BAB I

PENDAHULUAN

I.1. LatarBelakang

Umumnya warna merupakan hal yang penting dalam mempertimbangkan

pemilihan produk salah satunya produk pangan. Penambahan warna pada produk

pangan menambah daya tarik serta dapat menunjukkan cita rasa makanan.

Olehkarenaitu, zatwarnamakananditambahkanpadabanyakprodukpangan.

Zat warna dapat digolongkan ke dalam empat golongan yaitu zat warna

sintesis,zat warna yang dibuat mirip dengan bahan pewarna alami,zat warna

anorganik,dan zat warna alami. (Mortensen, 2006)

Perkembangan industri pengolahan pangan dan tebatasnya jumlah serta

mutu zat pewarna alami menyebabkan penggunaan zat warna sintetik marak

digunakan sebagai pewarna pangan.Zat pewarna sintetik memang terbukti lebih

murah sehingga lebih menguntungkan dari segi ekonomis.Namun penggunaan

pewarna sintetik sebagai pewarna pangan berdampak negatif yaitu menyebabkan

gangguan kesehatan di dalam tubuh.Selain itu penggunaan zat warna sintetik

dapat menimbulkan pencemaran lingkungan.Oleh karena itu perlu adanya

alternatif untuk menggantikan zat pewarna sintetik yakni zat warna alami yang

lebih aman terhadap kesehatan dan lebih ramah lingkungan.

Zat warna alami adalahzatwarna yang diperoleh dari tumbuhan, hewan,

atau dari sumber-sumber mineral alam. Salah satu sumber zat warna alami adalah

kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis). Kulit buah naga

jenis super merah (Hylocereus costaricensis) seringkali hanya dibuang sebagai

sampah saja, maka berangkat dari hal tersebut perlu adanya upaya pemanfaatan

limbah sebagai zat warna alami.Kulit buah naga jenis super merah memiliki

pigmen warna merah yang kaya akan kandungan flavonoid (antosianin).Warna

yang dihasilkan pigmen antosianin antara lain merah, biru sampai keunguan

(Harborne,1987). Menurut Santi (2010), kulit buah naga super merah (Hylocereus

costaricensis) mengandung antosianin berjenis sianidin 3-rammosil glukosida 5-

glukosida yan memberikan warna merah

Penelitian lebih lanjut mengenai pewarna alami sebagai pengganti

pewarna sintetis perlu dilakukan .Tujuan dari penelitian ini mendapatkan kondisi

optimum ekstraksi antosianin kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus

costaricensis) pada berbagai kondisi untuk memperoleh ketahanan zat warna.

I.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian sebelumnya kulit buah naga super merah (Hylocereus

costaricensis) berpotensi untuk menjadi pewarna alami karena memiliki

kandungan utama antosianin. Sehingga rumusan masalah dari penelitian ini

adalah:

1. Bagaimana kondisi operasi optimum ekstraksi antosianin darikulit buah naga

jenis super merah (Hylocereus costaricensis) menghasilkan kadar antosianin

maksimal dengan variabel suhu, jenis pelarut, kecepatan pengadukan, serta

perbandingan pelarut dan bahan?

2. Apakah zat warna antosianin dari kulit buah naga jenis super merah

(Hylocereus costaricensis) memiliki warna stabil?

I.3. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan kondisi operasi optimum

ekstraksi antosianin dari kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus

costaricensis) dan menguji kestabilannya.

I.4.Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Bagi mahasiswa, memberikan pengetahuan dan wawasan untuk melakukan

serangkaian kegiatan/percobaan ekstraksi zat warna alami dari kulit buah

naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) dengan metodologi

penelitian.

b. Bagi masyarakat, memberikan informasi untuk memanfaatkan limbah dari

buah naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) yaitu kulit buah

naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) sebagai alternative

pewarna alami untuk makanan yang aman dikonsumsi serta mengurangi

dampak pencemaran lingkungan

c. Bagi institusi, memberikan alternatif teknologi pilihan untuk pengolahan

kulit buah naga super merah (Hylocereus costaricensis) sebagai zat warna

alami.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. ZatWarnaAlami

Zat warna alami merupakan zat warna yang berasal dari bahan-bahan alami

seperti ekstrak tumbuhan atau hewan. Zat warna alami telah digunakan sejak

zaman dahulu untuk berbagai keperluan, salah satunya untuk meningkatkan daya

tarik dan cita rasa suatu produk pangan.Pada umumnya pewarna alami aman

digunakan meskipun dalam jumlah yang cukup besar sekalipun, berbeda dengan

pewarna sintetik yang diatur penggunaannya.Masyarakat menilai bahwa zat warna

alami cenderung mahal, padahal tidak semahal yang diperkirakan dan juga mudah

cara pembuatannya. Oleh karena itu, penggunaan pewarna alami sangatlah

dianjurkan.

