4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tumbuhan Kacang Panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp)

Kacang panjang merupakan salah satu tanaman semusim yang berbentuk

perdu. Tanaman kacang panjang ini bersifat menjalar dengan membelit. Daunya

bersusun tiga-tiga helai. Batangnya panjang, liat, dan sedikit berbulu. Bunga

kacang panjang seperti kupu-kupu, sementara itu buahnya bulat panjang dan

ramping. Panjangnya berkisar antara 10-80 cm yang disebut polong. Kacang

panjang muda buahnya berwarna hijau keputih-putihan, namun setelah tua

berwarna putih kekuning-kuningan dan kering. Buah yang masih muda mudah

dipatahkan akan tetapi setelah tua menjadi liat karena banyak seratnya dan

menjadi lemas kering (Sunarjono,2016).

Dalam sistematis (taksonomi) tumbuhan, tanaman kacang panjang di

klasifikasikan sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Kelas : Dicotyledoneae

Ordo : Fabales

Famili : Papilionaceae

Genus : Vigna

Spesies : Vigna unguiculata (L.) Walp.

(Herbarium Medanense,2017).

Gambar 1. Kacang Panjang (dokumentasi pribadi).

5

2.1.1 Nilai Kandungan Gizi Kacang Panjang

Menurut Haryanto (1995), kacang panjang penting sebagai sumber vitamin

dan mineral. Sayuran ini banyak mengandung vitamin A, vitamin B, dan vitamin

C terutama pada polong muda. Bijinya banyak mengandung protein, lemak dan

karbohidrat. Dengan demikian kacang panjang merupakan salah satu sumber

protein nabati yang cukup potensial. Pada tabel berikut di uraikan kandungan gizi

pada polong, biji, dan daun kacang panjang.

Tabel 1. Komposisi Zat Gizi Kacang Panjang Per 100 gr Bahan.

Jenis Zat Gizi Polong

Kalori 44,00

Karbohidrat (g) 7,80

Lemak (g) 0,30

Protein (g) 2,70

Kalsium (mg) 49,00

Fosfor (mg) 347,00

Besi (mg) 0,70

Vitamin A 335,00

Vitamin B 0,13

Vitamin C 21,00

Air (g) 88,50

Sumber : Daftar komposisi bahan makanan (Haryanto dkk., 1995).

Tabel 2. Senyawa Bioaktif Kacang Panjang Per 100 gr Bahan.

Senyawa Bioaktif Basis Kering Basis Basah

Antioksidan (mg) 25,11 2,31

Total fenol mg TAE/100 g 204,10 ± 0,02 18,78 ± 0,02

Sumber : Mandarini (2014)

2.2 Pengolahan Kacang Panjang

2.2.1 Blansing

Blansing merupakan suatu proses pemanasan pendahuluan atau proses

pemanasan tipe pasteurisasi yang dilakukan pada suhu kurang dari 100°C selama

beberapa menit, dengan menggunakan air panas atau uap. Proses blansing

termasuk ke dalam porses termal yang umumnya membutuhkan suhu berkisar 75 -

95°C selama 10 menit. Tujuan utama dari proses blansing adalah menginaktifan

6

enzim diantaranya yaitu enzim peroksidase dan katalase, walaupun sebagian dari

mikroba yang ada dalam bahan juga turut mati. Kedua jenis enzim ini yang

paling tahan terhadap suhu tinggi atau panas. Blansing biasanya diteraokan pada

sayur-sayuran dan buah-buahan yang akan dikalengkan atau dikeringkan. Di

dalam pengalengan sayur-sayuran dan buah-buahan, selain untuk menginaktifkan

enzim, tujuan blansing yaitu :

1. Membersihkan bahan-bahan dari kotoran serta mengurangi jumlah mikroba

pada bahan.

2. Mengeluarkan atau menghilangkan gas-gas dari dalam jaringan tanaman,

sehingga mengurangi resiko terjadinya pengkaratan kaleng serta memperoleh

keadaan vakum yang baik dalam “headspace” kaleng.

3. Melayukan atau melunakkan jaringan pada tanaman atau bahan, agar

mempermudah proses pengisian bahan kedalam wadah.

