Bab II
Tinjauan Pustaka
2.1 Madu
Madu merupakan suatu cairan manis dan kental
yang dihasilkan oleh lebah madu dan beberapa spesies
lainnya. Madu berasal dari nektar atau sari bunga
yang diproduksi oleh bunga pada waktu mekar. Nektar
yang kaya yang kaya akan gula ini dihasilkan oleh
bunga untuk menarik kedatangan hewan penyerbuk [3].
Lebah madu telah banyak dibudayakan di
Indonesia, namun mengenai taksonominya, banyak
perbedaan pendapat antara para pakar menyangkut
jumlah spesies yang ada[22]. Taksonomi lebah madu
adalah sebagai berikut[3] :
Kingdom : Animalia
Filum : Arthropoda
Kelas : Insekta
Subkelas : Pterygota
Ordo : Himenoptera
Family : Apidae
Genus : Apis
Spesies : A. andreniformis, A. florea, A. dorsata,
A.cerana, A. nigrocincta
6
Komposisi terbesar yang terdapat pada madu
adalah karbohidrat (79.7 %). Sedangkan penyusun
yang lain berupa air (17.2 %) dan penyusun minor (3.1
%). Vitamin, mineral, asam, dan protein adalah
penyusun minor pada madu. Karbohidrat pada madu
secara garis besar terdiri dari monosakarida ( 38.2 %
fruktosa dan 31.3 % glukosa), 5.7 % disakarida dan
4.5 % oligosakarida [4]. Madu juga mengandung beta
karoten, flavonoid, asam urat, asam fenolik dan asam
nikotinat. Vitamin yang terkandung pada madu antara
lain vitamin A, B ( B1, B2, B3, B5, B6), C, D, E dan K.
Madu juga mengandung mineral, garam dan zat lain
seperti kalsium, kalium, zat besi, sodium, antibiotika,
dan enzim pencernaan[5].
Madu tidak hanya bermanfaat dalam bidang
pangan, tapi juga bermanfaat dalam bidang kesehatan
dan kecantikan. Dalam bidang pangan, madu
digunakan sebagai pemanis dalam berbagai makanan
dan minuman. Sedangkan dalam bidang kesehatan,
madu antara lain dapat digunakan untuk menjaga
kesehatan mata, memperkuat sel darah putih,
penambah stamina, menstabilkan tekanan darah,
mengobati anemia, alergi, radang tenggorokan,
gangguan pernafasan dan anti oksidan. Sedangkan
dalam bidang kecantikan, madu antara lain bermanfaat
untuk mengencangkan wajah, menganggkat kulit mati,
7
melembutkan dan melembabkan kulit, mempercantik
dan memperindah rambut.[6-9]. Oleh karena manfaatnya
yang melimpah, madu banyak digunakan oleh berbagai
industri sebagai bahan campuran maupun bahan baku
industrinya. Sebagai contohnya, beberapa produk yang
menggunakan madu sebagai bahan dasarnya antara
lain susu, roti, minuman, obat-obatan, masker, sampo,
kondisioner, sabun, toner kulit dan lulur.
Berdasarkan asalnya, madu dapat digolongkan
menjadi dua : madu monofloral dan polifloral. Madu
yang berasal dari satu jenis bunga disebut madu
monofloral sedangkan madu yang berasal dari dua jenis
bunga atau lebih disebut madu polifloral. Madu yang
berasal dari sumber bunga yang berbeda, memiliki
warna dan aroma yang berbeda pula [10]. Yang membuat
madu berwarna kuning keemasan sampai kuning muda
adalah kandungan pigmen karotenoid. Pigmen
karotenoid pada madu tersebut berasal dari tepung sari
bunga sumber nektar yang diambil oleh lebah. Jenis
pigmen karotenoid tersebut antara lain beta karoten
Kandungan beta karoten akan berbeda untuk jenis
madu yang berbeda. Oleh karena itu aktifitas anti
radikal bebas untuk setiap jenis madu juga akan
berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas
antiradikal bebas pada madu kelengkeng lebih besar
dibandingkan dengan madu randu. Tetapi, kadar beta
8
karoten yang terdapat pada madu kelengkeng lebih
kecil dari kadar betakaroten madu randu. Penelitian
tersebut menunjukkan bahwa aktifitas anti radikal
bebas pada madu tidak hanya berdasarkan sumbangan
dari beta karoten saja [5].
