebabkan kulit untuk mengelupaskan. Buah terdiri dari tiga lobus dengan dua yang lebih besar, atau bahkan ketiga, yang mengandung biji besar. Rasa buah salak ini biasanya manis dan asam (Mogea, 1982).
3. Kandungan Gizi dan Manfaat
Salak merupakan salah satu buah tropis yang saat ini sangat diminati oleh orang Jepang, Amerika, Eropa dan Indonesia. Buah salak memiliki kandungan gizi yang cukup tinggi, dapat dikonsumsi sebagai buah segar maupun sebagai manisan (Soekartawi, 1999 ).
Kandungan gizi Vitamin C 31, 92%; karbohidrat 21,35%; Protein 0,97%; Lemak 0,17% dan kadar air adalah sebesar 76,67%, beta karoten tinggi (kandungan betakaroten dalam 100 gram salak kurang lebih 5,5kali lebih banyak dibanding mangga, 3kali dibandingkan jambu biji dan 5kali
8
semangka merah). Daging buan berkhasiat sebagai obat mencret. Untuk obat mencret dipakai ± 20 gram daging buah salak yang masih muda, dikupas, buahnya dimakan sekaligus.Kandungan kimia daging buah Salacca zalacaa mengandung tanin, saponin dan flavonoida ( Suprapto, 2006).
B. Asam Askorbat
1. Struktur kimia
Adapun struktur kimia dan rumus kimia dari asam askorbat adalah sebagai berikut : Rumus kimia asam askorbat, C6 H8 O6
Gambar 1. struktur kimia asam askorbat (Buettner Fraye, 1993)
9
2. Sifat fisik dan kimia
Asam askorbat adalah salah satu senyawa kimia yang disebut vitamin C, selain asam dehidro askorbat. Asam askorbat berbentuk bubuk kristal kuning keputihan yang larut dalam air dan memiliki sifat-sifat antioksidan. Nama askorbat berasal dari akar kata a- (tanpa) dan scorbutus (skurvi), penyakit yang disebabkan oleh defisiensi vitamin C. Rumus kimia asam askorbat C6H8O6 , struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, ,2-dihidroksetil -3,4-dihidroksifuran, dengan massa molar 176.12 g mol (Andarwulan N.S. Koswara 1992)
3. Fungsi Asam Askorbat
Fungsi asam askorbat dipercaya berbuhungan dengan konversi reaksi reduksi oksidasinya di dalam jaringan tubuh. Salah satu fungsi vitamin C adalah sebagai antioksidan. Beberapa zat dalam makanan, didalam tubuh dihancurkan atau dirusak jika mengalami oksidasi. Sering kali, zat tersebut dihindari dari oksidasi dengan menambahkan antioksidan. Suatu antioksidan adalah zat yang dapat melindungi zat lain dari oksidasi dimana dirinya sendiri yang teroksidasi. Vitamin C, karena memiliki daya antioksidan, sering ditambahkan pada makanan untuk mencegah perubahan oksidatif (William and Caliendo 1984). Vitamin C dengan mudah dapat
10
menangkap spesies oksigen dan nitrogen reaktif, seperti superoksida, radikal hidroperoksil, dan radikal nitrogen dioksida sehingga mencegah reaksi kerusakan terhadap biomolekul (Muhtadi,dkk 1993).
C. Browning pada buah-buahan
1. Reaksi Enzimatis
Menurut Kaviya (2012) enzim polifenol oksidase memiliki gugus Cu sebagai kofaktor sehingga dapat mengkatalisis pengikatan molekul oksigen dalam posisi orto, membentuk gugus hidroksil pada cincin aromatik yang diikuti oleh proses oksidasi diphenol menjadi quinone hal tersebut diperkuat oleh Queiroz et al (2008 ) yang menggambarkan reaksi enzimatis oleh PPO yang dapat dilihat pada (gambar 2).
Gamabr 2. Reaksi enzimatis oleh PPO ( Queiroz et al., 2008 )
11
2. Karakteristik Enzim Polifenol Oksidase
Enzim yang mengkatalisis reaksi oksidasi dalam proses browning pada buah-buahan dan sayur-sayuran dikenal dengan berbagai nama : fenol oksidase, polifenol oksidase (PPO), fenolase atau polifenolase yang masing-masing bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu ( Winarno, 2002).