4. Menghilangkan bau serta flavor yang tidak dikehendaki.

5. Menghilangkan lendir pada beberapa jenis sayur-sayuran.

6. Memperbaiki warna produk serta memantapkan warna hijau sayur-sayuran.

Cara melakukan proses blansing adalah dengan merendam bahan dalam air

panas (merebus) atau dengan uap air (mengukus atau dinamakan juga “steam

blanching”). Merebus yaitu memasukkan bahan ke dalam panci yang berisi air

mendidih. Sayur-sayuran atau buah-buahan yang akan diblansing dimasukkan

terlebih dahulu kedalam keranjang kawat, lalu dimasukkan ke dalam panci dengan

suhu berkisar antara 82 – 83°C dengan waktu antara 3 – 5 menit. Setelah dirasa

proses blansing sudah cukup waktunya, kemudian keranjang kawat diangkat dari

dalam panci dan cepat-cepat didinginkan dengan air. Proses pengukusan tidak

7

dianjurkan untuk digunakan pada sayur-sayuran hijau, karena warna bahan akan

menjadi kusam. Caranya ialah dengan mengisikan bahan ke dalam keranjang

kawat, kemudian dimasukkan ke dalam dandang yang berisi air mendidih.

Dandang ditutup dan langkah selanjutnya sama dengan cara perebusan.

Secara garis besar metode blansing yang sering sekali diterapkan ada 2 (dua),

yaitu blansing dengan air panas (rebus), dan blansing dengan uap panas (kukus).

1. Blansing dengan air panas (Hot Water Blanching)

Metode blansing dengan menggunakan air panas ini hampir sama dengan proses

perebusan. Metode ini cukup efisien, namun memiliki kekurangan yaitu

diantaranya adalah kehilangan komponen bahan pangan yang mudah larut dalam

air serta bahan yang tidak tahan panas.

2. Blansing dengan uap air panas (Steam Blanching)

Blansing dengan menggunakan metode ini paling sering diterapkan. Metode ini

mengurangi kehilangan komponen bahan pangan yang tidak tahan panas.

2.2.2 Pengeringan

Metode pengeringan mempunyai pengertian yaitu aplikasi proses

pemanasan melalui kondisi yang teratur, sehingga dapat menghilangkan sebagian

besar jumlah kandungan air dalam suatu bahan dengan cara diuapkan.

Penghilangan jumlah kandungan air dalam suatu bahan dengan cara pengeringan

mempunyai satuan operasi yang berbeda dengan dehidrasi. Dehidrasi akan

menurunkan aktivitas air (Aw) yang terkandung dalam bahan pangan dengan cara

mengeluarkan atau menghilangkan jumlah kandungan air dalam jumlah lebih

banyak, sehingga umur simpan dari bahan pangan menjadi lebih panjang atau

lebih lama (Muarif, 2013).

8

Pengeringan didefinisikan sebagai suatu metode untuk menghilangkan

sebagian air dari suatu bahan hingga tingkat kadar air yang setara dengan nilai

aktivitas air (Aw) yang aman dari kerusakan mikrobiologi. (Herudiyanto,2008).

Pada pengeringan terdapat 2 (dua) proses, yaitu:

1. Proses pemindahan panas untuk menguapkan cairan pada bahan pangan

dengan bantuan udara pengering.

2. Proses pemindahan massa, dimana air atau uap air bahan pangan, berpindah

dari dalam bahan ke permukaan, selanjutnya dari permukaan dialirkan ke udara

pengering.

Menurut (Rosyid, 2013) terdapat beberapa metode pengeringan yaitu:

A. Pengeringan secara langsung di bawah sinar matahari (Sun Drying)

Pengeringan dengan menggunakan metode ini dilakukan pada tanaman yang tidak

sensitive terhadap cahaya matahari. Pengeringan terhadap sinar matahari biasanya

digunakan pada bagian tumbuhan yang tidak terlalu banyak memiliki kandungan

air seperti daun, korteks, biji, serta akar. Bagian tanaman yang mengandung

flavonoid, kuinon, kurkuminoid, karotenoid, serta beberapa alkaloid yang cukup

mudah terpengaruh cahaya pada umumnya tidak boleh dijemur di bawah sinar

matahari atau terkena cahaya matahari secara langsung. Produk simplisia dijemur

terlebih dahulu untuk mengurangi sebagian besar jumlah kandungan air pada

bahan, kemudian simplisia dikeringkan dengan menggunakan panas atau di

gantung di dalam ruangan. Pengeringan dengan menggunakan bantuan sinar

matahari secara langsung memiliki keuntungan yaitu ekonomis. Namun lama

pengeringan sangat bergantung pada kondisi cuaca dan cahaya matahari.