2.2 Karotenoid
Karotenoid adalah pigmen berwarnaoranye,
merah dan kuning yang terdapat di bakteria, jamur,
tanaman, dan binatang . Karotenoid meliputi kelas
hidrokarbon (karoten) dan turunannya yang
mengandung oksigen (xantofil). Pada manusia,
karotenoid tidak dapat disintesis secara alami, oleh
karena itu harus diperoleh dari sumber makanan
sehari-hari. Untuk manusia, sumber makanan
karotenoid yang utama adalah dari tanaman (sayur-
sayuran dan buah-buahan). Pada sayuran dan buah-
buahan , karotenoid yang tinggi konsentrasi nya antara
lain likopen, beta karoten, lutein dan zeaxantin[24].
Karotenoid merupakan poliena isoprenoid yang
terdiri dari 8 unit isoprena C5 yang tergabung menjadi
satu. Kelima unit isoprena tersebut terhubung dengan
cara “ kepala ke ekor”, kecuali pada bagian tengahnya
yang merupakan “ ekor ke ekor”. Oleh karena hal
tersebut, struktur molekul karotenoid menjadi simetris.
Kedua gugus metil yang berde ikatan dipisahkan oleh 4
9
atom C, kecuali gugus metil yang dekat dengan pusat
rantai yang dipisahkan oleh 6 atom C. Dari struktur
dasarnya, hampir semua karotenoid dapat terbentuk
secara normal melalui proses hidrogenasi, siklisasi,
oksidasi atau kombinasi dari proses-proses tersebut [24-
27].
Gb. 2.2.1 Isoprena
Gb.2.2.2 Struktur karotenoid (alfa karoten)
Karotenoid sangat bermanfaat dalam bidang
kesehatan. Salah satu nya adalah manfaat beta karoten
sebagai vitamin A yang telah diketahui sejak zaman
dahulu. Manfaat karotenoid melawan kanker, penyakit
hati, dan penyakit degeneratif mata telah banyak
diselidiki. Karotenoid dapat memberikan perlindungan
pada radiasi sinar UV dari matahari yang merupakan
penyebab utama dari kanker kulit.
10
Karotenoid umumnya diekstrakdari tanaman
menggunakan pelarut organik seperti heksana karena
sifatnya yang hidrofobik dan ketidak larutannya dalam
air. Beberapa contoh karotenoid antara lain
astaksantin, anteraksantin, alfa karoten, beta karoten,
fukosantin, neoksantin, lutein dan likopen. Dalam
penelitian ini akan digunakan dua macam karotenoid
yaitu likopen dan beta karoten.
2.2.1 Likopen
Likopen merupakan senyawa karotenoid yang
memberikan warna merah pada beberapa sayur dan
buah-buahan. Likopen banyak ditemukan pada tomat,
semangka, apel, aprikot, wortel, pepaya, ubi merah dan
jambu biji. Likopen larut dalam pelarut hidrofobik kuat
seperti n-heksana, benzena dan kloroform. Likopen
dapat terdegradasi oleh karena beberapa proses antara
lain isomerisasi dan oksidasi (karena pengaruh cahaya,
oksigen, teknik pengeringan, metode pengelupasan dan
penyimpanan).
Likopen merupakan senyawa karotenoid a-siklis
denga rumus molekul C4 OH56. Likopen mempunyai 13
ikatan rangkap dan 11 diantaranya terkonjugasi. Jika
likopen teroksidasi, maka ikatan ganda antar karbon
akan patah dan membentuk molekul yang lebih kecil
dengan ujung berupa –C=O. Gambar 2.3 merupakan
11
strukur kimia likopen.
