PENGARUH KOMPOSISI BAHAN PENYALUT DAN KONDISI SPRAY DRYING TERHADAP KARAKTERISTIK MIKROKAPSUL OLEORESIN JAHE

Oleh DESMAWARNI F34103005

2007 DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

Persembahan untuk ibunda... The Greatest mother all over the world..

2

RIWAYAT HIDUP Desmawarni dilahirkan pada tanggal 3 Desember 1985 di Jambi. Anak ketiga dari tiga bersaudara dari hasil kolaborasi hebat M.Syari (Alm) dan Salimah. Pada tahun 2003 lulus dari Sekolah Menengah Umum Negeri 3 Kota Jambi dan melanjutkan studinya di Institut Pertanian Bogor. Melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI), penulis diterima pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama di bangku kuliah penulis pernah menjadi anggota Dewan Keluarga Masjid Al-Hurriyah pada tahun 2003-2004. Pada tahun selanjutnya penulis dipercaya menjabat sebagai Pimpinan Perusahaan Buletin Mind, Himalogin. Pada tahun 2005-2006 penulis berkesempatan untuk berperan aktif sebagai staff Departemen Public Relation, Biro Infokom, Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri dan di tahun yang sama penulis kembali dipercaya sebagai Pimpinan Umum Buletin Mind. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Gambar Teknik pada tahun 2005-2006 dan asisten praktikum Peralatan Industri pada tahun 2006-2007. Selain itu penulis juga mendapatkan beberapa beasiswa diantaranya dari YAAB-ORBIT Pusat pada tahun 2003-2005, PPA pada tahun 2005-2007 dan Yayasan GOODWILL Internasional pada tahun 2007. Kegiatan praktek lapangan penulis dilakukan di Perusahaan Gula Redjosarie, Magetan dengan fokus bidang produksi dan pengawasan mutu gula pasir. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Komposisi Bahan Penyalut dan Kondisi Spray Drying Terhadap Karakteristik Mikrokapsul Oleoresin Jahe di bawah bimbingan Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, MSc dan Dr. Ir. Sri Yuliani, MT.

3

PENGARUH KOMPOSISI BAHAN PENYALUT DAN KONDISI SPRAY DRYING TERHADAP KARAKTERISTIK MIKROKAPSUL OLEORESIN JAHE

Oleh: DESMAWARNI F34103005

SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mendapatkan Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

4

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENGARUH KOMPOSISI BAHAN PENYALUT DAN KONDISI SPRAY DRYING TERHADAP KARAKTERISTIK MIKROKAPSUL OLEORESIN JAHE

SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh: DESMAWARNI F34103005 Dilahirkan pada tanggal 3 Desember 1985 di Jambi Tanggal lulus: September 2007

Menyetujui, Bogor, September 2007

Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, MSc Pembimbing I

Dr. Ir. Sri Yuliani, MT Pembimbing II

5

SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul Pengaruh Komposisi Bahan Penyalut dan Kondisi Spray Drying Terhadap Karakteristik Mikrokapsul Oleoresin Jahe adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor,

September 2007

DESMAWARNI F34103005

6

KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrahiim, Puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa atas berkah dan rahmatnya yang tidak pernah meninggalkan penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan judul Pengaruh Komposisi Bahan Penyalut dan Kondisi Spray Drying terhadap Karakteristik Mikrokapsul Oleoresin Jahe ini disusun melalui sebuah penelitian di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Cimanggu, Bogor. Ucapan terimakasih penulis tujukan kepada beberapa pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini antara lain adalah sebagai berikut; 1. Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, MSc. selaku dosen pembimbing utama yang senantiasa memberi saran, kritik, semangat, perhatian dan bimbingannya kepada penulis selama ini. 2. Dr. Ir. Sri Yuliani, MT. selaku dosen pembimbing penelitian di BB Litbang Pascapanen yang senantiasa memberi saran, kritik, semangat, perhatian dan bimbingannya kepada penulis selama ini. 3. Dr. Ir. Endang Warsiki, MT. selaku dosen penguji yang banyak memberikan saran dan kritik terhadap kesempurnaan penulisan ini. 4. Ayahanda yang telah berada disisi-Nya, Ibunda, ayuk dan abang serta Rafiku atas perhatian, semangat, dukungan lahir batin, cinta, doa dan kasih sayang yang tak pernah ada habisnya buat penulis. 5. Seluruh staf dan para laboran Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor (Pak Adom, Pak Tri, Pak Yudi, Bu Pia, Mbak Meli, Mbak Dewi, Mbak Lina, Dani, Pak Danu) yang telah membantu penulis selama melakukan penelitian. 6. Teman TINers seperjuangan dan sependeritaan di lab BB Litbang Pascapanen (Mayang, Amet, Windi, Widia, Diani, Ariza, Niken, Riri, Syahrian, Dina) atas kesabarannya, kerjasamanya dan motivasinya bagi penulis yang begitu berarti. 7. Teman sebimbingan Mona dan Ika serta teman setim penelitian Mei dan Dira atas bantuan dan kebersamaannya selama ini.

