ekstraksi antosianin dari ubi jalar ungu dengan teknik ekstraksi subcritical water

Jurnal Teknologi Pangan Vol.2 No.1November 2011

1

EKSTRAKSI ANTOSIANIN DARI UBIJALAR UNGU(Ipomoea batatas cv. AYAMURASAKI)

DENGAN TEKNIK EKSTRAKSI SUBCRITICAL WATER

KUKUK YUDIONOJurusan Teknologi Hasil Pertanian Universitas Katolik Widya Karya Malang

ABSTRAKPrinsip dasar ekstraksi dengan teknik subcritical water adalah untuk

menurunkan polaritas solvent air sehingga mendekati polaritas solut antosianin,dilain fihak juga menyebabkan penurunan tegangan permukaan air sehinggameningkatkan difusitasnya. Dalam kondisi demikian sifat kelarutan solut olehsolvent menjadi meningkat disamping itu molekul-molekul air akan bergerak bebaske/dari jaringan tanaman yang diekstrak dan transfort solut antosianin keluar selmenjadi lebih cepat.

Tujuan dari penelitian ini adalah 1) Mengetahui performance penggunaansuhu subcritical dan non subcritical water untuk ekstraksi antosianin ubijalarAyamurasaki, 2) Mendapatkan pH optimal untuk ekstraksi antosianin, 3)Mendapatkan pengaruh simultan suhu, pH, dan waktu ekstraksi dengan metodesubcritical water terhadap ekstraksi antosianin, 4) Mengetahui performance metodaekstraksi subcritical water untuk antosianin pada scale up, dan 5) Mendapatkanstabilitas ekstrak antosianin pada berbagai pH pelarut

Hasil penelitian dengan RAL Pola Tersarang bahwa dalam perlakuanberbagai suhu ekstraksi, pada suhu 115oC didapat total antosianin tertinggi (0,474mg/g) dengan viskositas 3,07 mPas. Perlakuan berbagai pH pelarut pada pH 2 (suhu115oC) didapat viskositas terendah ( 2,86 mPas) dengan total antosianin tertinggi(0,475 mg/g). Hasil optimasi suhu, waktu, dan pH dengan Response SurfaceMethodology didapat (115oC, 20 mnt, dan 2) didapat total antosianin sebesar 0,59mg/g. Uji t-test didapat total antosianin dan aktifitas antioksidan skala besar (20 L)dengan skala laboratorium (200 ml) tidak ada perbedaan. Uji stabilitas antosianindengan Rancangan Faktorial selama 15 hari pada pH 2 paling stabil .

Latar BelakangUbi jalar ungu (Ipomoea

batatas L. var. Ayamurasaki )merupakan salah satu jenis ubi jalaryang semua bagian umbinyaberwarna ungu dan pertama kali

dikembangkan di Jepang. Varietasintroduksi tersebut mempunyaibanyak kelebihan dibandingkan ubijalar lokal seperti Gunung Kawi danSamarinda baik dari aspekproduktivitas (varietas introduksi


2

20-25 ton/ha, sedang varietas lokal15-20 ton/ha), maupun warnaungunya yang lebih pekat danmerata keseluruh bagian umbinyamulai dari kulit sampai dagingnya.Dengan demikian ubi jalarAyamurasaki sangat potensial untukdijadikan bahan baku antosianin.

Berkembangnya industripengolahan pangan akan memacupenggunaan pewarna sintetis yangtidak aman untuk konsumsi karenamengandung logam berat (timah,besi dan alumunium) yangberbahaya bagi kesehatan. Untuk itudiperlukan pencarian alternatifpewarna alami seperti antosianin(Hanum , 2000). Antosianinmerupakan pewarna alami yangtersebar luas dalam tumbuhan(bunga, buah-buahan, sayuran, danubi-ubian). Antosianin sebagaipewarna alami dapat diaplikasikanpada minuman ringan, permen, danproduk berbasis susu seperti yogurt,dan keju (Anonymous, 2004).Menurut Maga and Tu (1994)antosianin cocok untuk mewarnaimakanan dengan pH asam, hal initerkait dengan kestabilan antosianindalam kondisi asam.

