PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN LAMA EKSTRAKSI TERHADAP KARAKTERISTIK EKSTRAK WARNA ALAMI BUAH PANDAN (Pandanus tectorius)
SKRIPSI
Oleh : NI MADE RIA OKA ANTARI NIM : 1111205012
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015
PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN LAMA EKSTRAKSI TERHADAP KARAKTERISTIK EKSTRAK WARNA ALAMI BUAH PANDAN (Pandanus tectorius)
SKRIPSI
Oleh : NI MADE RIA OKA ANTARI NIM : 1111205012
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 i
PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN LAMA EKSTRAKSI TERHADAP KARAKTERISTIK EKSTRAK WARNA ALAMI BUAH PANDAN (Pandanus tectorius)
SKRIPSI
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana
Oleh: NI MADE RIA OKA ANTARI 1111205012
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA 2015 ii
Ni Made Ria Oka Antari. 1111205012. 2015. Pengaruh Ukuran Partikel dan Lama Ekstraksi Terhadap Karakteristik Ekstrak Warna Alami Buah Pandan (Pandanus tectorius) di bawah bimbingan Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP. dan Ir. Sri Mulyani, MP. ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mengetahui pengaruh ukuran partikel dan lama ekstraksi terhadap karakteristik ekstrak warna alami buah pandan, 2) mendapatkan ukuran partikel dan lama ekstraksi yang tepat untuk menghasilkan ekstrak warna alami buah pandan dengan karakteristik terbaik. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok pola faktorial. Faktor pertama yaitu ukuran partikel terdiri dari 2 taraf yaitu 40 dan 60 mesh. Faktor kedua yaitu lama ekstraksi terdiri dari 3 taraf yaitu 3, 5 dan 7 jam. Percobaan dikelompokkan menjadi 3 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Variabel yang diamati yaitu rendemen, kadar total karotenoid, intensitas warna, skor warna, dan tingkat kekuatan warna. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran partikel berpengaruh terhadap rendemen, kadar total karotenoid, skor warna dan kekuatan warna. Lama ekstraksi berpengaruh terhadap rendemen, tingkat kecerahan (L*), tingkat kemerahan (a*), tingkat kekuningan (b*), skor warna dan kekuatan warna. Interaksi perlakuan ukuran partikel dan lama ekstraksi berpengaruh terhadap kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), tetapi tidak berpengaruh terhadap rendemen, tingkat kecerahan (L*) dan tingkat kekuningan (b*). Ukuran partikel 60 mesh dengan lama ekstraksi 5 jam menghasilkan ekstrak warna alami buah pandan terbaik dengan karakteristik sebagai berikut: rendemen 4,80 %, kadar total karotenoid 0,242 %, tingkat kecerahan (L*) 6,29, tingkat kemerahan (a*) -3,70, tingkat kekuningan (b*) 28,93, nilai skor warna 4,0 (merah) dan kekuatan warna 6,0 (paling kuat). Kata kunci : ukuran partikel, lama ekstraksi, ekstrak warna alami, buah pandan
iii
Ni Made Ria Oka Antari. 1111205012. 2015. Effect of Particle Size and Extraction Time on The Characteristics of Pandanus Fruit Extract Natural Dyes (Pandanus tectorius) Supervised by Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP. and Ir. Sri Mulyani, MP.