Enzim polifenol oksidase menyebabkan browning pada buah-buahan dan sayur-sayuran karena mengkatalisis konversi senyawa fenol menjadi melanin yang menyebabkan permukaan daging buah berwarna coklat. Enzim polifenol oksidase aktif pada pH 3 sampai 8,5, dan aktifitas maksimum enzim polifenol oksidase adalah pada pH 7 ( Weller et al., 2007; Variyar et al., 2008 ).
3. Senyawa Kimia Anti Browning
Pencegahan browning dapat dilakukan baik dengan perlakuan fisik ( pemanasan, pendinginan, pembekuan, tekanan tinggi, irradiasi, dan lain-lain) maupun dengan perlakuan kimia (pereduksi, pengkelat, asidulan, penghambat enzim, dan agen pengkompleks). Perlakuan fisik maupun perlakuan kimia untuk mencegah browning pada buah-
12
buahan dan sayur-sayuran sebaiknya tidak mempengaruhi tekstur, rasa, dan aroma (Marshal et al., 2000).
Menurut Winarno (2002 ) browning terjadi pada buah-buahan yang banyak mengandung senyawa fenolik yang bertindak sebagai substrat dalam proses pencoklatan enzimatis pada buah-buahan dan sayursayuran namun yang terutama adalah senyawa fenolik dari jenis orto dihidroksi atau trihidroksi.
Efek asam askorbat, asam sitrat, dan kalium klorida terhadap polifenol oksidase dan kandungan fenolik pada buah apel ( Malus domestica, cv. Jonagored) yang di proses minimal dan disimpan pada suhu dingin telah dilaporkan oleh Rocha et al., (2005 ) perendaman potongan buah apel dalam larutan asam askorbat 42.6 mmol selama 5 menit cukup efektif menghambat aktivitas enzim PPO. Perubahan warna, berdasarkan absorbansi pada panjang gelombang 420 nm, berkorelasi dengan kandungan fenolik total,namun tidak ada korelasi antara aktifitas PPO dengan indeks browning atau kandungan fenolik total pada potongan buah apel yang diberi perlakuan asam askorbat .
Jiang et al., (2009) melaporkan efek Glutation, L-cystein, asam sitrat, asam askorbat, dan n-propil gallat terhadap aktivitas enzim polifenol oksidase. Efek asam askorbat dan n-propil gallat terhadap enzim PPO (dalam hal penghambatan aktivitas enzim ) meningkat dengan
13
penambahan asam sitrat aplikasi 10mmol glutation dan 100mmlo asam sitrat memberikan hasil terbaik untuk pengendalian browning pada buah leci dengan penghambatan aktivitas PPO 80 sampai 85%
Aktivitas anti browning, berbagai senyawa kimia telah dilaporkan oleh Son et al., (2001). Asam karboksilat, asam askorbat dan turunannya , asam amino yang mengandung sulfur, asam fenolik dan beragam senyawa lainnya telah diuji sifat anti browningnya pada potongan buah apel dengan kondisi yang seragam . Diantara senyawasenyawa yang diuji asam oksalat, asam oksaloasetat, asam askorbat 2 fosfat, sistein, glutation, N- acetylcysteine, kojic acid, dan 4-hexyl resorcinol, merupakan kelompok yang memiliki aktivitas penghambatan tertinggi terhadap browning pada buah apel. Konsentrasi minimal asam oksaloasetat, asam oksalat, sistein, dan kojic acid untuk aktivitas anti browning berturut-turut adalah 0.25, 0.05, 0.05 dan 0.05%. Asam oksalat menunjukkan efek sinergi jika 0.02% asam oksalat digunakan dengan 1% asam askorbat atau turunannya.