Antosianin adalah bagiansenyawa fenol yang tergolongflavonoid. Menurut Durst danWrolstad (2005) bahwa antosianinjumlahnya sekitar 90 96 % dari

total senyawa fenol. Pigmen iniberperan terhadap timbulnya warnamerah hingga biru pada beberapabunga, buah, dan daun. Antosianinbersifat polar sehingga dapatdilarutkan pada pelarut polar sepertietanol, aceton, dan air. Dalampenelitian ini untuk ekstraksidigunakan pelarut air karena lebihaman, murah, dan ketersediaanyamelimpah. Namun bila dilihattingkat polaritasnya antaraantosianin sebagai zat terlarut danair sebagai pelarut tidak seimbang.Menurut Ricter et al., (2006)tingkat polaritas antosianindigolongkan semipolar (dielektrikkonstan 30-40) sedang air adalahsangat polar (dielektrik konstan 80).Karena itu untuk meningkatkanefisiensi ekstraksi antosianinpolaritas air sebagai pelarut harusditurunkan sampai mendekatipolaritas antosianin. Menurut King(2009) peningkatan suhu akanmenurunkan polaritas air.

Metode konvensional untukekstraksi antioksidan alami(antosianin) dari tanaman umumnyadilakukan dengan pelarut organik(metanol, aseton, etanol). Namunpenggunaan pelarut inikemungkinan akan menyebabkanmasalah residu dan mempunyaipengaruh yang merusak/burukterhadap unsur pokok dalam pangan


3

dan lingkungan. Dengan alasantersebut, maka upaya penggunaanmetode subcritical water untukekstraksi senyawa bioaktif(antosianin) dari bahan tanamanmempunyai potensi yang sangatmenjanjikan.

Metode ekstraksi Subcriticalwater adalah pengunaan air sebagaipelarut dengan temperatur diantara

titik didih (10o

C) dan temperatur

kritis air (37o

C) dengan tekanan diatas 1 atm (Anonymous, 2009).Metode ini relatif paling baru danbeberapa penelitian telah dilakukanuntuk ekstraksi senyawa bioaktifbuah dan sayuran, sedang aplikasiuntukkomoditi ubi-ubian seperti ubijalar belum banyak diungkapkan.Karena aplikasi ekstraksi antosianindalam suhu tinggi untuk produkberpati tinggi harus dipetimbangkankemugkinan terjadi gelatinisasi patisehingga viskositas larutan tinggidan hal ini dapat menghambatkeluarnya senyawa antosianin, sertakemungkinan kerusakanantosianinin.

Tingkat keasaman dapatmenyebabkan hidrolisis komponenpati sperti amilosa dan amilopektin.Hidrolisis amilosa terjadi padaikatan 1,4--glikosidik sedang padaamilopektin terjadi pada ikatan 1,4dan 1,6- - glikosidik. Akibathidrolisis komponen pati proses

gelatinisasi dan gelasi dapatdiperkecil sehingga viskositaslarutan rendah. Rendahnyaviskositas larutan mengakibatkankecepatan difusi pelarut ke dalamjaringan tanaman dan kecepatanosmosis hasil pelarutan keluarjaringan lebih cepat.Untuk itu perludicari pH optimal dalam ekstraksiantosianin ubi jalar Ayamurasakipada suhu tinggi.Silva et al., (2007)dalam Chan, Lee, Yap, Wan Aida,and Ho., (2009) menyatakantemperatur, waktu ekstraksi,dan pHmempengaruhi efisiensi ekstraksi.Antosianin merupakan senyawaturunan dari flavillium cation danintinya kekurangan elektronsehingga sangat reaktif terhadapperubahan lingkungan termasukperubahan pH dan suhu (Stanciu etal., 2010).

