PENGARUH JENIS PELARUT TERHADAP RENDEMEN DAN KARAKTERISTIK EKSTRAK PEWARNA DARI BUAH PANDAN (Pandanus tectorius)
SKRIPSI
Oleh : NI GUSTI AYU KADE RATIH PERMATA SARI NIM : 1111205032
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
PENGARUH JENIS PELARUT TERHADAP RENDEMEN DAN KARAKTERISTIK EKSTRAK PEWARNA DARI BUAH PANDAN (Pandanus tectorius)
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana
Oleh : NI GUSTI AYU KADE RATIH PERMATA SARI NIM : 1111205032
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
i
Ni Gusti Ayu Kade Ratih Permata Sari. 1111205032. 2011. Pengaruh Jenis Pelarut terhadap Rendemen Dan Karakteristik Ekstrak Pewarna dari Buah Pandan (Pandanus tectorius), di bawah bimbingan Dr. Ir. Ni Made Wartini, M.P. selaku Pembimbing I dan I Wayan Gede Sedana Yoga, S.TP., M.Agb., selaku Pembimbing II. ABSTRAK Telah dilakukan penelitian mengenai ekstraksi terhadap buah pandan laut. Tujuan penelitian ini adalah untuk 1) mengetahui pengaruh jenis pelarut terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan yang dihasilkan. 2) mendapatkan jenis pelarut terbaik untuk menghasilkan ekstrak pewarna dari buah pandan. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok, dengan perlakuan jenis pelarut yang terdiri dari 6 pelarut yaitu n-heksana, kloroform, etil asetat, aseton, etanol, dan air. Percobaan dikelompokkan menjadi 3 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaan, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Sampel diuji secara objektif dan subjektif untuk menentukan perlakuan terbaik. Variabel objektif yang diamati yaitu rendemen, kadar total karotenoid, intensitas warna. Variabel subjektif yang diamati yaitu skor warna dan tingkat kekuatan warna ekstrak buah pandan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis pelarut berpengaruh nyata terhadap rendemen, kadar total karotenoid, tingkat kecerahan (L*), tingkat kekuningan (b*), skor warna dan kekuatan warna pewarna buah pandan tetapi tidak berpengaruh terhadap tingkat kemerahan (a*). Pelarut kloroform merupakan perlakuan terbaik untuk menghasilkan ekstrak pewarna buah pandan dengan rendemen 2,43% dan karakteristik yaitu nilai total karotenoid 0,12% ; tingkat kecerahan (L*) 8,01 ; tingkat kekuningan (b*) 40,07 ; skor warna 1,7 (antara oranye sampai oranye kemerahan) ; dan kekuatan warna sebesar 4,5. Kata kunci : ekstraksi, jenis pelarut, pewarna alami, buah pandan
ii
Ni Gusti Ayu Kade Ratih Permata Sari. 1111205032. 2011. The Influence of the Type of Solvent to Yield and the Characteristic of Dye Pandanus Fruit (Pandanus tectorius), under the guidance of Dr. Ir. Ni Made Wartini, M.P. as Supervisor I and I Wayan Gede Sedana Yoga, S.TP., M. Agb., as Supervisor II. ABSTRACT The aimed of this research were to 1) know the influence of the type of solvent to yield and the characteristics of the resulting dye pandanus fruit. 2) get the best type of solvent that is able to produce dye pandanus fruit. This study used a factorial randomized block design, which the treatment was the type of solvent consisting of 6 solvent, namely n-hexane, chloroform, ethyl acetate, acetone, ethanol, and water. The experiments are grouped into 3 groups based on the time of implementation, in order to obtain 18 units experiment. Samples were assayed by objective and subjective to determine the best treatment. Objective variables observed that the yield, total carotenoids content, color intensity. Subjective variables observed that the score of color and the level of color strength pandanus fruit extracts. The results showed that the type of solvent significantly affect on yield, levels of total carotenoids, score of color, strength of color, brightness (L*) and yellowish level (b*) dye pandanus fruit, but did not affect on redness level (a*). Solvent of chloroform was the best treatment to produce extract dye from pandanus fruit with the following characteristics: yield 2,43%; total carotenoid content 0,12%; brightness (L*) 8,01; yellowish level (b*) 40,07; score of color 1,7 (orange until orange reddish) and strength of color 4,5. Keyword : extraction, type of solvent, pandanus fruit, natural dyes