Efek konsentrasi anti browning terhadap fenolik total, aktivitas PPO dan browning telah diteliti oleh Jeong et al.,(2008) pada potongan buah segar apel fuji. Anti browning yang digunakan adalah air berklorin (0.01% v/v), larutan sistein (0.5%v/v ), dan larutan asam askorbat (0.5% v/v). Potongan buah apel yang telah diberi perlakuan
14
anti browning disimpan pada tempat gelap pada temperatur 4°C,RH 90% selama 7 hari. Hasil penelitian menunjukksn bahwa indeks browning meningkat selama penyimpanan. Perlakuaan sistein dan asam askorbat meningkatkan fenolik total sedangkan air berklorin tidak. Indeks browning perlakuan air berklorin berkorelasi dengan aktivitas PPO dan degradasi warna, sedangkan perlakuan sistein pada asam askorbat tidak berkolerasi dengan aktivitas PPO dan degradasi warna.
Manopoulou dan Theodros Varzakas (2011) juga melaporkan efek asam askorbat, asam sitrat, dan kalsium klorida terhadap kol yang di proses minimal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa asam askorbat dapat memprtahankan kualitas secara keseluruhan selama 14 hari pada 0° C dan 7 hari pada 5° C. Tidak ada perbedaan browning antara perlakuan dan sampel pada kedua temperatur. Kalsium klorida mempertahankan kualitas selama 14 hari pada kedua temperatur. Asam sitrat (1% v/v) dapat mempertahankan warna dan kualitas kol segar, menurunkan browning dan melindungi kol dari pembentukan bintik-bintik hitam. Selanjutnya, kombinasi asam sitrat dengan temperatur rendah memperpanjang umur kol menjadi 22 hari.
Javdani, et.,al (2013), membandingkan efektivitas perlakuan air panas (50° C) dan asam askorbat (1%v/v) terhadap kontrol browning enzimatik dalam buah apel segar. Hasil penelitian menunjukkan kedua
15
perlakuan dapat mengurangi browning, walaupun perlakuan asam askorbat lebih efektif. Kedua perlakuan menunjukkan efek penghambatan terhadap enzim PPO dan enzim POD yang berkaitan dengan enzimatik browning pada buah, perlakuan air panas lebih efektif dari asam askorbat dalam menekan enzim monofenolase.
Studi untuk mengevaluasi potensi asam sitrat dan asam askorbat sebagai bahan anti browning juga telah dilakukan oleh Abbasi,et.,al (2013) pada buah loquat. Pada konsentrasi yang lebih tinggi (700 mg/I) pada asam askorbat lebih efektif dalam mempertahankan kualitas buah dari pada asam sitrat dan mengurangi browning. Selanjutnya, efek asam askorbat, asam sitrat, dan kalsium klorida terhadap warna dan kualitas organolitik kol potong segar pada konsentrasi oksigen yang rendah (1,5%) dan konsentrasi CO2 yang tinggi (17%). Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan asam sitrat mendapatkan hasil terbaik dalam hal warna dan kualitas visual. Kombinasi temperature rendah dengan modifed atmosphere packaging (MAP) dan perlakuan asam sitrat dapat memperpanjang umur kol menjadi 22 hari.
16
III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari 2016 di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah beaker gelas, Erlenmayer, gelas ukur,tabung reaksi dan raknya, pipet tetes,pipet volum, mortar dan penggerus, cawan petri, neraca digital, pisau, tisu, kertas label, kapas, spektrofotometer. Bahan yang digunakan adalah buah salak pondoh yang diperoleh dari toko buah di Bandar Lampung , asam askorbat, aquades, H2SO4 pekat, fenol, metilen blue, reagen benedict.