Penelitian ini terkait efisiensiproses ekstraksi dalam mengektrakantosianin dari bahan baku ubi jalarungu varietas Ayamurasaki.Penggunaan metode subcriticalwater dengan alasan rekayasa airsebagai pelarut tidak menimbulkanefek negatif bagi kesehatan, limbahramah bagi lingkungan, prosesekstraksi cepat, murah, dan hasilekstraksi (antosianin) sangat cocokuntuk diaplikasikan pada bahanpangan yang berlabel food gradedan untuk industri farmasi. Dari sisi


4

peralatan yang digunakanpenyesuaian dengan autocalvesangat aplikatif dari aspek teknologiindustri pertanian, karena tidakmemerlukan rekayasa alat mesinyang baru.

Rumusan Masalah1) Bagaimana performance

penggunaan metode subcriticalwater dan konvensional untukekstraksi antosianin pada ubijalar Ayamurasaki?

2) Apakah pH pelarut dapatmenurunkan viskositas larutanakibat gelatinisasi pati padasuhu subcritical?

3) Bagaimana optimasi suhu,waktu, dan pH dengan metodesubcritical water secarasimultan berpengaruh terhadapekstraksi antosianin?

4) Bagaimana performance metodeekstraksi subcritical water padaskala ganda?

5) Bagaimana stabilitas ekstrakantosianin selama penyimpananpada berbagai pH larutan?

BAHAN DAN METODEPENELITIAN

BahanBahan penelitian adalah ubi

jalar varietas Ayamurasaki yangdiperoleh dari Kebun PercobaanBalai Penelitian Tanaman Kacang-

Kacangan dan Ubi-ubian(BALITKABI) Malang diKabupaten Pasuruan. Ubi Jalar yangdipilih adalah yang baru dipanen(umur 4 bulan) dengan berat umbisekitar 250 gram , sehat, kerusakanmekanis minimal. Bahan lain adalahbahan kimia untuk ekstraksi dananalisis variabel pengamatan seperti: asam tartarat 0,1 M, KCl 0,025 M,asam asetat 0,4 M, HCl 0,1%.

Metode PenelitianPercobaan I: Performansi MetodeSubcritical dan non SubcriticalWater dalam Ekstraksi AntosianinUbi Jalar Ayamurasaki padaBerbagai Suhu

Percobaan pada penelitian iniadalah untuk mengkaji perbedaanpengaruh perlakuan suhu ekstraksiterhadap jumlah antosianinterekstrak dengan pelarut air.Perlakuan suhu non-subcritical (75oC, 85 oC, 95 oC) menggunakanWaterbath dan subcritical (105 oC,115oC, dan 125 oC ) menggunakanAutoclave , S/F= 5:1, dan waktuekstraksi 20 menit. Data yangdiperoleh dianalisis denganRancangan Acak Lengkap PolaTersarang (Nested Design).

Variabel yang diamati adalahtotal antosianin dan viskositaslarutan.


5

Karakterisasi Antosianina) Analisis Total Antosianin

dengan SpektrofotometerDisiapkan 2 sampel filtrat

(setelah disentifuge) yang satudiencerkan dengan KCl 0,025 Mpada pH 1 dan yang lain denganNa-asetat 0,4 M pada pH 4,5.Kemudian filtrat yang telahdiencerkan disentrifuge dengankecepatan 5500 rpm selama 10menit untuk mengendapkanpengotor (bahan organik) yangmasih terikut sehingga diperolehsupernatant. Selanjutnyasupernatant dilakukan analisistotal/kadar antosianin terekstrak.Analisis total antosianin dilakukandengan mengukur absorbansisample ( didiamkan dulu 15 menit)menggunakan spektofotometer,pada maks (530 nm) dan 700 nm.