iii
RINGKASAN
Pohon pandan yang banyak tumbuh di sepanjang pantai Pulau Bali menunjukkan bahwa buah pandan dalam satu cabang pohon pandan cukup banyak antara 4-5 buah dan tiap pohon pandan rata-rata mempunyai 8-10 cabang (hasil survei di pantai Yeh Embang Kabupaten Jembrana). Daun pandan wangi banyak digunakan sebagai pemberi flavor dan pewarna pada makanan, daun pandan laut dan pandan berduri dipakai sebagai bahan baku anyaman, baik untuk tikar maupun topi pandan. Berbeda dengan daunnya yang telah banyak dimanfaatkan, ternyata buah pandan yang berwarna kuning kemerahan belum banyak diperhatikan selama ini, padahal mempunyai potensi sebagai pewarna alami kuning sampai warna oranye. Disamping sebagai pewarna, kandungan karotenoid dalam buah juga berperan sebagai sumber vitamin A (Englbelger et al., 2005) Salah satu bahan alam yang berpotensi dan belum pernah dieksplor sebagai sumber pewarna kuning, merah sampai oranye adalah buah pandan. Meskipun secara umum sudah ada sumber pewarna kuning alami kurkumin yang diambil dari rimpang kunyit, tetapi alternatif sumber-sumber pewarna kuning yang lain masih sangat diperlukan, mengingat pewarna dari bahan yang berbeda kemungkinan mempunyai karakteristik yang berbeda. Pewarna dari buah pandan mempunyai kelebihan dibanding dengan pewarna kunyit karena disamping sebagai pewarna, buah pandan juga mengandung karotenoid yang bervariasi antara 62 – 19,086 µg β-karoten/100g yang berfungsi sebagai pro vitamin A (Englbelger et al., 2005).
iv
Untuk mendapatkan ekstrak pewarna alami dari buah pandan maka perlu dilakukan proses ekstraksi. Salah satu faktor yang berpengaruh pada proses ekstraksi yaitu jenis pelarut. Beberapa penelitian menunjukkan jenis pelarut berpengaruh pada efektivitas proses ekstraksi karotenoid misalnya pada ubi kuning yang menggunakan campuran pelarut etanol dan aseton (Ginting, 2013), buah palem yang menggunakan campuran pelarut n-heksana, aseton, dan etanol (Heryanto, 2010), begitu pula pada tomat yang juga menggunakan campuran pelarut n-heksana, aseton, dan etanol (Maulida dkk., 2010), sedangkan pada buah merah menggunakan campuran pelarut n-heksana, kloroform, dan aseton dalam proses ekstraksi karotenoidnya (Sundari, 2008) dan pada labu kuning yang menggunakan pelarut tunggal aseton, etil asetat dan n-heksana (Wahyuni, 2014). Warna dari buah pandan termasuk dalam golongan karotenoid dan harus diekstraksi dengan pelarut yang mempunyai polaritas yang sesuai. Permasalahan yang dihadapi dalam proses ekstraksi buah pandan adalah belum diketahuinya jenis pelarut yang tepat untuk menghasilkan ekstrak pewarna alami buah pandan yang mempunyai karakteristik terbaik. Pelarut yang digunakan adalah n-heksanan, kloroform, etil asetat, aseton, etanol dan air. Masing-masing pelarut tersebut mempunyai
kemampuan
melarutkan
yang
berbeda-beda
sesuai
dengan
polaritasnya. Sampai saat ini belum diketahui pelarut yang tepat untuk mengekstrak pewarna dari buah pandan. Berdasarkan beberapa hal tersebut di atas maka dilakukan penelitian dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh jenis pelarut terhadap rendemen dan karakteristik dan mendapatkan jenis pelarut terbaik untuk menghasilkan ekstrak pewarna alami buah pandan.