II.2. Hylocereuscostaricensis

Buahnaga (Inggris: pitaya)

adalahbuahdaribeberapajeniskaktusdarimargaHylocereusdanSelenicereus.

BuahiniberasaldariMeksiko, Amerika Tengah danAmerika Selatan

namunsekarangjugadibudidayakan di negara-negara Asia seperti Taiwan,

Vietnam, Filipina, Indonesia dan Malaysia. Buahinijugadapatditemui di Okinawa,

Israel, Australia utaradanTiongkokselatan (Wikipedia.com)

Gambar 1 Bu ah Hylocereus costaricensis

Hylocereus costaricensis adalah spesiesbuahnaga yang

biasadikenaldenganbuahnaga super merahdimana batangnya seperti memiliki

lapisan lilin dan bunga-bunga yang hampir sama dengan H.Polyrhizus, buahnya

berwarnamerahtua (diameter: 10 –15 cm; Berat: 250-600 g) berbentuk oval

dengan bervariasi ukuran; memiliki daging berwarna merah keunguan dengan

banyak biji hitam kecil,tekstur daging segar dan rasanya enak (Vaillant F., Perez

A., Davila I., Dornier M., Reynes M., Colorant and antioxidant properties of red

pitahaya (Hylocereus sp.), Fruits 60 (2005) 17.)

Kulitbuahnaga yang mempunyaiberat 30-35% dariberatbuahbuah.

Sangatdisayangkankarenakulitbuahnaga yang kaya

polifenoldanantioksidaninibelumbanyakdimanfaatkan (Wahyuni, R., 2011).

Kandunganpolifenolpadakulitbuahnaga super

merahadalahantosianinberjenissianidin 3-ramnosil glukosida 5-glukosida. Kadar

antosianindalamkulitbuahnaga super merahsebesar 1,1 mg/100 ml (Saati, E.A,

2010)

II.3. Antosianin

Antosianinadalahpigmenalamilarut air yang

secaraalamiterdapatpadaberbagaijenistumbuhan,

salahsatunyapadakulitbuahnaga.Antosianinmerupakan sub-

tipesenyawaorganicdarikeluarga flavonoid,

danmerupakananggotakelompoksenyawa yang lebihbesaryaitupolifenol.(Vankar

et al., 2010).Flavonoid mengandungduacincinbenzen yang dihubungkanolehtiga

atom karbon (Tensiska, 2006).

Gambar2 RumusBangunAntosianin

Umumnyaantosianinlebihstabildalamkondisiasam, media bebasoksigen, di

dalamkondisisuhudingindangelap.(Nollet, 1996).

Kandungan total antosianinatauTotal Anthocyanin Concentration (TAC)

dalam mg/L padasampeldihitungdenganrumus:

TAC = A ×MW ×DF ×1000ε ×1

........................................................................(1)

Dengan A adalahabsorbansi, MW adalahberatmolekulantosianin/cy-3-glc

(449,2 g/gmol), DF merupakan factor pelarutan, danadalahextinction coefficient

bernilai 26.900 L/cm.moluntuk cyd-3-glu.

II.4. Ekstraksi

Ekstraksi adalah suatu istilah yang digunakan untuk setiap kegiatan, di mana

komponen-komponen pembentuk bahan berpindah ke dalam cairan lain (pelarut)

(Brown, 1950). Metode paling sederhana untuk mengekstraksi padatan adalah

mencampurkan seluruh bahan dengan pelarut, lalu memisahkan larutan dengan

padatan tidak terlarut.

Ekstraksijugadapatdiartikansebagai proses

pemisahanzatdaricampurannyadenganmenggunakanpelarut yang sesuai.

Berdasarkanbentukcampuran yang diekstrak,

ekstraksidibedakanmenjadiduamacam, yaituekstraksipadat-cair: campuran yang

diekstrakberbentukpadat, danekstraksicair-cair: cairan yang

diekstrakberbentukcair. Ekstraksipadat-cairseringdigunakanuntukmengisolasizat

yang terkandungpadabahanalami.

Ada beberapafaktor yang mempengaruhi proses ekstraksi, antara lain:

a. Jenispelarut

Pelarutadalahbendacairatau gas yang melarutkanbendapadat, cair, atau gas

yang menghasilkansebuahlarutan.Pelarutmerupakanfactorterpentingdalam

proses ekstraksi. Antosianinpadaumumnyamemilikicincinaromatik yang

polar.Olehkarenaitulebihmudahlarutdalampelarut yang

polar.Ekstraksimenggunakan air, asamorganik yang paling

efektifadalahasamasetat, asamsitrat, asamtartarat, danHCl (Vargas, 2000).

b. Ukuranbahan yang diekstraksi

Semakinkecilukuranbahanmakasemakinluasluaspermukaanbahantersebut. Hal

inimengakibatkankontakantarabahan yang

akandiekstrakdenganpelarutakansemakinbesar,

sehinggalajuperpindahanmassazatwarnakedalampelarutjugasemakinbesar.

c. Temperaturoperasi proses ekstraksi

Semakintinggitemperaturoperasi proses

ekstraksiakanberpengaruhpositifterhadap proses ekstraksi.