b) Analisis Kualitatif denganHPLC/High PerformanceLiquid Chromatography

HPLC yang digunakan adalahmerk Konikrom B-500, denganspesifikasi kolom C18 (3,5 m x 4,6x 250 mm), detektor model UV-200. Eluen sebagai fase gerak adalaheluen A= Aquabides dan eluenB=Metanol : Air (75 %), dengankecepatan alir 1 ml/menit secarasistem gradien yaitu 100% (A) pada

5 menit kemudian 75% (B) pada 20menit. Sampel yang diinjeksikansebesar 20 l. Pengamatankromatogram dengan detektor padapanjang gelombang () =500- 530nM.

Percobaan II: Pengaruh pHPelarut Terhadap ViskositasLarutan dan Total AntosianinTerekstrak

Rancangan Percobaan danAnalisis Data

Percobaan pada penelitian iniadalah untuk mengkaji perbedaanpengaruh perlakuan pH pelarutterhadap jumlah antosianinterekstrak dengan pelarut air.Perlakuan pH terdiri dari 5 level,yaitu pH: 2, 3, 4, 5, dan 6. Ekstraksidilakukan pada suhu 115oC, tekanan(Pabs) 24,7 Lb/in

2, dan perbandinganpelarut dengan sampel (S/F) 5:1.Masing-masing perlakuan diulang 3kali. pH larutan diatur dengan buffertartarat 0,1M . MenggunakanRancangan Acak Lengkap denganfaktor pH dengan respon totalantosianin dan viskositas larutan.

Percobaan III: Optimasi Suhu,Waktu, dan pH Ekstraksi DenganTeknik Subcritical WaterRancangan Percobaan danAnalisis Data


6

Percobaan pada penelitian ini adalahuntuk optimasi kondisi ekstraksi(variabel bebas) terhadap jumlahantosianin terekstrak. Variabel bebas(X) terdiri dari 3 variabel yaituSuhu, Waktu, dan pH ekstraksidengan titik mnimum danmaksimum berdasar dari percobaanI dan II. Percobaan menggunakanMetode Permukaan Respon denganRancangan Komposit Pusat (CentralComposit Design) dan dalampenelitian ini dilakukan untukoptimasi variabel bebas (X).

Percobaan IV : Analisis Kuantitasdan Kualitas Antosianin padaPembesaran Skala

Dalam penelitian ini digunakanalat ekstraksi berupa autoclavedengan dua ukuran kapasitas yaitu:1) untuk percobaan skalaLaboratorium berkapasitas 5 liter, 2)untuk percobaan pembesaran skalaberkapasitas 25 liter. Variabelpengamatan adalah kandunganantosianin dan aktifitas antioksidanyang selanjutnya dibandingkandengan hasil pengamatan skalalaboratorium dengan menggunakanuji t.

Percobaan V : StabilitasAntosianin dalam Berbagai pHLarutan

Stabilitas antosianin sangatdipengaruhi oleh,kondisi larutan dankondisi tempat penyimpanan, dalampercobaan ini uji stabilitasantosianin selama waktu simpandilakukan dengan mengatur pHpelarut (pH 2, 3, 4, 5, dan 6),pengamatan dilakukan hari ke 1, 5,10, dan ke-15.

Pelaksanaan dan PengujianA) Kecepatan degradasi antosianinpada berbagai pH pelarut

k = [ Absorbansi (t)/Absobansi (to) ]

t(1/2) = ln2/k.

B) Jumlah antosianin terdegradasidan jumlah antosianin yangtersisa pada berbagai pHpelarut

Degradation (%) =(Ao - At) : Ao x 100%

Ao adalah absorbansi awalAt adalah absorbansi pada waktu t

Retention (%) = At : Ao x 100%

Ao adalah absorbansi awal, At adalahabsorbansi pada waktu t


7

HASIL DAN PEMBAHASANPercobaan I : PerformansiMetode non Subcritical danSubcritical Water dalam EkstraksiAntosianin Ubi JalarAyamurasaki pada Berbagai Suhu

Viskositas LarutanViskositas merupakan implikasi dariterjadinya gelatinisasi pati terutamapada produk berpati tinggi akibatperlakuan pada suhu tinggi. Dalampenelitian ini tingginya viskositasakan berdampak negatif terhadapjumlah antosianin terekstrak.