7

8. Girls Power yang selalu membuat hidup penulis berwarna selama ini, Umum, Mamin, Mangnyang, Yu2, Ndah, Ne2y, Ndi, Anna, Dike, Bunda, Mee-foe, Er2, D3, D-Viem, Be the best always Girls! 9. Teman dan sekaligus saudara-saudara di Boncu dan Wisma rahayu (Tati, Ani, Arda, Fitri, Nur, Lita, Inggit, Lintang, Tina dan kawan-kawan). 10. Keluarga besar TIN 40, yang telah mengajarkan banyak hal kepada penulis. Tempat dimana penulis belajar menuntut ilmu, mengenal teman, sahabat, saudara, musuh, dan cinta. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna, karena itu kritik dan saran untuk perbaikan skripsi ini sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi yang membacanya. Bogor, September 2007

Penulis

8

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR.............................................................................. DAFTAR ISI............................................................................................. DAFTAR TABEL.................................................................................... DAFTAR GAMBAR................................................................................ DAFTAR LAMPIRAN............................................................................ I. PENDAHULUAN............................................................................... A. Latar belakang.............................................................................. B. Tujuan........................................................................................... II. TINJAUAN PUSTAKA..................................................................... A. Jahe............................................................................................... B. Oleoresin jahe................................................................................. C. Minyak atsiri jahe........................................................................ D. Mikroenkapsulasi........................................................................... E. Spray drying................................................................................... F. BAHAN PENYALUT.................................................................. III. METODOLOGI................................................................................ A. Bahan dan alat............................................................................... B. Metode penelitian 1. Ekstraksi oleoresin................................................................... 2. Penelitian pendahuluan............................................................ 3. Penelitian utama....................................................................... IV. HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................... 1. Ekstraksi oleoresin......................................................................... 2. Penelitian pendahuluan.................................................................. 3. Penelitian utama............................................................................. A. Mikrokapsul dengan berbagai komposisi bahan 30 31 33 penyalut.................................................................................. 1. Total volatile oil dan oil retention..................................... 2. Surface oil......................................................................... iii v vii viii ix 1 1 3 4 4 5 8 8 11 14 19 19 19 19 20 21 25 25 27 30

9

3. Aktifitas air (aw) mikrokapsul.... 4. Kadar air............................................................................. 5. Kelarutan dalam air............................................................ B. Pengaruh kondisi pengeringan terhadap komposisi bahan penyalut terpilih...................................................................... 1. Total volatile oil dan oil retention..................................... 2. Surface oil.......................................................................... 3. Aktifitas air (aw) mikrokapsul 4. Kadar air............................................................................. 5. Kelarutan dalam air............................................................ 6. Struktur bentuk dan ukuran dengan SEM.......................... 7. Profil komponen dengan GCMS........................................ V. KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................... DAFTAR PUSTAKA............................................................................... LAMPIRAN..............................................................................................

36 37 39 40 41 42 45 47 48 49 52 53 55 59

10

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Mutu jahe dari berbagai daerah.......................................... Jenis bahan penyalut proses mikroenkapsulasi.................. Komposisi bahan penyalut................................................. Karakteristik oleoresin jahe... Komposisi bahan penyalut (konsentrasi 20%) dan Viskositasnya (cps)............................................................ Hasil pengujian larutan bahan penyalut pada beberapa kondisi spray drying.......................................................... Total volatile oil dan oil retention mikrokapsul pada variasi suhu inlet dan laju alir umpan................................ 5 15 22 25 29 30 41