ABSTRACT This aims of this study were to 1) know the effect of particle size and extraction time on the characteristics of pandanus fruit extract natural dyes, 2) obtain particle size and extraction time to produce pandanus fruit natural dyes with the best characteristics. This study used a factorial randomized block design. The first factor is the size of the particle consists of two levels : 40 and 60 mesh. The second factor is a extraction time consists of three levels : 3, 5 and 7 hours. The experiments are grouped into 3 groups based on the time of implementation, in order to obtain 18 units experiment. Variables observed that the yield, total carotenoid content, color intensity, color score, and the level of color strength. The results showed that the particle size effect on yield, total carotenoids content, balanced color and color strength. Extraction time affect on the extraction yield, the level of brightness (L*), the level of redness (a*), the level of yellow (b*), a score of color and color strength. The interaction of particle size and extraction time affect on total carotenoids content, the level of redness (a*), but does not affect the yield, the level of brightness (L*) and the level of yellow (b*). The particle size of 60 mesh and 5 hour extraction time produce extract natural dyes fruit in best with the following characteristics: yield of 4,80%, total carotenoid content of 0,242%, the level of brightness (L*) of 6,29, the level of redness (a*) -3,70, the level of yellow (b*) 28,93, a score of 4,0 color (red) and strength of color is 6,0 (the most powerful). Keywords: particle size, extraction time, extract natural dyes, pandanus fruit
iv
RINGKASAN
Buah pandan laut berbentuk agak bulat dan memiliki kulit berserat luar seperti duri. Buah ini setelah dipanen dapat bertahan selama berbulan-bulan (Ken, 2010). Buah pandan dari sembilan kultivar pandan mengandung karotenoid yang sangat bervariasi antara 62-19,086 µg β-carotene/100g. Secara umum semakin tinggi kandungan karoten semakin pekat warna buah pandan (Englbelger et al., 2005). Buah pandan yang sudah matang bersifat lengket dengan rasa manis asam, berwarna kuning pucat sampai oranye bahkan sampai merah. Bentuk buah bulat telur hingga lonjong. Di Papua Nugini dan Solomon buah pandan dikonsumsi dalam bentuk segar atau yang sudah diolah (Thomson et al, 2006). Karotenoid yang terdapat pada buah pandan memiliki banyak manfaat yaitu sebagai prekursor vitamin A, antioksidan, peningkatan daya tahan tubuh, dan mengurangi resiko kanker (Ravi et al., 2010). Karotenoid juga banyak digunakan sebagai bahan tambahan pada makanan yaitu sebagai pewarna makanan (Mortensen, 2006). Karotenoid, seperti β-karoten dan α-karoten, dan fukoxantin, dikenal sebagai penangkal radikal bebas. Radikal bebas ini, dapat menyebabkan kerusakan sel yang bersifat karsinogen. Ekstraksi karotenoid dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya adalah ukuran partikel padatan, pelarut, temperatur, pH, porositas dan difusivitas, pengadukan, lama ekstraksi, rasio zat padat terhadap pelarut, dan cara ekstraksi. Lama ekstraksi pada bahan baku akan berkaitan dengan karakteristik bahan baku yang bersangkutan seperti ukuran partikel bahan, karena semakin lama ekstraksi semakin lama kontak antara bahan dengan pelarut dan semakin kecil ukuran bahan yang digunakan maka v
semakin luas bidang kontak antara bahan dengan pelarut sampai pada batas senyawa yang diekstrak habis dalam bahan. Berdasarkan beberapa hal tersebut, perlu dilakukan penelitian mengenai ukuran partikel dan lama ekstraksi untuk mendapatkan pewarna alami buah pandan dengan karakteristik terbaik. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) pola faktorial 2 faktor. Faktor pertama adalah ukuran partikel yang terdiri dari 2 taraf yaitu 40 mesh dan 60 mesh. Faktor kedua adalah lama ekstraksi yang terdiri dari 3 taraf yaitu 3, 5, dan 7 jam. Masing-masing perlakuan dikelompokkan menjadi 3 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Variabel yang diamati dalam penelitian ini yaitu rendemen (AOAC, 1999), kadar total karotenoid (Muchtadi, 1989), intensitas warna (Weaver, 1996), skor warna dan kekuatan warna (Meilgaard et al., 1999). Berdasarkan hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut 1) Ukuran partikel berpengaruh terhadap rendemen, kadar total karotenoid, skor warna dan kekuatan warna, tetapi tidak berpengaruh terhadap tingkat kecerahan (L*), tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) ekstrak warna alami buah pandan. Lama ekstraksi berpengaruh terhadap rendemen, kadar total karotenoid, tingkat kecerahan (L*), tingkat kemerahan (a*), tingkat kekuningan (b*), skor warna dan kekuatan warna. Interaksi perlakuan ukuran partikel dan lama ekstraksi berpengaruh terhadap kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), tetapi tidak berpengaruh terhadap rendemen, tingkat kecerahan (L*) dan tingkat kekuningan (b*). 2) Ukuran partikel 60 mesh dan lama ekstraksi 5 jam menghasilkan ekstrak warna alami buah pandan terbaik dengan karakteristik sebagai berikut: rendemen 4,80 %, kadar total karotenoid 0,242 %, tingkat vi
kecerahan (L*) 6,29, tingkat kemerahan (a*) -3,70, tingkat kekuningan (b*) 28,93, nilai skor warna 4,0 (merah) dan kekuatan warna 6,0 (paling kuat).