Gambar 1. Grafik rata-rataviskositas larutan (mPas) terekstrakdari ekstraksi ubi jalar Ayamurasakipada berbagai suhu (oC) ekstraksinon-subcritical water

Gambar 2. Grafik rata-rataviskositas larutan (mPas) terekstrakdari ekstraksi ubi jalar Ayamurasakipada berbagai suhu (oC) ekstraksisubcritical water

Pada Gambar 18a denganmetode non-subcritical waterterlihat bahwa viskositas meningkatdengan meningkatnya suhu ekstraksidan viskositas larutan tertinggiterjadi pada suhu 95oC, viskositasimplikasi dari proses gelatinisasi.Pada kondisi ini sebagian besargranula pati membengkak mencapaimaksimal dan sebagian kecil granulapati pecah sehingga amilosa keluardari granula (leaching out). Amilosadan amilopektin di dalam granulapati dihubungkan dengan ikatanhidrogen. Apabila granula patidipanaskan di dalam air, makaenergi panas akan menyebabkanikatan hidrogen terputus, dan airmasuk ke dalam granula pati. Airyang masuk selanjutnya membentuk


8

ikatan hidrogen dengan amilosa danamilopektin. Meresapnya air kedalam granula menyebabkanterjadinya pembengkakan granulapati. Proses gelatinisasi patimenyebabkan perubahan viskositaslarutan pati.

Pada Gambar 18b denganmetode subcritical water terlihatviskositas larutan mengalamipenurunan dengan meningkatnyasuhu. Hal ini disebabkan setelahpembengkakan maksimum, dangranula pati pecah, kemudianpemanasan tetap dilanjutkan, makaakan terjadi penurunan viskositasakibat proses degradasi molekul pati(amilosa dan amilopektin) dalamkondisi demikian kemampuanmengikat air juga melemah.

Semakin sedikit jumlah gugushidroksil dari molekul pati semakinkecil kemampuannya menyerap air,oleh karena itu absorbsi air sangatberpengaruh terhadap viskositasnya(Tester and Karkalas, 1996).Total Antosianin Ubi Jalar

AyamurasakiPenggunakan suhu tinggi dalam

proses ekstraksi antosianindimaksudkan untuk menurunkanpolaritas air.

Gambar 3.antosianin (mg/g)berbagai suhu (subcritical

Pada Gambar 3 terlihat bahwapeningkatan efesiensi ekstraksiantosianin terjadi pada suhu diatas85oC dan selanjutnya95oC efisiensi ekstraksi antosianinmengalami penurunan.

Gambar 4total antosianinpada berbagai suhu (subcritical

Pada Gambar 4 terlihat bahwapeningkatan efesiensi ekstraksiantosianin terjadi pada suhu diatas

Grafik rata-rata total(mg/g) terekstrak pada

berbagai suhu (o C) ekstraksi non-

Pada Gambar 3 terlihat bahwapeningkatan efesiensi ekstraksiantosianin terjadi pada suhu diatas

C dan selanjutnya pada suhuC efisiensi ekstraksi antosianin

mengalami penurunan.