Pengeringan menggunakan matahari secara langsung membutuhkan waktu selama

9

3 sampai 4 hari dengan suhu 100°F untuk mendapatkan hasil yang lebih maksimal

panaskan kembali menggunakan oven dengan suhu 175°F selama 10-15 menit.

Hasil penelitian dari Wahyuni (2014) mengenai metode pengering sinar

matahari secara langsung dan pengeringan menggunakan sirkulasi udara pada

simplisia herba sambiloto yaitu pengeringan dengan menggunakan oven

menghasilkan karakteristik mutu simplisia yang lebih baik yaitu dengan nilai susut

pengeringan 9,1147%, kadar abu total 9,3339%, kadar abu tidak larut asam 0,7768%,

kadar sari larut air 19,3226% dan kadar sari larut etanol 17,5160%.

B. Pengeringan Cabinet Drying

Pengering cabinet dryer merupakan alat pengering yang menggunakan

udara panas didalam ruang tertutup (chamber). Alat ini mempunyai dua tipe

yaitu tray dryer dan vacuum dryer. Vacuum dryer menggunakan pompa dalam

penghembusan udara, sedangkan pada tray dryer tidak menggunakan pompa

disebut juga pengering rak atau pengering cabinet yang dapat digunakan untuk

mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang diletakkan pada baki logam.

Cara pengeringan jenis baki atau menggunakan wadah adalah dengan meletakkan

material atau bahan yang akan dikeringkan pada baki yang akan langsung

terhubung dengan media pengering. Pengeringan menggunakan cabinet dryer

membutuhkan waktu 24 jam dengan suhu berkisar antara 45-60°C

Alat tipe ini sistem pengeringannya dengan menggunakan uap air panas atau

udara panas yang dialirkan pada bahan. Uap air panas memiliki sifat pindah panas

yang lebih unggul dibandingkan pada udara dengan suhu yang sama. Karena tidak

adanya tahanan terhadap difusi uap air dalam uap itu sendiri, laju pengeringan

pada periode laju konstan hanya tergantung pada laju pindah panas. Pada

10

prinsipnya, setiap proses pengeringan langsung atau tak langsung (kombinasi

konduksi dan konveksi) dapat dioperasikan sebagai pengering uap air panas.

Prinsip kerja alat ini yaitu pemanasan secara konduksi (penghantaran panas) atau

konveksi (pengaliran panas) yang bertujuan mengurangi kandungan air pada

bahan pangan dan berbentuk solid. Salah satunya adalah cabinet dryer.

Pada cabinet dryer, pemanasan dilakukan secara konveksi dan konduksi. Secara

konveksi, digunakan aliran udara kering yang akan mengalir secara alami. Secara

konduksi, digunakan sejumlah tray (wadah penapung bahan) secara bertingkat.

Sistem pengering ini dengan menggunakan udara pengering sebagai medium

pemanasan bahan. Bahan bakar yang digunakan yaitu minyak tanah (kerosin) dan

kayu bakar. Komponen-komponen yang akan menyusun cabinet dryer tersebut,

akan disesuaikan dengan kapasitas bahan yang masuk dan juga diperhitungkan

efisiensi dari system pengering tersebut.

C. Pengeringan Microwave

Pada alat microwave dan pemanas frekuensi radio, gelombang

elektromagnetik yang digunakan sebagai media pemanasan produk pangan.

Frekuensi itu terbagi 2, yaitu 915 dan 2,450 MHz untuk frekuensi pada

microwave, sedangkan 13.56, 27.12, dan 40.68 MHz untuk frekuensi radio.