11

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Gambar 10. Gambar 11. Gambar 12. Gambar 13. Gambar 14. Gambar 15. Gambar 16. Gambar 17. Struktur kimia gingerol, zingerone, dan shagaol.................. Proses pengeringan pada spray dryer................................... Diagram alir ekstraksi oleoresin........................................... Diagram alir proses mikroenkapsulasi penelitian tahap 2.... Hubungan antara viskositas bahan penyalut dengan konsentrasi penyalut dalam larutan...................................... Total volatile oil mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut................................................................................. Oil retention mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut... Nilai surface oil mikrokapsul dengan variasi komposisi bahan penyalut...................................................................... Nilai aw mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut... Kadar air mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut......... Nilai kelarutan dalam air dari variasi komposisi penyalut.... Surface oil mikrokapsul dengan variasi suhu inlet dan laju alir umpan............................................................................. Nilai aw mikrokapsul dengan variasi suhu inlet dan laju alir bahan..................................................................................... Proses hidrasi, awal collaps, dan full collaps pada produk flavor terenkapsulasi............................................................. Kadar air mikrokapsul dengan variasi suhu inlet dan laju alir umpan............................................................................. Kelarutan dalam air mikrokapsul dengan dengan variasi suhu inlet dan laju alir bahan................................................ Morfologi mikrokapsul MSc (suhu 170C/15ml/menit) dengan menggunakan SEM (20kv, perbesaran 100X (kiri) 6 13 20 24 28 31 33 34 37 38 39 42 45 46 47 48 49

12

dan1500X (kanan))............................................................... Gambar 18. Gambar 19. Morfologi mikrokapsul MG dengan menggunakan SEM (20kv, perbesaran 100X (kiri) dan1500X (kanan)).............. Morfologi mikrokapsul MSc (suhu 190C dan 15ml/menit) dengan menggunakan SEM (20kv, perbesaran 100X (kiri) dan1500X (kanan))............................................................... Morfologi mikrokapsul MSc (suhu 190C dan 15ml/menit,kiri) dan MG (kanan) dengan menggunakan SEM (20kv, perbesaran 1500X)........................................... 50 50

Gambar 20.

51

13

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Lampiran 2. Lampiran 3. Lampiran 4. Lampiran 5. Lampiran 6. Lampiran 7. Lampiran 8. Lampiran 9. Lampiran 10. Lampiran 11. Lampiran 12. Lampiran 13. Lampiran 14. Lampiran 15. Lampiran 16. Analisis oleoresin......................................................... Analisis mikrokapsul.................................................... Gambar sampel oleoresin dan mikrokapsul................. Data kadar air mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut......................................................................... Data nilai aw mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut......................................................................... Data surface oil produk mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut.............................................................. Data total volatile oil produk mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut.................................................. Data oil retention produk mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut.............................................................. Data nilai kelarutan dalam air mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut.................................................. Data kadar air mikrokapsul dengan variasi kondisi spray drying.................................................................. Data nilai aw mikrokapsul dengan variasi kondisi spray drying.................................................................. Data surface oil mikrokapsul dengan variasi kondisi spray drying.................................................................. Data total volatile oil mikrokapsul dengan variasi kondisi spray drying..................................................... Data oil retention mikrokapsul dengan variasi kondisi spray drying Data analisa keragaman kelarutan dalam air variasi kondisi spray drying..................................................... Data identifikasi GCMS pada minyak atsiri................. 60 62 65 66 67 68 69 70 71 72 74 76 78 79 80 81

14

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG Jahe (Zingiber officinale) memiliki ruang lingkup penggunaan yang cukup luas. Rimpang jahe antara lain digunakan untuk bumbu masak, pemberi aroma dan rasa pada makanan dan minuman, dan juga dimanfaatkan sebagai bahan obat tradisional maupun obat-obatan modern. Semakin luas penggunaan jahe dalam industri akan semakin meningkatkan permintaan akan jahe setiap tahunnya. Indonesia merupakan salah satu negara pengekspor jahe. Ekspor jahe Indonesia rata-rata meningkat 32.75 % per tahun sedangkan pangsa pasar jahe Indonesia terhadap pasar dunia 0,8 % (Depprind, 2005). Walaupun volume ekspor jahe cukup tinggi, tetapi sebagian besar ekspor jahe masih dalam bentuk bahan mentah (rimpang jahe segar) dan setengah jadi (jahe asinan dan jahe kering), sedangkan dalam bentuk yang diolah (produk jadi) sangatlah sedikit. Salah satu bentuk olahan jahe yang sangat disukai industri pangan dan obat-obatan di dunia adalah oleoresin. Nilai ekonomis oleoresin diprediksi mencapai lima kali lebih tinggi dibandingkan nilai jahe segar dengan kekuatan flavor 28 kali lebih kuat dibandingkan jahe segar (Purseglove, 1981). Oleoresin memiliki beberapa keunggulan lain diantaranya adalah (1) dapat menanggulangi masalah kontaminasi mikroba; (2) mengurangi volume dan berat sehingga mengurangi biaya transportasi; (3) memudahkan pengolahan sehingga lebih praktis dalam pembuatan bumbu masak dan produk-produk pangan; (4) menyeragamkan keawetan dan kelezatan; (5) menghindari pemalsuan yang sering terjadi pada rempah-rempah (dengan penambahan kayu dan daun); (6) memungkinkan standarisasi kekuatan flavor; (7) mengandung antioksidan alami; serta (8) memiliki waktu simpan yang lama pada kondisi yang ideal (Djubaedah, 1986; Sudibyo, 1989). Dibalik keunggulan-keunggulan tersebut bentuk olahan jahe berupa oleoresin ini memiliki beberapa kelemahan. Konsistensinya yang lengket dan