Gambar 4. Grafik rata-ratatotal antosianin (mg/g) terekstrak

berbagai suhu (o C) ekstraksi

Pada Gambar 4 terlihat bahwapeningkatan efesiensi ekstraksi

terjadi pada suhu diatas


9

115oC dan selanjutnya pada suhu125oC efisiensi ekstraksi antosianinmengalami penurunan.Meningkatnya efisiensi ekstraksiantosianin secara tajam terutamapada suhu 115oC disebabkanrendahnya viskositas larutan(Gambar 4). Viskositas berpengaruhnegatif terhadap efisiensi ekstraksiantosianin artinya menurunnyaviskositas menyebabkanmeningkatnya antosianin terekstrak.Dengan demikian dapat disimpulkanbahwa gelatinisasi pati akanmenghambat proses ekstraksiantosianin. Sebaliknya menurunnyaefisiensi ekstraksi antosianin padasuhu 95oC akibat meningkatnyaviskositas larutan akibat gelatinisasiyang terkait dengan Gambar 18a,sedang untuk suhu 125oC didugakarena kerusakan antosianin padasuhu 125oC. Menurut Chan et al.,(2009) proses pengekstrasiankomponen kimia dalam sel tanamanyaitu, pelarut yang telah ditentukanakan menembus dinding sel danmasuk kedalam rongga sel yangmengandung zat aktif (misalantosianin). Zat aktif ini akan larutdalam pelarut karena kesamaanpolaritas dan hal ini akanmenyebabkan larutannya menjadipekat (konsentrasi meningkat).

Namun pada suhu yang terlalutinggi (125oC) efisiensi ekstraksi

antosianin menurun karena padasuhu tersebut diduga kerusakanantosianin paling tinggi.Tantituvanont et al.,(2008)menyatakan bahwa suhu semakintinggi akan mendorong terlepasnyabagian glikosil pada antosianindengan menghidrolisis ikatanglikosidik sehingga terbentukaglikon tidak stabil dan selanjutnyaantosianin kehilangan warna.

Karakterisasi antosianin denganHPLC dan Kromatografi Kertas

Analisis antosianin denganHPLC (High Performance LiquidChromatography) dalam penelitianini untuk mengetahui baik secarakualitatif maupun kuantitatifpenyusun antosianin akibatperlakuan suhu subcritical. Hasilanalisis kualitatif antosianinditunjukkan dengan jumlah peakyang tampak dalam kromatogramyang juga menunjukkan jumlahkomponen penyusunnya.


10

Gambar 5. Kromatogram HPLCAntosianin Ubi Jalar Ayamurasakiyang Diekstraksi Dengan PelarutAir dalam suhu 75oC (non-Subcritical) dan pH 3

Gambar 6. Kromatogram HPLCAntosianin Ubi Jalar Ayamurasakiyang Diekstraksi Dengan PelarutAir dalam Suhu 115 oC (Subcritical)dan pH 3

Hasil kromatogram dari HPLC(Gambar 5) terlihat untuk ekstraksiantosianin dengan pelarut air padasuhu 75oC diperoleh peak yangdominan pada retention time (Rt)antara 20,82 menit sampai dengan24,34 menit, sedang pada suhusubcritical (115oC) pada (Gambar 6)

diperoleh peak yang dominan padaretention time (Rt) antara 20,81menit sampai dengan 24,57 menit,artinya perlakuan subcritical(115oC) tidak menyebabkanperubahan struktur komponenpenyusun antosianin karenadilakukan dalam waktu ekstraksiyang cepat. Bila dilihat daritingginya peak pada perlakuansubcritical lebih tinggi dibandingperlakuan suhu 85oC. Hal inimenunjukkan bahwa perlakuansubcritical jumlah antosianinterekstrak lebih banyak.