vii
Skripsi ini telah mendapat persetujuan pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP. NIP. 19640824 198903 2 001
Ir. Sri Mulyani, MP. NIP. 19610526 198603 2 002
Mengesahkan: Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana
Dr. Ir. I Dewa Gde Mayun Permana, M.S. NIP. 19591107 198603 1 004
Tanggal lulus:
viii
RIWAYAT HIDUP
Ni Made Ria Oka Antari dilahirkan di Desa Jegu pada 7 September 1993. Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan I Wayan Suirya, S.H dan Ni Wayan Kardiasih, S.Pd. Penulis memulai pendidikan di SDN 2 Jegu pada tahun 1999 dan menyelesaikannya pada tahun 2005, lalu melanjutkan pendidikan di SMPN 1 Penebel dan menyelesaikannya pada tahun 2008. Pada tahun 2011 penulis menyelesaikan pendidikan di SMAN 2 Tabanan. Sejak tahun 2011 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Selama menjalani perkuliahan, penulis aktif sebagai panitia pelaksana maupun panitia pengarah pada kegiatan-kegiatan kemahasiswaan dan sebagai fungsionaris organisasi kemahasiswaan di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Pengaruh Ukuran Partikel dan Lama Ekstraksi Terhadap Karakteristik Pewarna Alami Buah Pandan”. Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setulus-tulusnya kepada: 1.
Ibu Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP., selaku dosen pembimbing I dan Ibu Ir. Sri Mulyani, M.P. selaku dosen pembimbing II yang tidak pernah lelah memberikan bimbingan, arahan dan solusi dalam penyelesaian skripsi 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.
5.
Keluarga besar yang tercinta, Bapak, Ibu, Kakak, beserta keluarga besar yang telah mendukung untuk menyelesaikan pendidikan dan tugas akhir ini. x
6.
Teman-teman Lisna, Suryandari, Candra, Ratih, Heni, Febriya, Dayu dan semua teman-teman di FTP 2011 yang telah banyak membantu dan selalu saling mendukung satu sama lain untuk mencapai cita-cita dan impian masing-masing. 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, Oktober 2015
Penulis
xi
DAFTAR ISI
Halaman JUDUL ………………....................................................................................
i
HALAMAN PERSYARATAN........................................................................
ii
ABSTRAK …………......................................................................................
iii
RINGKASAN ..................................................................................................
v
HALAMAN PENGESAHAN..........................................................................
viii
RIWAYAT HIDUP .........................................................................................
ix
KATA PENGANTAR ……………………………………………………….
x
DAFTAR ISI ………………………………………………………………...
xii
DAFTAR TABEL …………………………………………………………...
xiv
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………...
xv
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
xvi
I.
PENDAHULUAN ....................................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah …………………………………..……….……
3
1.3 Hipotesis ……………………………………………………….…...
3
1.4 Tujuan Penelitian ...…………………………………………………
3
1.5 Manfaat Penelitian …………………………………….……………
4
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
5
2.1 Tinjauan Umum Pandan ....................................................................
5
2.2 Pewarna Alami Karotenoid ………………………………………...
7
2.3 Pengukuran Warna …………………………………………………
8
2.4 Sifat Karotenoid ……………............................................................
9
2.5 Manfaat Karotenoid …………………...............................................
9
2.6 Ekstraksi Karotenoid …………………………………………..…...
10
III. METODE PENELITIAN ...………………………………………..........
14
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...........................................................