15

kental mempersulit penanganan bahan dalam aplikasi di industri sedangkan penggunaannya di industri hanya dalam konsentrasi yang rendah. Disamping itu, perubahan kimia dan organoleptik yang bersifat destruktif juga dapat terjadi pada oleoresin selama penyimpanan. Untuk itu diperlukan suatu cara agar diperoleh bentuk olahan yang lebih mudah ditangani dan juga dapat melindungi mutu bahan aktif yang terdapat di dalam oleoresin. Mikroenkapsulasi dapat menjadi salah satu alternatif penyelesaian masalahmasalah di atas. Radwick et al. (2002) mendefinisikan mikroenkapsulasi merupakan proses penyalutan suatu bahan aktif baik itu padatan, cairan ataupun gas dalam sebuah bahan polimer penyalut. Mikroenkapsulasi dilakukan untuk melindungi komponen flavor (oleoresin) dari perubahan destruktif dan dapat meningkatkan stabilitas komponen flavor, serta mengubahnya menjadi bubuk free-flowing sehingga dapat menekan kerugian selama penyimpanan dan pendistribusian. Pada penelitian ini dilakukan mikroenkapsulasi oleoresin jahe dengan metode spray drying. Bahan penyalut yang akan digunakan adalah gum arab, maltodekstrin dan natrium kaseinat. Penelitian enkapsulasi flavor dengan menggunakan gum arab telah banyak dilakukan. Krishnan et al. (2005) juga telah melakukan penelitian menggunakan gum arab, maltodekstrin dan pati termodifikasi yang telah komersil (Hi-cap) sebagai bahan penyalut enkapsulasi oleoresin kapulaga. Kemudian Sootitanwat et al. (2003) menggunakan kombinasi maltodekstrin dan gum arab sebagai bahan penyalut d-limonen, begitu pula Thevenet (1988) menggunakan kombinasi gum arab dan maltodekstrin sebagai minyak jeruk. Hasil penelitian terdahulu ini menunjukkan bahwa kombinasi bahan penyalut gum arab dan maltodekstrin lebih efektif melindungi bahan aktif dibandingkan dengan bahan penyalut lainnya. Gum arab memiliki kemampuan retensi yang tinggi dengan sifat emulsifikasi yang baik sedangkan maltodekstrin tidak memiliki kemampuan emulsifikasi namun dapat menurunkan viskositas emulsi dan memiliki ketahanan oksidasi yang tinggi. Maltodekstrin juga mudah diperoleh dan terjangkau dari segi biaya. penyalut

16

Sebaliknya penggunaan gum arab cukup berkendala dikarenakan harganya yang mahal dan persediaan terbatas (Trubiano et al., 1988). Oleh karena itu diperlukan adanya bahan penyalut pengganti gum arab atau bahan pendamping gum arab yang dapat digunakan sebagai campuran bahan penyalut yang lebih efektif dengan kemampuan emulsifikasi yang lebih baik daripada penggunaan gum arab murni. Natrium kaseinat adalah salah satu jenis protein susu yang potensial sebagai bahan penyalut. Keunggulan bahan ini yaitu sifat emulsifikasinya yang sangat baik sehingga bahan aktif atau flavor dapat tersaluti dengan lebih baik di dalam bahan penyalut. Banyak penelitian telah menelaah penggunaan natrium kaseinat sebagai penyalut. Pada penelitian minyak jeruk, retensi flavor yang diperoleh tinggi dengan kadar minyak pada permukaan yang rendah (Kim dan Morr, 1996). Faktor lain yang menentukan keberhasilan mikroenkapsulasi dengan metode spray drying adalah kondisi spray drying (suhu inlet dan laju alir umpan). Ketidaksesuaian kondisi pengeringan dengan kestabilan bahan penyalut terhadap panas dapat menyebabkan penurunan retensi dan kerusakan struktur mikrokapsul.

B. TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Mempelajari pengaruh komposisi bahan penyalut (tiga jenis bahan penyalut yakni gum arab, maltodekstrin dan natrium kaseinat dalam beberapa komposisi) terhadap karakteristik mikrokapsul yang dihasilkan meliputi nilai total volatile oil, surface oil, oil retention, nilai aw dan kadar air, struktur mikrokapsul, serta kelarutan mikrokapsul tersebut dalam air. 2. Mempelajari pengaruh kondisi spray drying (laju alir umpan dan suhu inlet) terhadap karakteristik mikrokapsul yang dihasilkan.

17

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. JAHE Jahe merupakan tanaman herba tahunan yang termasuk ke dalam Divisi Spermatopyhta, Kelas Angiospermae, Subkelas Monocotyledone, Famili Zingiber, Species Zingiber officinale. Kata Zingiber sendiri berasal dari bahasa Sanskerta singibera yang berarti berbentuk tanduk karena bentuk percabangan rimpangnya yang mirip bentuk percabangan tanduk rusa, sedangkan officinale yang berarti digunakan dalam farmasi atau pengobatan (Jansen, 1981). Bagian jahe yang banyak dimanfaatkan adalah rimpangnya. Rimpang atau rhizoma jahe merupakan batang yang tumbuh dalam tanah dan dipanen jika batangnya berubah warna dari hijau menjadi kuning dan kering (umur 910 bulan) atau sampai warna agak cokelat (umur 12 bulan). Bentuk rimpang jahe bercabang-cabang tidak teratur dengan daging berwarna kuning atau jingga, berserat dan berbau harum. Panjang rimpang mencapai 7-15 cm dengan lebar 3-6 cm dan tebal 1-2 cm (Koswara, 1995). Menurut Burkill (1935), jahe dikelompokkan menjadi dua macam berdasarkan ukuran rimpangnya, yaitu jahe besar dan jahe kecil, sedangkan berdasarkan warna dikenal dua macam jahe, yaitu jahe merah dan jahe putih. Di Indonesia jahe dikelompokkan menjadi tiga klon jahe berdasarkan ukuran dan warna rimpang yaitu jahe putih besar, jahe merah dan jahe putih kecil. Di Jawa Barat jahe putih besar dikenal dengan nama jahe badak atau jahe gajah, jahe merah dikenal dengan nama jahe sunti dan jahe putih kecil dikenal dengan nama jahe emprit. Jahe emprit berwarna putih sampai kuning, mempunyai rimpang relatif kecil, rasa lebih pedas, kandungan minyak atsiri yang lebih tinggi dibandingkan dengan jahe badak dan lebih rendah bila dibandingkan dengan jahe sunti. Jahe emprit terutama digunakan untuk bumbu dapur dan bahan baku minyak atsiri serta oleoresin. Kandungan minyak atsiri pada jahe adalah 1.5-3.5% berdasarkan berat kering (dry basis). Jahe kering yang diolah

18

menjadi minyak atsiri dan oleoresin berasal dari jahe yang sudah tua, yang dipanen pada umur 9 bulan atau lebih (Yuliani et al., 1991). Tabel 1 dibawah ini akan memperlihatkan mutu jahe dari berbagai daerah dan standar mutu perdagangan. Dari tabel terlihat jahe merah memiliki kadar minyak atsiri tertinggi, dan jahe putih besar memiliki kadar atsiri terendah. Tabel 1. Mutu jahe dari berbagai daerah Jenis Daerah asal Kadar air (%) 6.70 12.6 10.6 11.8 8.60 13.9 19.4 12.2 6.50 7.80 12.0 Kadar minyak atsiri (ml/100gr) 2.14 3.05 3.22 2.71 1.12 1.62 2.12 1.60 3.92 3.96 1.50 Kadar abu (%) 10.5 7.20 8.90 7.80 9.70 6.60 9.00 15.9 7.40 8.00

Jahe putih kecil Bengkulu Jahe putih kecil Sukabumi Jahe putih kecil Cipanas Jahe putih kecil Bali Jahe putih besar Bogor Jahe putih besar Cianjur Jahe kuning Jambi Jahe kuning Madiun Jahe merah Bengkulu Jahe merah Kalimantan Standar Perdagangan Sumber : Koswara (1995) B. OLEORESIN JAHE

Oleoresin adalah gabungan dari resin dan minyak atsiri. Oleoresin dapat diperoleh dari ekstraksi bagian tanaman tertentu dengan mempergunakan pelarut organik misalnya oleoresin dari rempah-rempah. Oleoresin berbentuk padat atau semi padat dan biasanya konsistensinya lengket. Selain mengandung resin dan minyak atsiri, oleoresin juga mengandung bahan lain seperti senyawa aromatik, zat warna, vitamin, dan lainnya yang penting dari rempah tersebut (Whitteley et al., 1952). Bentuk oleoresin jahe berupa cairan pekat berwarna coklat tua dan mengandung minyak atsiri 15-35% (Koswara, 1995). Secara umum, oleoresin jahe tersusun oleh komponen-komponen gingerol dan zingerone yang merupakan senyawa fenol dan ketofenol, shogaol (senyawa homolog zingerone), minyak atsiri dan resin. Kandungan oleoresin jahe segar antara 0,4-3,1%, tergantung umur panen dan tempat tumbuhnya.