17
C. Rancangan Percobaan
Penelitian ini dilaksanakan dalam percobaan faktorial 2x3. Faktor A adalah asam askorbat dengan 2 taraf konsentrasi yaitu 0% ( b/v )dan 1% (b/v ) . Faktor B adalah waktu pengamatan dengan 3 taraf yaitu, 0 hari, 4 hari, dan 8 hari. Setiap kombinasi perlakuan di ulang 5 kali. Jumlah satuan percobaan adalah 30. Notasi faktor, taraf, kombinasi perlakuan dapat di lihat pada tabel 1 Tabel 1. Notasi faktor, taraf, dan kombinasi perlakuan percobaan faktorial 2x3 Faktor
B
A Taraf
a1
a2
b1
a1b1
a2b1
b2
a1b2
a2b2
b3
a1b3
a2b3
Keteranagan : a1b1
: Asam askorbat 0% (b/v ), 0 hari
a2b1
: Asam askorbat 1 % ( b/v ), 0 hari
a1b2
: Asam askorbat 0 % (b/v ), 4 hari
a2b2
: Asam askorbat 1 % (b/v ), 4 hari
a1b3
: Asam askorbat 0 % ( b/v ), 8 hari
a2b3
: Asam askorbat 1 % (b/v) , 8 hari
18
D. Variabe dan Parameter
Variabel dalam penelitian ini adalah indeks browning, kandungan karbohidrat terlarut total, dan aktivitas enzim dehidrogenase. Parameter kuantitatif dalam penelitian ini adalah nilai tengah (µ) dari masingmasing variabel, sedangkan parameter kualitatif adalah gula pereduksi.
E. Pelaksanaan
1. Penyiapan satuan percobaan Buah salak sebanyak 30 buah dipilih yang seragam dalam ukuran dan tingkat kematangan. Buah salak dibuang kulitnya,kemudian biji dikeluarkan dan daging buah dibelah menjadi 2 secara melintang. Ketebalan permukaan (cut surface) adalah 2-3mm sebanyak 2 sampai 3 potongan buah salak untuk mencapai 1gram. Selanjutnya, potongan-potongan daging buah salak dibagi menjadi 2 kelompok. Kelompok 1 di rendam dalam larutan asam askorbat 0% (b/v ) selama 5 menit(kontrol ), dan kelompok 2 direndam dalam larutan asam askorbat 1% (b/v) selama 5 menit(perlakuan ). Daging buah salak yang sudah direndam dalam asam askorbat dimasukkan dalam kantong plastik dan diletakkan di cawan petri
19
Tata letak satuan percobaan setelah pengacakan dapat dilihat pada gambar berikut : a1b1u1
a1b1u5
a1b1u3
a1b1u2
a1b1u4
a2b1u4
a2b1u2
aab1u3
a2b1u5
a2b1u1
a1b2u1
a1b2u3
a1b2u2
a1b2u4
a1b2u5
a2b2u3
a2b2u5
a2b2u4
a2b2u2
a2b2u1
a1b3u3
a1b3u2
a2b3u1
a2b3u5
a1b3u5
a1b3u4
a2b3u3
a2b3u2
a1b3u1
a2b3u5
Gambar 3. Tata letak satuan percobaan setelah pengacakan Keterangan : a1 dan a2
: asam askorbat
b1 ,b2 , dan b3 : waktu pengamatan u1 –u5
2.
: ulangan
Pengamatan
2.1
Indeks Browning Potongan buah salak ( 1gram ) dari setiap ulangan ditumbuk halus dalam mortar dan di tambhkan aquades 20ml. Homogenat disaring dengan kertas saring Whatman nomor 1 kedalam erlenmayer.
20
Absorbansi diukur dengan spektrofotometer pada panjang glombang 420nm.
2.2
Kandungan karbohidrat Terlarut Total
Kandungan karbohidrat terlarut total ditentukan berdasarkan metode fenol-sulfur. 1gram daging buah salak digerus dalam mortar sampai halus, dan di tambahkan 100 ml aquades. Disaring kedalam erlenmayer dengan kertas saring Whatman No. 1. 3 ml filtrat dipipet kedalam tabung reaksi, dan ditambahkan 3 ml H2SO4 pekat dan 1 ml larutan fenol. Tabung reaksi dibiarkan beberapa saat sampai warna coklat kemerahan terbentuk yang diinkubasi menunjukkan adanya karbohidrat terlarut. Absorbansi diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 490 nm. Kandungan karbohidrat terlarut total dihitung berdasarkan kurva standar glukosa dan diyatakan dalam satuan mg/g jaringan.
Kurva standar glukosa 10 mg glukosa di larutkan dalam 100 ml aquades. 0,2 ; 0,4; 0,6 ; 0,8 dan 1 ml larutan glukosa tersebut dipipet kedalam 5 tabung reaksi yang sudah dilabel konsentrasi glukosa. Volume disesuaikan menjadi 3 ml dengan menamanbah kan aquades. 3 ml asam sulfat pekat dan 1 ml fenol ditambahkan ke setiap tabung reaksi, di aduk rata dan di inkubasi sampai warna merah kecoklatan terbentuk.