v
Penelitian
ini
merupakan
percobaan
eksperimental
menggunakan
Rancangan Acak Kelompok dengan perlakuan jenis pelarut yang terdiri atas 6 jenis yaitu n-heksana, kloroform, etil asetat, aseton, etanol, dan air. Dari faktor tersebut diperoleh 6 perlakuan, masing-masing perlakuan dikelompokkan menjadi 3, berdasarkan waktu pelaksanaan sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Variabel yang diamati pada ekstrak pewarna buah pandan adalah rendemen (AOAC,1999), kadar total karotenoid (Muchtadi, 1989), intensitas warna (sistem L,a,b dalam Weaver, 1996 dan visual), skor warna (Soekarto, 1985) dan uji tingkat kekuatan warna (Meilgaard et al., 1999). Jenis pelarut berpengaruh nyata terhadap rendemen, kadar total karotenoid, tingkat kecerahan (L*), tingkat kekuningan (b*), skor dan kekuatan warna pewarna buah pandan tetapi berpengaruh tidak nyata terhadap tingkat kemerahan (a*). Pelarut kloroform merupakan perlakuan terbaik untuk menghasilkan ekstrak pewarna buah pandan dengan rendemen 2,43% dan karakteristik nilai total karoten 0,12% ; tingkat kecerahan 8,01 ; tingkat kekuningan 40,07 ; skor warna 1,7 (antara oranye sampai oranye kemerahan), dan kekuatan warna sebesar 4,5.
vi
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini telah mendapatkan persetujuan pembimbing
Dosen pembimbing I
Dosen pembimbing II
Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP. NIP. 19640824 198903 2 001
I Wayan Gede Sedana Yoga, STP., MAgb NIP. 19800516 200502 1 006
Mengesahkan : Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana,
Dr.Ir. Dewa Gede Mayun Permana, M.S NIP. 19591107 198603 1 004
Tanggal lulus :……………………
vii
RIWAYAT HIDUP
Ni Gusti Ayu Kade Ratih Permata Sari lahir di Tabanan pada tanggal 29 April 1993, penulis merupakan anak kedua dari 2 bersaudara pasangan I Gusti Putu Subarya (Ayah) dengan Ni Wayan Rini Sariani (Ibu). Penulis memulai pendidikan sekolah dasar di SD No 5 Sudimara dari tahun 1999 sampai 2001, kemudian pindah ke SD No 1 Sudimara dari tahun 2001 sampai 2005. Kemudian melanjutkan ke SMP di SMP Negeri 1 Tabanan dari tahun 2005 sampai dengan 2008. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan ke jenjang pendidikan menengah atas di SMA Negeri 1 Tabanan dan tamat pada tahun 2011. Melalui jalur SNMPTN 2 pada tahun 2011 penulis diterima menjadi mahasiswa di Universitas Udayana Jurusan Teknologi Industri Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan di Universitas Udayana, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan di lingkungan Jurusan, Fakultas maupun Universitas. Penulis juga aktif dalam organisasi kemahasiswaan dilingkungan Fakultas Teknologi Pertanian mulai dari Himpunan Mahasiswa Jurusan Teknologi Pertanian pada tahun 2013 dan Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian pada tahun 2014.
viii
KATA PENGANTAR
Puja dan puji syukur penulis haturkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nya, tugas akhir yang berjudul “Pengaruh Jenis Pelarut terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna Dari Buah Pandan (Pandanus tetorius).” dapat terselesaikan dengan baik. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dalam menyelesaikan studi pada program studi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Penulis telah mendapatkan banyak bantuan, doa dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : 1. Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP. dan I Wayan Gede Sedana Yoga, S.TP. M.Agb. selaku dosen pembimbing I dan II yang telah banyak memberi bimbingan, arahan, saran, masukkan penyusunan tugas akhir ini. 2. Bapak Dr. Ir. Dewa Gede Mayun Permana, M.S., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana, atas bantuan moral dan bimbingan yang diberikan. 3. Ibu Ir. Amna Hartiati, MP., selaku Ketua Jurusan Teknologi Industri pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. 4. Bapak/Ibu dosen beserta pegawai di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana, atas fasilitas dan dukungan selama menempuh kuliah hingga penyusunan skripsi ini.
ix
5. Keluarga besar yang tercinta, Bapak, Ibu, Kakak, beserta keluarga besar yang telah mendukung untuk menyelesaikan pendidikan dan tugas akhir ini. 6. Teman-teman Lisna, Suryandari, Candra, Ria, Heni, Febriya, Dayu, Diyan dan semua teman-teman TIP 2011 yang telah banyak membantu dan selalu saling mendukung satu sama lain untuk mencapai cita-cita dan impian masingmasing. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa membalas semua budi baik ini dengan balasan yang lebih baik. Penulis telah berupaya optimal untuk menyelesaikan tugas akhir dengan baik, namun dengan terbuka penulis sangat menghargai segala saran dan kritik yang membangun dalam rangka penyempurnaannya. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Bukit Jimbaran, Desember 2015
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman JUDUL ………………............................................................................