19

Semakin tua umur jahe, semakin besar kandungan oleoresinnya. Komposisi kuantitatif oleoresin jahe tergantung pada suhu dan jenis pelarut, jenis jahe dan komposisi pelarut yang digunakan (Koswara, 1995). Menurut Purseglove (1981), komponen utama pemberi pedas adalah gingerol, yaitu 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-5-hydroxyalkan-3-one) yang merupakan deret homolog alkil keton. Senyawa ini mempunyai rantai cabang yang berbeda-beda panjangnya. Sesuai dengan jumlah atom C pada rantai cabangnya, dikenal (3)-, (4)-, (5)-, (6)-, (8)-, dan (10)-gingerol. Gingerol terdapat pada jahe yang masih segar. Dalam pengolahan dan bila dikeringkan, gingerol dapat berubah menjadi shogaol yaitu 1-(4-hidroksi-3-metoksi fenil)4-dekana-3-one yang merupakan senyawa dengan gugus beta tak jenuh. Gingerol dapat terdegradasi lebih lanjut menjadi zingerone dan aldehid pada suhu tinggi. Struktur kimia gingerol, zingerone, dan shogaol seperti yang terdapat pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur kimia gingerol, zingerone, dan shagaol (Darsana, 1995)

20

Oleoresin mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan bentuk olahan jahe lainnya, karena mempunyai rasa dan aroma seperti aslinya. Keunggulan oleoresin adalah (1) dapat menanggulangi masalah kontaminasi mikroba; (2) mengurangi volume dan berat sehingga mengurangi biaya transportasi; (3) meningkatkan nilai ekonomi jahe; (4) memudahkan pengolahan sehingga lebih praktis dalam pembuatan bumbu masak dan produk-produk pangan; (5) menyeragamkan keawetan dan kelezatan; (6) menghindari pemalsuan yang sering terjadi pada rempah-rempah (dengan penambahan kayu dan daun); (7) memungkinkan standarisasi kekuatan flavor; (8) mengandung antioksidan alami; serta (9) memiliki waktu simpan yang lama pada kondisi yang ideal (Djubaedah, 1986; Sudibyo, 1989). Menurut Farrel (1985) kelemahan oleoresin adalah (a) flavor-nya bervariasi tergantung dari flavor rempah aslinya dan jenis pelarut yang digunakan; (b) wujudnya berupa cairan kental sampai semipadat sehingga sulit ditangani dan dicampurkan pada makanan tanpa pemanasan; (c) mengandung tanin kecuali bila diperlakukan secara khusus. Oleoresin diperoleh dengan cara mengekstrak rempah-rempah dengan menggunakan pelarut organik tertentu. Bahan rempah-rempah berbentuk bubuk halus dicampur dengan pelarut dan diekstraksi. Larutan dipisahkan dengan penyaringan pelarut dan pelarutnya disuling. Oleoresin yang dihasilkan mengandung aroma dan flavor (Djubaedah, 1986). Persiapan bahan baku mencakup pengeringan bahan sampai kadar air tertentu dan penggilingan, yang dimaksudkan untuk mempermudah proses ekstraksi yang akan dilakukan. Kadar air yang tinggi akan menyebabkan oleoresin yang terekstrak mengandung komponen larut air seperti pati dan gula sehingga menyebabkan perubahan aroma dan rasa (Purseglove et al., 1981). Menurut Djubaedah (1986), perlakuan terbaik dalam ekstraksi oleoresin jahe adalah ekstraksi bertahap dengan cara perkolasi pada suhu 40C, selama 2 jam dengan pelarut etanol. Partikel berukuran 30-40 mesh sudah cukup sesuai untuk ekstraksi. Derajat kehalusan lebih dari 40 mesh tidak menaikkan