21
Absorbansi diukur dengn spektrofotometer pada panjang glombang 490 nm. Kurva standar diplot dengan sumbu x sebagai konsentrasi glukosa dan sumbu y sebagai absorbansi.
Gula Pereduksi Gula pereduksi dideteksi dengan uji Benedict. 1 g daging buah salak di gerus halus dalam mortar dan ditambahkan 5 ml aqudes. Homogenat disaring dngan kertas saring Whatman No.1 kedalam tabung reaksi 3ml regen benedig ditambahkan kedalam tabung reaksi dan dipanaskan selama 10 menit endapan warna merah bata yang terbentuk menunjukkan adanya gula pereduksi.
2.3
Aktivitas Enzim Dehidrogenase
Aktivitas Enzim Dehidrogenase diukur berdasarkan metode metilen blue (Witham et al., 1986). 1 g daging buah salak dimasukkan kedalam tabung reaksi dan ditambahkan larutan metilen blue ( 0,025% ) sampai penuh. Tabung reaksi di tutup rapat dengan plastik dan di ikat dengan karet gelang. Selanjutnya, seluruh tabung reaksi di inkubasi selama 24 jam. Perubahan warna metilen blue di tentukan berdasarkan trasnmisi larutan pada panjang glombang 600 nm, transmisi larutan fenol diukur dengan spektrofotometer. Sebagai kontrol adalah daging buah salak yang telah di non aktifkan enzim dehidrogenasenya dengan perendaman dalam air
22
panas selama 20 menit. Aktivitas dehidrogenase ditunjukkan oleh perubahan warna larutan metilen blue. Semakin bening larutan semakin besar trasmisi dan semakin tinggi aktivitas dehidrogenase.
F. Analisi Data
Data di analisis ragam pada taraf nyata 5%. Jika interaksi kedua faktor nyata maka di lanjutkan dengan penentuan simple efek asam askorbat ( faktor A ) pada setiap lama penyimpanan ( faktor B ) dengan uji F pada taraf nyata 5%.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh maka dapat disimpulkan: 1. Asam askorbat tidak menurunkan indeks browning namun menurunkan kandungan karbohidrat terlarut total dan enzim dehidrogenase buah salak pondoh. 2. Pada hari ke-4 setelah perlakuan indeks browning, kandungan karbohidrat terlarut total dan enzim dehidrogenase buah salak pondoh mengalami penurunan sedangkan pada hari ke-8 hanya karbohidrat terlarut total yang mengalami penurunan sedangkan enzim dehidrogenase mengalami peningkatan. 3. Interaksi asam askorbat dan waktu pengamatan hanya berpengaruh terhadap aktifitas enzim dehidrogenase.
B. Saran 1. Perlu dilakukan penelitian tentang efek kombinasi asam askorbat dengan asam organik lainnya terhadap indeks browning buah salak pondoh. 2. Pemberian asam askorbat untuk mencegah indeks browning buah salak pondoh hanya efektif selama 4 hari dan tidak efektif setelah 8 hari.