Secara singkat, mekanismenya yaitu panas yang dihasilkan dari dielektrik dan

ionik. Pemanas dielektrik akan menggerakkan molekul air dalam bahan pangan

yang kemudian akan memicu pergerakan dari ion-ion dalam bahan pangan

sehingga akan menghasilkan panas. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh

pergerakan medan elektrik dari alat tersebut. Kelebihan yang sangat nyata dari

microwave ini dibanding dengan metode konvensional yaitu memiliki keefisienan

11

waktu (lebih cepat), mudah dikontrol, serta hemat energy. Gelombang mikro

merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi super tinggi

(Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz). Pengeringan

menggunakan microwave dengan tegangan 80 Watt dilakukan antara 60 menit

sampai 90 menit.

Banyak kelebihan atau keuntungan yang dimiliki microwave dalam

pengeringan, metode pengeringan konvensional, panas harus dikontrol dan

dikondisikan sesuai dengan jenis bahan pangan. Panas tersebut menguapkan

kandungan air bagian dalam bahan dan kemudian air akan menguap kepermukaan

dan kemudian air akan menguap keluar hal ini membutuhkan waktu yang sangat

lama. Dengan menggunakan pemanas microwave, frekuensi dari alat pemanas ini

langsung menuju ke polar system, yaitu air. Sehingga mampu dengan cepat

menggerakkan kandungan air menuju ke permukaan dengan panas yang

dihasilkan. Selain itu, metode pemanas microwave ini juga melindungi dari proses

pengerasan pada bahan pangan serta reaksi browning.

2.3 Senyawa Bioaktif

2.3.1 Flavonoid Kacang Panjang

Flavonoid merupakan suatu golongan dari metabolit sekunder yang

dihasilkan oleh tanaman yang termasuk dalam kelompok besar polifenol.

Senyawa ini terdapat pada semua bagian tanaman termasuk daun, akar, kayu,

kulit, tepung sari, nectar, bunga, buah, dan biji. Flavonoid memiliki peran penting

dalam penentuan dari warna rasa, bau, dan kualitas nutrisi makanan. Tumbuhan

umumnya hanya menghasilkan senyawa flavonoid tertentu (Ritonga dkk, 2013).

Flavonoid adalah senyawa polifenol yang bersifat kimia senyawa fenol yaitu agak

asam dan larut dalam basa, dan karena merupakan senyawa polihidroksi (gugus

12

hidroksil) maka juga bersifat polar sehingga dapat larut pada pelarut polar seperti

metanol, etanol, aseton air, butanol, dimetil sulfoksida, dan dimetil formamida.

Disamping itu dengan adanya gugus glikosida yang terikat dalam gugus flavonoid

sehingga cenderung menyebabkan flavonoid mudah larut dalam air (Fauziah,

2008).

Flavonoid mempunyai kemampuan Senyawa flavonoid pada tanaman

mempunyai beraneka macam fungsi seperti menarik serangga yang akan

membantu proses penyerbukan, membantu proses fotosintesis, melindungi

struktur sel, dan meningkatkan efektivitas vitamin c (Indriani dkk, 2006).

Flavonoid mempinyai kemampuan sebagai antioksidan yang mampu mentransfer

sebuah elektron atau sebuah hidrogen ke senyawa radikal bebas dengan

menghentikan tahap awal reaksi. Oleh karena itu, flavonoid dapat menghambat

peroksidasi lipid, menekan kerusakan jaringan oleh radikal bebas dengan

menghambat beberapa enzim (Latifah, 2015). Kemampuan antioksidan flavonoid

dapat dipengaruhi dari beberapa faktor salah satunya yaitu gugus fungsional yang

berikatan pada strukturutamanya. Suatu hasil penelitian yang pernah dilakukan

menunjukkan bahwa aktivitas penangkapan radikal yang diuji pada pada

flavonoid berhubungan dengan jumlah dan posisi ikatan gugus hidroksil dalam

molekul (Ammar et al., 2009). Berdasarkan hasil penelitian Anwar (2016) pada

sampel buah mengkudu menunjukkan bahwa kadar total flavonoid ekstrak etanol

buah mengkudu sebesar 5,69+0,21 mg ekivalen rutin (RE)/g ekstrak, dan IC50

ekstrak etanol buah mengkudu sebesar 104,73+4,56 μg/mL.