21

daya ekstrak oleoresin dari bahan, karena minyak atsiri dapat menguap selama penggilingan. C. MINYAK ATSIRI JAHE Kandungan minyak atsiri merupakan salah satu kualitas yang sering diujikan pada oleoresin rempah-rempah, karena sebagian besar rempahrempah digunakan terutama karena kandungan minyak volatil yang sangat menentukan flavornya. Jumlah minyak atsiri yang dalam oleoresin mempengaruhi kualitas oleoresin. Semakin banyak kandungan minyak atsiri dalam oleoresin maka kualitas oleoresin semakin baik (Sutianik, 1999). Menurut Purseglove (1981), minyak atsiri mengandung komponen volatil diantaranya adalah komponen seskuiterpen dan monoterpen. Sesquiterpen pada jahe terdiri dari seskuiterpen hidrokarbon dan alkohol. Seskuiterpen hidrokarbon terdiri dari alpha-zingiberen, beta-zingiberen, kurkumin, beta-bisabolen, beta-farnesen, beta-seskuiphelandren, dan seskuitujen. Seskuiterpen alkohol terdiri dari zingiberol (cis-beta-eudesmoldan trans-beta-eudesmol), nerediol, cis-beta-seskuiphelandrol, cis-sabinen. Monoterpen pada jahe antara lain d-champen, 4-3-karen, p-simen, mirsen, dbeta-phelandren, alphapinen, dan sabinen. Pada golongan teroksidasi teridentifikasi d-borneol, bornil asetat, 1-8-sineol, sitral, sistronelil asetat, geraniol dan linalool. D. MIKROENKAPSULASI Mikroenkapsulasi adalah proses penyalutan atau pembungkusan suatu bahan baik itu padatan, cairan ataupun gas dalam sebuah bahan polimer penyalut (Radwick et al., 2002). Bahan yang disalut tersebut umumnya disebut sebagai bahanbahan inti atau bahan aktif. Struktur yang meyelimuti bahan inti disebut dinding, film pelindung atau penyalut yang berguna melindungi inti dari kerusakan dan pelepasan inti dari penyalut (Young et al., 1993). Menurut Balasa dan Fanger (1971), ukuran mikrokapsul dapat berkisar dari 0.2-5000m dan memiliki beragam bentuk. Sedangkan King (1995) menyatakan bahwa, apabila ukuran partikel >5000m disebut makrokapsul,

22

ukuran partikel antara 0.2-5000m disebut mikrokapsul, dan apabila ukuran partikelnya antara Fcrit)Lampiran 6b. Uji lanjut Duncan terhadap nilai kadar air (Alpha = 5%)

Komposisi Penyalut Duncan(a,b)

Kelompok 1 2 (B)2,30 (B)2,55

MSc (A)1,54 MG MGSc Berada pada subset yang sama berarti tidak berbeda nyata.

Lampiran 7a. Hasil analisis keragaman aw mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut

ANOVA Source of Variation SS df MS F P-value F crit Komposisi Penyalut 0,006561 2 0,00328 26,12655 0,001093 5,143253 Eror 0,000753 6 0,000126 Total 0,007314 8 Komposisi penyalut memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai aw mikrokapsul (FHit >F crit).Lampiran 7b. Uji lanjut Duncan terhadap nilai aw (Alpha = 5%)

Duncan(a,b)

Subset Komposisi Penyalut 1 MSc 0,314 (A) MG MGSC

2 0,361 (B) 0,377 (B)

Berada pada subset yang sama berarti tidak berbeda nyata.Lampiran 8a. Hasil analisis keragaman surface oil mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut

ANOVA Source of Variation Komposisi Penyalut Eror

SS0,244206 0,007495

df2 6

MS0,122103 0,001249

P-value F crit 2,64E05 5,143253 97,7474

F

Total 0,251701 8 Komposisi penyalut memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai surface oil mikrokapsul (FHit >F crit).Lampiran 8b. Uji lanjut Duncan terhadap surface oil (alpha=5%)

Komposisi_Penyalut Duncan(a,b)

1 3 MSC 0,1522 MGSC 0,2746 MG 0,5463 Berada pada subset yang sama berarti tidak berbeda nyata.Lampiran 9a. Hasil analisis keragaman total volatile oil mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut

Subset 2

ANOVA Source of Variation SS df MS Fhit P-value F crit Komposisi Penyalut 0,293283 2 0,146641 20,17354 0,00217 5,143253 Eror 0,043614 6 0,007269 Total 0,336897 8 Komposisi penyalut memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai total volatile

oil mikrokapsul (FHit >F crit).Lampiran 9b. Uji Lanjut Duncan terhadap total volatile oil (alpha :5%)

Komposisi Penyalut Duncan(a,b) MSC MGSC MG 1 1,75

Subset 2 1,93

3 2,19

2

Lampiran 10a. Hasil analisis keragaman oil retention mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut

ANOVA Source of Variation SS df MS FHit P-value F crit Komposisi Penyalut 518,2381 2 259,119 20,15494 0,002175 5,143253 Eror 77,13813 6 12,85636 Total 595,3762 8 Komposisi penyalut memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai oil retention mikrokapsul (FHit >F crit).Lampiran 10b. Uji lanjut Duncan terhadap oil retention (alpha :5%)

Komposisi_Penyalut 1 Duncan(a,b) MSC MGSC MG Berada pada subset yang sama berarti tidak berbeda nyata. 73,7

Subset 2 81,0

3

92,2

Lampiran 11a. Hasil analisis keragaman kelarutan dalam air mikrokapsul dengan variasi bahan penyalut

ANOVA Source of Variation SS df Komposisi Penyalut 4,266422 Eror 0,442333 Total 4,708756 Komposisi penyalut memberikan dalam air (FHit >F crit).

MS

FHit

P-value

F crit

2 2,133211 28,9358 0,000829 5,143253 6 0,073722 8 pengaruh yang nyata terhadap nilai kelarutan

Lampiran 11b. Uji lanjut Duncan terhadap kelarutan dalam air

Komposisi Penyalut Duncan(a,b) 1 94,16

Subset 2 3

MSc MGSc 94,77 MG Berada pada subset yang sama berarti tidak berbeda nyata.

95,83

3

Lampiran 12a. Hasil analisis keragaman kadar air mikrokapsul variasi kondisi spray drying

ANOVA Source of Variation SS df MS F P-value F crit Suhu Inlet 3,532969 3 1,177656 77,70103 2,94E-06 4,066181 Laju alir 2,520156 1 2,520156 166,2784 1,24E-06 5,317655 Interaksi 0,292969 3 0,097656 6,443299 0,015804 4,066181 Eror 0,12125 8 0,015156 Total 6,467344 15 Perlakuan suhu inlet, laju alir dan interaksinya memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kadar air mikrokapsul (FHit >F crit).Lampiran 12b. Uji lanjut Duncan kadar airAlpha =0,05

Suhu_inlet Duncan(a,b) 190 180 170 160 1 1,875 2,075

Subset 2 2,325

3

3,113

Lampiran 13a. Hasil analisis keragaman aw mikrokapsul variasi kondisi spray drying

ANOVA Source of Variation SS df MS F P-value F crit Suhu Inlet 0,024283 3 0,008094 520,1111 1,66E-09 4,066181 Laju alir 0,017096 1 0,017096 1098,51 7,49E-10 5,317655 Interaksi 0,002069 3 0,00069 44,31995 2,49E-05 4,066181 Eror 0,000125 8 1,56E-05 Total 0,043572 15 Perlakuan suhu inlet, laju alir dan interaksinya memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai aw mikrokapsul (FHit >F crit).Lampiran 13b. Uji lanjut Duncan aw (alpha =5%)

Suhu Inlet Duncan(a,b) 190 180 170 160 1 0,314 2

Subset 3 0,354 0,418 4 0,334

Berada pada subset yang sama berarti tidak berbeda nyata.

4

Lampiran 14a. Hasil analisis keragaman surface oil variasi kondisi spray drying

ANOVA Source of Variation SS df MS F P-value F crit Suhu Inlet 0,001344 3 0,000448 14,9047 0,001224 4,066181 Laju Alir 0,000467 1 0,000467 15,51773 0,0043 5,317655 Interaksi 9,16E-05 3 3,05E-05 1,015258 0,43516 4,066181 Eror 0,000241 8 3,01E-05 Total 0,002143 15 Perlakuan suhu inlet, laju alir memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai Surface Oil mikrokapsul (FHit >F crit).

Lampiran 14b. Uji lanjut Duncan Surface_Oil ( Alpha =5%)

Suhu_Inlet Duncan(a,b)

Subset

1 2 190 0,1629 180 0,1632 170 0,1656 160 0,1849 Berada pada subset yang sama berarti tidak berbeda nyata.

Lampiran 15. Hasil analisa keragaman kelarutan dalam air variasi kondisi spray drying

ANOVA Source of Variation Suhu Inlet Laju Alir Interaksi Eror

SS 0,58535 0,093025 0,192925 0,9637

df3 1 3 8

MS FHit P-value F crit 0,195117 1,61973 0,260027 4,066181 0,093025 0,772232 0,405148 5,317655 0,064308 0,533845 0,671867 4,066181 0,120462

Total 1,835 15 Perlakuan suhu inlet dan laju alir tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kelarutan dalam air (Fhit