I
ABSTRAK ..............................................................................................
ii
RINGKASAN …….................................................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN ...............................................................
vii
RIWAYAT HIDUP ................................................................................
viii
KATA PENGANTAR ……………………………………………........
ix
DAFTAR ISI …………………………………………………………..
xi
DAFTAR TABEL ……………………………………………………...
xiii
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………......
xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
xv
I.
PENDAHULUAN ...........................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..........................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah …………………………………..……....
4
1.3 Hipotesis ……………………………………………………...
4
1.4 Tujuan Penelitian ...………………………………………......
4
1.5 Manfaat Penelitian …………………………………….……..
4
II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
5
2.1 Buah Pandan .............................................................................
5
2.2 Karotenoid …........................…………………………….......
6
2.2.1 Sifat-sifat Karotenoid .....................................................
7
2.2.2 Manfaat Karotenoid ........................................................
10
2.2.3 Ekstraksi Karotenoid .......................................................
12
2.3 Pelarut ...............……………....................................................
15
2.3.1 n-heksana ........................................................................
15
2.3.2 Kloroform .......................................................................
17
2.3.3 Etil Asetat .......................................................................
17
2.3.4 Aseton .............................................................................
18
2.3.5 Etanol ..............................................................................
19
xi
2.3.6 Air (H2O) ........................................................................
19
III. METODE PENELITIAN ...……………………………………….
21
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................
21
3.2 Alat ...........................................................................................
21
3.3 Bahan ………………………....................................................
21
3.4 Rancangan Percobaan ..............................................................
22
3.5 Pelaksanaan Penelitian .............................................................
22
3.6 Variabel yang Diamati .............................................................
23
3.6.1 Rendemen .......................................................................
23
3.6.2 Total Karotenoid ...…………………………………......
25
3.6.3 Intensitas Warna …………………………………….....
26
3.6.4 Uji Duo Trio ...................................................................
26
3.6.5 Uji Skoring ……………………………………………..
26
3.6.6 Uji Kekuatan Warna …..……………………………......
27
3.6.7 Uji Efektivitas .................................................................
27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
29
4.1 Rendemen .................................................................................
29
4.2 Total Karotenoid ...…………………………………………...
30
4.3 Intensitas Warna ………………………………………….......
31
4.4 Skor Warna …………………………………….......................
32
4.5 Kekuatan Terhadap Warna …………………………………...
33
4.6 Hasil Uji Efektivitas .................................................................
34
V. PENUTUP .......................................................................................
36
5.1 Kesimpulan ...............................................................................
36
5.2 Saran .........................................................................................
36
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................
37
LAMPIRAN ...........................................................................................
41
xii
DAFTAR TABEL
No
Judul
Halaman
1.
Kontansta Dielektrikum Bahan-bahan Pelarut ........................
16
2.
Nilai Rata-Rata Rendmen ....................................................
29
3.
Nilai Rata-Rata Total Kaotenoid ...........................................
30
4.
Nilai Rata-Rata Intensitas Warna ..........................................
32
5.
Nilai Rata-Rata Skor Warna .................................................
32
6.
Nilai Rata-Rata Kekuatan Warna ...........................................
33
7.
Hasil Uji Efektifitas ...............................................................
34
xiii
DAFTAR GAMBAR
No
Judul
Halaman
1.
Buah pandan (Dokumentasi pribadi, 2015) ……………...........
6
2.
Struktur kimia β-karoten (Elbe and Schwartz, 1996)...................
7
3.
Diagram alir pelaksanaan penelitian ekstrak pewarna buah pandan .........................................................................................
xiv
24
DAFTAR LAMPIRAN
No
Judul
1.
Kuisioner uji duo trio ................................................................
41
2.
Kuisioner uji skor warna ...........................................................
42
3.
Kuisioner uji kekuatan warna ....................................................
43
4.
Kuisioner uji efektivitas ............................................................
44
5.
Rendemen ekstrak pewarna buah pandan ….............................
45
6.
Total karotenoid ekstrak pewarna buah pandan …................…
49
7.
Uji organoleptik terhadap kekuatan warna .............................
54
8.
Uji organoleptik skor warna ...................................................
63
9.
Uji intensitas warna (L*, a*, b*) ............................................
65
10.
Hasil uji efektivitas .................................................................
67
11.
Foto penelitian ...........................................................................
69
xv
Halaman