Gb.2.2.3 Struktur likopen
Likopen bermanfaat sebagai antioksidan.Anti
oksidan adalah substansi yang berfungsi untuk
melindungi tubuh dari radikal bebas dan mencegah
kerusakan yang ditimbulkan oleh nya. Likopen dapat
melindungi sel dari dari kerusakan akibat reaksi
oksigen dengan oksigen singlet. Likopen bermanfaat
dalam mencegah penyakit katarak, kanker, penyakit
jantung. Likopen dengan lipoprotein dapat
menurunkan kadar oksidasi kolesterol sehingga
membantu untuk mencegah kerusakan vaskular.
Likopen banyak ditemukan di tomat, dimana
kandungannya tergantung dari kematangan dan
dimana dia tumbuh. Berbeda dengan pigmen lain yang
akan terdegradasi karena pengolahan, kadar likopen
pada makanan olahan lebih tinggi dari bahan segar[28-
29].
2.2.2 Beta karoten
Beta karoten adalah suatu pigmen berwarna
merah-oranye yang diklasifikasikan sebagai suatu
terpenoid. Beta karoten yang mempunyai rumus
12
molekul C40H56. Sama seperti karotenoid lainnya, beta
karoten menyerap cahaya pada daerah UV dan cahaya
tampak. Kromofor merupakan bagian yang bertanggung
jawab terhadap penyerapan cahaya. Setiap karotenoid
dikarakterisasi berdasarkan absorbsi spektrumnya.
Sehingga spektroskopi absorbansi merupakan suatu
teknik yang penting untuk analisa karotenoid. Posisi
maksimum absorbansi, yang biasanya berjumlah 3
berhubungan dengan jumlahikatan ganda. Posisi
tersebut dipengaruhi oleh panjang kromofor, posisi
akhir ikatan ganda pada rantai maupun cincin atau
pengambilan dari konjugasi satu ikatan rangkap pada
cincin atau kehilangannya karena epoksidasi. Serapan
maksimum pada beta karoten terdapat pada 425 ,451
maupun 478 nm. Gambar 2.2.4 menunjukkan struktur
beta karoten yang terdiri dari 40 atom karbon dengan
ikatan rangkap dua dan tunggal yang berselang-seling.
Gb.2.2.4 Struktur beta karoten
Beta karoten merupakan prekursor vitamin A.
Tidak seperti vitamin A yang dapat menjadi racun bila
dikonsumsi secara berlebihan, beta karoten dapat
dikonsumsi dengan aman dalam jumlah banyak. Beta
karoten dapat ditemukan pada wortel, brokoli, aprikot,13
dan masih banyak sumber yang lainnya. Beta karoten
selain mampu melawan radikal bebas juga dapat
berfungsi sebagai anti penuaan dan anti kanker. Beta
karoten dapat membantumeningkatkan kekebalan
tubuh, oleh karena itu beta karoten telah banyak
digunakan sebagai bagian dari pengobatan maupun
terapi.
2.3 Spektroskopi Near Infrared
Cahaya termasuk dalam gelombang
elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang
dari 300 nm (daerah ultraviolet), meliputi daerah
cahaya tampak (400-700 nm, yang dapat dilihat dengan
penglihatan manusia) sampai daerah infrared (dari
760nm sampai 2500 nm). Saat cahaya berinteraksi
dengan objek, muncul beberapa proses. Cahaya dapat
diserap atau diteruskan, dapat dipantulkan oleh
permukaannya, dihamburkan oleh elemen struktural
nya, atau dapat dipancarkan kembali oleh pigmen-
pigmen internal.
hamburan
Cahaya
Refleksiabsorbsi
transmisi
re-emisi
Gb.2.3.1 Interaksi cahaya dengan objek
14
Spektroskopi adalah suatu kajian dari spektra
dari radiasi elektromagnetik untuk analisa kualitatif
dan kuantitatif dari struktur dan sifat zat. Spektrum
dari sebuah sampel tergantung dari intensitas serapan,
pantulan, terusan, hamburan atau pemancaran
kembali oleh sampel pada panjang gelombang atau
bilangan gelombang dari radiasi elektromagnetik.