14
3.2 Alat dan Bahan ………………………..............................................
14
3.2.1 Alat …………….…………………………………………….
14
xii
3.2.2 Bahan ………………………………………………………...
14
3.3 Rancangan Percobaan ........................................................................
15
3.4 Pelaksanaan Penelitian ......................................................................
15
3.5 Variabel yang Diamati .......................................................................
16
3.5.1 Rendemen ................................................................................
16
3.5.2 Kadar Total Karotenoid ……..…………..…………………...
18
3.5.3 Intensitas Warna ……………………………………………..
19
3.5.4 Uji Duo Trio ………………………………………………….
19
3.5.5 Uji Skor …….………………………………………………...
19
3.5.6 Uji Kekuatan Warna …..……………………………………..
20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................
21
4.1 Rendemen ..........................................................................................
21
4.2 Kadar Total Karotenoid…...…..…………………………………….
22
4.3 Intensitas Warna ……………………………………………………
23
4.3.1 Tingkat Kecerahan (L*) ……………………………………...
23
4.3.2 Tingkat Kemerahan (a*)………………………………………
24
4.3.3 Tingkat Kekuningan (b*) ……….……………………………
25
4.4 Skor Warna ………………………………….……………………...
26
4.5 Kekuatan Warna ……………………………………………………
27
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................
29
5.1 Kesimpulan ........................................................................................
29
5.2 Saran ..................................................................................................
29
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
30
LAMPIRAN ....................................................................................................
33
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
No
Judul
1.
Nilai rata-rata rendemen ekstrak warna alami buah pandan (%)……......
21
2.
Nilai rata-rata kadar total karotenoid ekstrak warna alami buah pandan (%)……………………………………………………………………....
22
Nilai rata-rata tingkat kecerahan (L*) ekstrak warna alami buah pandan…………………………………………………………………...
24
3. 4 5. 6. 7.
*
Nilai rata-rata tingkat kemerahan (a ) ekstrak warna alami buah pandan…...................................................................................................
25
Nilai rata-rata tingkat kekuningan (b*) ekstrak warna alami buah pandan…………………………………………………………………...
26
Nilai rata-rata skor warna ekstrak warna alami buah pandan…………………………………………………………………..
27
Nilai rata-rata tingkat kekuatan warna ekstrak warna alami buah pandan…………………………………………………………………..
28
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
No
Judul
1.
Buah pandan (Anon., 2013)..…..………………………………………..
6
2.
Struktur kimia β-karoten (Elbe and Schwartz, 1996) …………..............
8
3.
Diagram alir pelaksanaan penelitian ekstrak warna alami buah pandan..
17
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
No
Judul
1.
Kuisioner uji duo trio ............................................................................
33
2.
Kuisioner uji skor warna .......................................................................
34
3.
Kuisioner uji kekuatan warna ...............................................................
35
4.
Rendemen ekstrak warna alami buah pandan …………………..…….
36
5.
Kadar total karotenoid ekstrak warna alami buah pandan ……………
44
6.
Tingkat kecerahan (L*) ekstrak warna alami buah pandan ….........…
52
7.
Tingkat kemerahan (a*) ekstrak warna alami buah pandan…………...
59
8.
Tingkat kekuningan (b*) ekstrak warna alami buah pandan ……….…
67
9.
Uji organoleptik skor warna ekstrak warna alami buah pandan………
74
10.
Uji organoleptik terhadap kekuatan warna ekstrak warna alami buah pandan………………………………………………………………… Buah pandan kering, bubuk buah pandan, proses maserasi, dan ekstrak ekstrak warna alami buah pandan ………………….…………
11
xvi
76 78