Dikarenakanadanyapeningkatankecepatandifusizatwarnakedalampelarut.Kelaru

tanzatwarna yang diekstraksi di

dalampelarutakanmeningkatbersamaandengankenaikansuhu, sehinggaekstrak

yang diperolehsemakinbesar.

Tetapiperludiperhatikanbahwapadapenelitianinizatdiekstrakadalahantosianin

yang tidakstabilterhadappemanasan, sehinggatemperatureharusdijaga agar

warnapigmenantosianintetapbagus.

d. Waktuekstraksi

Semakin lama

waktuekstraksimakaakanmemberikanhasilekstraklebihbesarkarenakontakantara

pelarutdanbahan yang diekstraksemakin lama.

Sehinggapelarutsemakindiperkayaolehsolute.

e.Rasiobahan yang diekstrakdanpelarut

Semakinbesarperbandinganpelarutterhadapbahan yang diekstrakmakahasil

yang diperolehsemakinbesar.Karenabahan yang

diekstrakakanlebihseringkontakdenganpelarut yang jumlahnyalebihsedikit.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1. AlatdanBahanPenelitian

1. Alat yang digunakan:

a. Rangkaian alat ekstraksi batch

Keterangan:

1. Motor pengaduk 6. Pemanas mantel

2. Statif 7. Air pendingin keluar

3. Pengaduk merkuri 8. Pendingin bola balik

4. Termometer 9. Klem

5. Labu leher tiga 10. Air pendingin masuk

Gambar 4 Rangkaian Alat Ekstraksi Batch

b. Spektrofotometer UV-Vis

c. Rotary Vacuum Evaporator

2. Bahan yang digunakan:

a. Kulit buah naga jenis super merah (Hylocereuscostaricensis)

b. Aquadest

c. Asam sitrat

d. Natrium sitrat

e. HCl

f. KCl

g.Natrium Asetat

h.H2O2

III.2. LOKASI

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia UNS.

III.3. CARA KERJA

III.2.1. Penentuan Kadar Air dalam Kulit buah naga jenis super merah

(Hylocereus costaricensis)

Kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus costaricensis) sebanyak

10 gram dikeringkan dalam oven hingga didapat berat kering yang konstan.

III.2.2. Ekstraksi Kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus

costaricensis)

1. Memotong kulit buah naga jenis super merah (Hylocereus

costaricensis) kecil- kecil.

2. Mengisi labu leher tiga dengan potongan kulit buah naga jenis super

merah (Hylocereus costaricensis) dan pelarut aquadest dengan variasi

perbandingan bahan dan pelarut 1:1.

3. Menyalakan pemanas mantel dan menjaga suhunya pada 60 0C.

4. Menyalakan motor pengaduk kecepatan pengadukan 300 rpm.

5. Mengambil sampel ekstrak setelah proses ekstraksi berjalan setiap 10

menitselama 1 jam sebanyak 1 mL untuk diuji absorbansinya

menggunakan spektrofotometer UV-Vis.

6. Menentukan kadar antosianin dari persamaan (2).

7. Mematikan pemanas mantel setelah proses ekstraksi selesai.

8. Memisahkan filtrat zat warna dari ampasnya.

9. Memekatkan filtrat zat warna dengan proses evaporasi.

10. Mengulangi langkah 1-9 untuk pelarut aquadest dan asam sitrat 10%

9:1,dan (ini apa ya gat )

11. Mengulangi langkah 1-9 untuk variasi temperatur: temperatur ruang,

400C,500C dan 700C.

12. Mengulangi langkah 1-9 untuk variasi rasio ba han dan pelarut: 1:2;

1:4;1:6; 1:8 dan 1:10.