35
DAFTAR PUSTAKA
Abbasi, N.A., and Stvenson, N.R.2013. Effect of Anti- Browning Agents On Quality Changes of loquat [ Eriobotrya japonica ( thunb. )Lindley ] Fruit After Harvest. J. Bot 45 (4) : 1391-1396 Andarwulan,N.S. Koswara. 1992. KimiaVitamin.Rajawali Press,Jakarta. Arrigoni,O.,L. DeGara., F. Tomasi, and R, Liso. 1992. Changes in the ascorbate system during seed development of Vicia faba L. Plant physiology. 99 : 235- 238 Buettner G.S and Fraye Q. S.1993. Review Plant L-ascorbic acid: chemistry, function,metabolism, bioavailability and effects of processing. Journal of the Science of Food and Agriculture. 80:825-860 Conklin,P.L., and C. Barth. 2004. Ascorbic acid, a familiar small molecule interwined in the response of senescence. Plant to ozone, pathogens, and the onset of senescence. Plant cell and Environment. 27 ; 656-970 Fardiaz D, 1980.Pengantar Teknologi Pakan.Gramedia. Jakarta. Javdani,Z., Mahmood Ghasemnezhad and Somaye Zare. 2013. A Comparison of Heat Treatment and Ascorbic Acid on Controlling Enzymatic Browning of Fresh- Cuts Apple Fruit. Internasional Journal of Agriculture and Crop Sciences. 5 (3) : 186- 193. Jeong, H.L.,Jin,W.J., Kwang,D.M. and Kee,J.P. 2008. Effect of anti-Browning Agents on Poyphenoloxidase Activity and Total phenolics as Related to Browning of Fresh- Cut ‘fuji’ Apple. ASEAN food Journal. 15(1) : 79-87. Jiang, Y., Jiarui Fu, Giora Zauberman and Yuram Fuchs. 2009. Purification of polyphenol oxidase and the browning control of litchi fruit by glutathione and citric acid. Journal of the Science of food and Agriculture. Guangzhou, China. 79: 950-954. Kaviya, R.,and Tsuchiya. 2012. Comparative studies on the inhibitor of banana peel polyphenol oxidase (PPO). Departement of Biotechlogopy, Karamaguru College of Technology. Coimbatore.
35
Manolopoulou, E., and Theodoros Varzakar, 2011. Effect of Storage Conditions on the Sensory Quality, Colour and Texture of Fresh- Cut Minimally Processed Cabbage. Food and nutirition Sciences. 2: 956- 963. Marshal, M.R.,Kim, J., and Wei, C.I,. 2000. Enzymatic browning in fruits, vegetable and seafoods. FAO.p. 45. Mogea, Johanis P. 1982. Salacca zalacca var. amboinensis. Principes 26: 71. Muhtadi, D., N.S. Palupi dan M. Astawan, 1993, Metabolisme zat Gizi, Jilid II, Pustaka Sinar Harapan, Jakarta Queiroz, C., Lopes, M.L., Fialho, E and Valente- Mesquita, V.L. 2008. Polyphenol oxidase: characteristics and mechanisms of browning control. Food Review International 24: 361-375. Rachmawan, O. 2001. Pengeringan, Pendinginan, dan Pengemasan Komoditas Pertanian. Buletin Agroindustri 5 :12-23. Rocha, A.M.C.N., and A.M.M.B.De Morais. 2005. Polyphenoloxidase Activity of Minimally processed ‘jonagored’ Apples ( Malus domestica).Journal of Food Processing and Preservation. 29(1) : 8-19. Soekartawi. 1999. Agribisnis Teori dan Aplikasinya. Raja Grafindo Persada, Jakarta. Son, S.M., k. D. Moon, C.Y. Lee. 2001. Inhibitory effects of various antibrowning agents on apple slices. Food Chemistry. 73 (1) : 23-30. Suprapto, 2006. Proses Pengolahan dan Nilai Tambah. Penebar Swadaya, Jakarta. Tim Karya Mandiri. 2010. Pedoman Budidaya Buah Salak. CV Nuansa Aulia. Bandung. Tjitrosoepomo, G.2004 Taksonomi Tumbuhan.Gajah Mada University. Yogyakarta. Variyar, P.S., M.B. Penddharker, A. Banerje, and C. Bandyopadhyay. 2008. Blackening in green pepper berries. Phytochemistry. 27 ( 3) : 715-717 William and Caliendo, 1984.Biology of ascorbic acid biosynthesis, in Ascorbic Acid: Biochemistry and Biomedical Cell Biology, pp 17- 39. Weller, A., C.A. Sims,R.F. Matthews, R.P. Bates, and J.K. Brecht. 2007. Browning Susceptibility and Changes in Compotition during Storage of Carambola Slices. Journal of Food Science. 62(2) : 256-260. Witham and Yoshida. 1986. Exercieses in Plant Physiology second Edition ed. Published as: Experiments in Plant Physiology. America. Winarno, F.G. 2002. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia, Jakarta.