Menurut Ritonga dkk (2013), Flavonoid memiliki kelarutan antara lain:

13

1. Flavonoid polimetil atau polimetoksi larut dalam heksan, petroleum eter (PE),

kloroform, eter, etil asetat, dan etanol. Contoh: sinersetin (non polar).

2. Aglikon flavonoid polihidroksi tidak larut dalam heksan, PE dan kloroform;

larut dalam eter, etil asetat dan etanol, dan sedikit larut dalam air. Contoh:

kuersetin (semipolar).

3. Glikosida flavonoid tidak larut dalam heksan, PE, kloroform, eter, sedikit larut

dalam etil asetat dan etanol, serta sangat larut dalam air.

Gambar 2 Struktur Flavonoid

2.3.2 Fenol Kacang Panjang

Senyawa fenol meliputi berbagai senyawa yang berasal dari tumbuhan yang

memiliki ciri yang sama yaitu cincin aromatik yang mengandung satu atau dua

gugus hidroksil. Senyawa fenol yang sering ditemukan yaitu senyawa flavonoid

dan glikosidanya (katekin, proantosianin, antioksidan, dan flavonol) dan tanin

yang merupakan senyawa fenol yang kompleks dengan berat molekul yang tinggi

(Johnson, 2001). Menurut Mandarini (2014), yang menyatakan bahwa setiap 100

g kacang panjang mengandung total fenol sebesar 204.10±0.02 mg (basis kering)

atau 18.78±0.02 mg (basis basah).

Fenolik (C6H6OH) adalah senyawa organik yang memiliki satu atau lebih

gugus hidroksil yang terikat pada cincin benzena. Senyawa fenol mempunyai

beberapa nama lain seperti asam karbolik, fenat monohidroksi benzena, asam

14

fenat, asam fenilat, fenil hidroksida, oksibenzena, benzenol, monofenol, fenil

hidrat, fenilat alkohol, dan fenol alkohol (Nair et al, 2008). Sementara, polifenol

merupakan bagian dari senyawa fenolik yang memiliki lebih dari satu senyawa

gugus fenol. Banyaknya variasi dari gugus yang tersubtitusi pada kerangka utama

fenol menjadikan kelompok fenol mempunyai lebih dari 8000 jenis senyawa

(Marinova et al 2005). Hasil penelitian dari Adawiah (2015) pada sampel sari

buah namnam dan sari buah namnam-jahe menyatakan bahwa sari buah namnam-

jahe memiliki potensi sebagai minuman fungsional, karena pada sari buah

namnam-jahe memiliki kandungan senyawa fenolik dan flavonoid yang tinggi

karena adanya penamban ekstrak jahe yang kaya akan antioksidan akan tetapi

kandungan vitamin C pada sari buah namnam lebih tinggi dibandingkan dengan

sari buah namnam-jahe karena sudah melewati proses pasteurisasi yang

menyebabkan kerusakan kandungan vitamin C.

Fenolik atau polifenolik merupakan kelompok metabolit sekunder pada

tanaman yang memiliki potensi sebagai antioksidan, bakterisidal, antiseptik dan

lain-lain (Ramle dkk, 2008). Senyawa fenol sebagai antioksidan tergantung dari

ikatan gugus hidrogen pada cincin aromatik, posisi ikatan pada suatu struktur

senyawa fenol, serta kemampuannya dalam memberikan donor hidrogen atau

elektron pada radikal bebas dan mampu mengkelat ion besi (Puspitasari, 2016).

Beberapa senyawa fenolik yang dapat berfungsi sebagai antioksidan adalah

kumarin, saponin, dan flavonoid. (Rizki dkk, 2015). Fenol bersifat lebih asam bila

dibandingkan dengan alkohol, tetapi lebih basa daripada asam karbonat karena

fenol dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Lepasnya ion H+

menjadikan anion fenoksida C6H5O-

dapat melarut dalam air. Fenol mempunyai

15

titik leleh 41°C dan titik didih 181°C. Fenol memiliki kelarutan yang terbatas

dalam air yaitu 8,3 gram/100 mL (Fessenden, 1992).