Spektroskopi merupakan metode yang sering
digunakan untuk penyelidikan tidak hanya dalam
bidang pertanian namun juga tekstil, farmasi,
kesehatan maupun bidang-bidang yang lain.
Semua material tersusun atas molekul-molekul
dan atom-atom. Jika cahaya dari panjang gelombang
tertentu berinteraksi dengan sebuah objek yang
mempunyai atom dengan frekuensi vibrasi yang sama,
maka atom-atom tersebut akan menyerap energi
cahaya dan akan mengubah energi vibrasi nya menjadi
energi termal oleh karena interaksinya dengan atom-
atom disekitarnya. Cahaya terdiri dari beberapa
frekuensi yang berbeda dan objek akan menyerap
frekuensi tertentu secara selektif. Tipe atom dan
molekul yang berbeda akan menyerap frekuensi yang
berbeda. Salah satu contohnya adalah klorofil yang
menyerap cahaya biru dan merah, yang berarti
memantulkan cahaya hijau. Hal tersebut membuatnya
warna hijau pada daun dapat dibedakan.
15
�
Serapan adalah proses dimana radiasi energi
yang datang pada suatu bahan disimpan tanpa
dipantulkan atau diteruskan (pada benda yang
memungkinkancahaya untuk lewat). Absorbansi
adalah kemampuan dari suatu bahan untuk menyerap
radiasi. Absorbansi (A) secara matematis ditunjukkan
sebagai negatif lorgaritmik dari nilai transmitansi
��bahan. Absorbansi ܣ = −��
బ
= − lg T dimana It adalah
intensitas yang diteruskan; I0 intensitas mula-mula
dan T adalah transmitansi. Sedangkan hubungan
absorbansi dengan reflektan adalah A= log (1/R),
dimana R adalah reflektansi [30,31].
Spektroskopi Near Infrared (NIR) / Inframerah
dekat adalah salah satu jenis spektroskopi vibrasi yang
menggunakan energi foton (ℎ�) dalam rentang energi
dari 2.65 x 10-19 hingga 7.96 x 10-20 J yang
berhubungan dengan panjang gelombang 750-2500 nm
(13,300 – 4,000 cm-1). Spektroskopi NIR dapat
digunakan untuk analisa kuantitatif maupun kualitatif
dari sampel. Beberapa kelebihan penggunaan
spektrometer NIR antara lain adalah cepat (pengukuran
untuk sebuah sampel dapat dilakukan kurang dari 1
menit); non-destrukstif (tidak merusak sampel); non-
invasif; tidak membutuhkan preparasi sampel, dan
dapat digunakan untuk pengukuran benda yang
berbentuk padat, cair maupun gel [32].
16
Dalam beberapa tahun ini, Near Infrared
Spectroscopy (NIRS) menjadi teknik analitik yang efektif
dan ekonomis untuk mengukur kualitas makanan.
NIRS dapat mengukur sanpel dengan cepat dan dapat
menentukan parameter yang berfarivasi pada sampel
dengan simultan. NIRS bersifat tidak merusak dan
tidak membutuhkan persiapan sampel [27]. Lebih lagi,
instrumen spektroskopinya lebih murah dari instrumen
metode lainnya (misalnya kromatografi). Namun ada
juga kekurangan dari NIRS, antara lain interpretasi
spektra yang lebih sulit dibanding spektroskopi Infrared
karena spektra yang nampak merupakan kombinasi
ban dan overtone dari penyusun nya. Dalam
spektroskopi, ban dapat diproduksi dua kali atau tiga
kali dari frekuensi fundamental. Frekuensi yang lebih
tinggi ini disebut sebagai overtone.
Panjang gelombang NIR berkisar antara 750nm
dan 2500nm. Panjang gelombang ini terdiri overtone
dan kombinasi vibrasi dari ikatan O-H, C-H dan N-H
yang merupakan penyusun komponen molekul organik
yang penting[18]. Informasi analitik dapat diambil dari
spektrum NIR melalui aplikasi dari teknik analisa yang
bervariasi. Pendekatan ini telah ditunjukkan dalam
sejumlah studi tentang NIR, antara lain untuk
makanan dan madu[15].
17