III.2.3. Pembuatan larutan buffer

a. Larutan buffer pH 1

Larutan buffer pH 1 ini dibuat dengan cara mencampurkan larutan KCl

0,2 M dan larutan HCl 0,2 M. Larutan KCl 0,2 M dapat dibuat dengan

menimbang sebanyak 2,98 g KCl lalu dilarutkan dengan aquadest

hingga 200 mL. Selanjutnya larutan HCl 0,2 M dapat dibuat dengan

cara melarutkan HCl sebanyak 8,28 mL ke dalam aquadest hingga 500

mL. Larutan KCl 0,2 M sebanyak 125 mL ditambahkan larutan HCl 0,2

M sebanyak 375 mL sehingga dihasilkan larutan buffer pH 1.

b. Larutan buffer pH 2

Larutan buffer pH 2 dibuat dengan mencampurkan50 mL larutan KCl

0,2 M dengan 13 mL larutan HCl 0,2 M.

c. Larutan buffer pH 3

Larutan buffer pH 3 ini dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam

sitrat (C6H8O7.H2O) 0,1 M dan larutan natrium sitrat

(C6H5O7Na3.2H2O) 0,1 M. Larutan asam sitrat 0,1 M dapat dibuat

dengan menimbang sebanyak 21,01 g asam sitrat lalu dilarutkan dengan

100 mL akuades. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam labu ukur 1000

mL dan diencerkan dengan akuades sampai tanda batas.

Selanjutnya larutan natrium sitrat 0,1 M dapat dibuat dengan cara

menimbang natrium sitrat sebanyak 29,41 g dan dilarutkan dengan 100

mL akuades. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 mL

dan diencerkan dengan akuades sampai tanda batas. Larutan asam sitrat

0,1 M dipipet sebanyak 46,50 ml ditambah dengan 3,5 mL larutan

natrium sitrat 0,1 M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL.

Larutan tersebut ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga

dihasilkan larutan buffer pH 3.

d. Larutan buffer pH 4

Larutan buffer pH 4 dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam

sitrat 0,1 M sebanyak 33,00 ml ditambah dengan 17,00 ml larutan

natrium sitrat 0,1 M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.

Larutan tersebut ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga

dihasilkan larutan buffer pH 4.

e. Larutan buffer pH 5

Larutan pH 5 dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam sitrat 0,1 M

sebanyak 20,50 ml ditambah dengan 29,50 ml larutan natrium sitrat 0,1

M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Larutan tersebut

ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga dihasilkan

larutan buffer pH 5.

f. Larutan buffer pH 6

Larutan buffer pH 6 dibuat dengan cara mencampurkan larutan asam sitrat

0,1 M sebanyak 9,50 ml ditambah dengan 41,50 ml larutan natrium sitrat

0,1 M lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Larutan tersebut

ditambah dengan akuades sampai tanda batas sehingga dihasilkan larutan

buffer pH 6.

g. Larutan buffer pH 7

Larutan buffer pH 7 dibuat dengan cara mencampurkan 250 mL larutan

KH2PO4 0,2 M dengan 148,2 mL NaOH 0,2 M kemudian dilarutkan dalam

aquadest hingga 1000 mL.

h. Larutan buffer pH 8

Larutan buffer pH 8 dibuat dengan cara mencampurkan 50 mL KH2PO4

0,2 M ditambah 46,8 mL NaOH 0,2 M kemudian dilarutkan dalam

aquadest hingga 200 mL.

i. Larutan buffer pH 9

Larutan buffer pH 8 dibuat dengan cara mencampurkan 100 mL boraks

0,025 M dicampur dengan 13 mL HCl 0,2 M

III.2.4. Uji stabilitas

a. Uji stabilitas terhadap pH

Ekstrak zat warna sebanyak 1 mL dilarutkan dalam 9 mL larutan buffer

dengan variasi pH 1 sampai 10 selama 15 menit. Kemudian dilakukan

pengukuran absorbansi pada panjang gelombang maksimal.

b. Uji stabilitas terhadap pengaruh temperatur

Ekstrak zat warna sebanyak 1 mL dilarutkan dalam 9 mL aquadest

dipanaskan menggunakan water bath dengan variasi temperatur

ruang,40oC, 50oC, 60oC, 70oC, dan 80oC selama 15 menit. Kemudian

dilakukan pengukuran absorbansi pada panjang gelombang maksimal.

c. Uji Stabilitas terhadap pengaruh oksidasi

Ekstrak zat warna sebanyak 1 ml dilarutkan dalam 9 mL oksidator H2O2

1% selama 1,5 jam kemudian setiap 15 menit dilakukan pengukuran

absorbansi pada panjang gelombang maksimal.

d. Uji Stabilitas terhadap kondisi penyimpanan

Ekstrak zat warna disimpan dalam ruang dengan temperatur kamar (300C)

dan dalam lemari es (100C). Kemudian diukur absorbansinya setiap 2 hari

selama 2 minggu pada panjang gelombang maksimal.

e. Uji Stabilitas terhadap pengaruh sinar matahari

Ekstak zat warna sebanyak 1 mL dilarutkan dalam 9 mL aquadest ke

dalam tabung reaksi dan dijemur dibawah sinar matahari selama 1,5 jam.

Setiap interval 15 menit sekali dilakukan pengukuran absorbansi pada

panjang gelombang maksimal.