Gambar 3 Struktur Fenol

2.4 Stabilitas Antioksidan Kacang Panjang

Antioksidan merupakan suatu substansi yang pada konsentrasi kecil

secarasignifikan mampu menghambat atau mencegah oksidasi pada substrat yang

disebabkan oleh radikal bebas (Isnindar dkk, 2011). Antioksidan dibutuhkan

untuk menunda atau menghambat reaksi oksidasi radikal bebas atau menetralkan

dan menghancurkan radikal bebas yang dapat menyebabkan kerusakan sel dan

biomolekul seperti DNA, protein, dan lipoprotein di dalam tubuh yang akhirnya

dapat memicu terjadinya penyakit dan penyakit degeneratif (Alfira, 2014).

Senyawa fitokimia merupakan zat alami yang terdapat dalam tanaman yang

memberikan cita rasa, aroma, dan warna yang khas pada tanaman tersebut.

Beberapa khasiat senyawa fitokimia tersebut berfungsi sebagai antioksidan,

meningkatkan system kekebalan, mengatur tekanan darah, menurunkan kolesterol,

serta mengatur kadar gula darah (Kesuma, 2015). Secara kimia senyawa

antioksidan adalah senyawa pemberi electron (electron donor). Secara biologis,

pengertian antioksidan adalah senyawa yang dapat menangkal atau meredam

dampak negative oksidan.

16

Antioksidan bekerja dengan caramen donorkan satu elektronnya kepada

senyawa yang bersifat oksidan sehingga aktivitas senyawa oksidan tersebut dapat

di hambat (Winarti, 2010). Penelitian dari Tristantini (2016) yang meneliti tentang

aktivitas antioksidan dari ekstrak daun Mimusops elengi Lyang memiliki aktivitas

antioksidan tertinggi atau bernilai IC50 terendah adalah daun Mimusops elengi L

yang di ekstraksi dengan variasi waktu 45 menit yaitu sebesar 10,6. Menurut

Mandarini (2014) yang menyatakan bahwa yaitu setiap 100 g kacang panjang

mampu meredam radikal bebas DPPH setara dengan kemampuan vitamin C

sebanyak 25.11 mg (basis kering) atau 2.31 mg (basis basah). Kacang panjang

memiliki kekuatan meredam radikal bebas terbesar, yaitu setiap 100 g kacang

panjang mampu meredam radikal bebas DPPH sebanyak 1816.48 mg (basis

kering) atau 167.17 mg (basis basah).

Mekanisme antioksidan dalam menghambat oksidasi atau menghentikan

reaksi berantai radikal bebas dari lemak yang teroksidasi terdiri atas empat tahap

(Rita et al, 2009), yaitu:

1. Pelepasan hidrogen dari antioksidan

2. Pelepasan elektron dari antioksidan

3. Adisi lemak (molekul teroksidasi) ke dalam cincin aromatik antioksidan

4. Pembentukan senyawa kompleks antara lemak (molekul teroksidasi) dan

cincin aromatik antioksida.

2.4.1 Stabilitas Terhadap Pengolahan

Pemasakan dengan melibatkan panas merupakan salah satu proses

pengolahan pangan yang banyak dilakukan baik pada skala rumah tangga atau

skala industri. Beberapa cara pemasakan yang umum dilakukan adalah

perebusan, pengukusan dan penumisan. Perebusan adalah proses pemasakan

17

dalam air mendidih sekitar 100⁰C, dimana air sebagai media penghantar panas.

Pengukusan merupakan proses pemasakan dengan medium uap air panas yang

dihasilkan oleh air mendidih, sedangkan penumisan merupakan proses pemasakan

dengan menggunakan sedikit minyak dan air (Williams, 1979). Menurut Mulyati

(1994), walaupun antioksidan terdapat pada bahan pangan secara alami, tetapi jika

bahan tersebut dimasak, maka kandungannya akan berkurang akibat terjadinya

degradasi kimia dan fisik. Antioksidan alami mempunyai struktur kimia dan

stabilitas berbedabeda misalnya, α-tokoferol cukup tahan terhadap panas,

kehilangan selama proses pengolahan sebagian besar disebabkan oleh proses

oksidasi.