Durst and Worlstad (2001)menyatakan bahwa identifikasiantosianidin (komponen antosianin)dapat dilakukan berdasarkan urutanelusi antosianidin yang diprediksiberdasar jumlah fenolik hidrofilikdan gugus metoksil hidrofobikdengan urutan elusi peak sebagaiberikut : 1) delfinidin, 2) cyanidin,3) petunidin, 4) pelargonidin, 5)peonidin, dan 5) malvidin


11

Gambar 7. Kromatogram HPLCAntosianin Ubi Jalar Ayamurasakiyang Diekstraksi Dengan PelarutAir dalam Suhu 115 oC (Subcritical)dan pH 5

Pada Gambar 7 disajikankromatogram sampel ekstrakantosianin hasil ekstraksi subcritical(115oC) pada pH pelarut 5, biladibandingkan dengan Gambar 6yaitu suhu ekstraksi yang sama tapipada pH 3 terlihat retention time(Rt) relatif tetap, demikian jugadengan jumlah peak yang muncul.Namun pada peak ke 4 dan 5 yangdiperkirakan adalah pelargonidindan peonidin mengalami penurunan,hal ini terlihat lebih pendeknya peak. Pelargonidin dan peonidin sertacyanidin menyebabkan warna merahpada pigmen antosianin.

Percobaan II: Pengaruh pHPelarut terhadap ViskositasLarutan dan Total Antosianin UbiJalar Ayamurasaki

Pengaruh pH terhadap ViskositasLarutan Hasil Ekstraksi

Gambar 8. Grafik rata-rataviskositas (mPas) larutan hasilekstraksi pada berbagai pH pelarutekstraksi.

Gambar 8 terlihat bahwa padaperlakuan pH 5 sampai 6menghasilkan viskositas larutanpaling tinggi, sedang pada pHrendah yaitu pada pH 2 dan 3menghasilkan viskositas terendah.Hal ini menunjukkan bahwa dalamkondisi semakin asam akanmenyebabkan hidrolisis komponenpati sepert amilosa semakin intensif,sehingga terbentuknya gel dalamlarutan dapat dihambat (viskositasrendah). Sebaliknya pada kondisi pHsekitar netral amilosa/amilopektinyang telah keluar dari granula tidakmengalami hidrolisis dan gugus-gugus hidroksilnya mempunyaikemampuan untuk mengikat airsehingga mendorong proses


12

pembentukan gel dan viskositaslarutan meningkat.Pengaruh pH Pelarut terhadap TotalAntosianin

Gambar 9. Grafik rata-rata totalantosianin (mg/g) pada berbagai pHpelarut ekstraksi.

Pada Gambar 9 terlihat bahwapada perlakuan pH 5 menghasilkantotal antosianin paling rendah,sedang pada pH 2 dan 3menghasilkan total antosianintertinggi. Hal ini menunjukkanbahwa dalam kondisi sangat asammaka amilosa dan amilopektin yangtelah keluar dari granula pati akibatekstraksi pada suhu subcritical akanterhidrolisis oleh asam sehinggatidak terbentuk gel, hal tersebutmembuat viskositas larutan diluarsel rendah (encer).Di samping itu semakin asam suatupelarut menyebabkan semakinbanyak dinding sel jaringan tanamanrusak, sehingga pigmen antosianinyang berada di dalam rongga/ruang

sel akan mudah keluar, sehinggasemakin banyak antosianinterekstrak. Dinding sel tanamantersusun dari polimer karbohidratyaitu: pektin, selulosa, hemiselulosa,dan lignin (Winarno, 1997). Polimerini terdiri dari berbagaimonosakarida yang terikat satudengan yang lain melalui ikatanglikosidik. Ikatan glikosidik mudahdiputus oleh suatu katalis asam (Sundan Cheng, 2005).

Percobaan III: Optimasi Suhu,Waktu, dan pH Ekstraksi DenganTeknik Subcritical Water

Pengaruh simultan faktor-faktor (X1=suhu ekstraksi, X2=waktuekstraksi, dan X3=pH) disusundengan menggunakan RancanganKomposit Pusat (Central CompositeDesign). Dalam percobaan iniperbandingan pelarut dengan bahan(S/F) sebagai faktor konstan yaituS/F 5:1.

Berdasarkan estimasi koefisienregresi pada model polynomial dananalisis varian untuk percobaan ordeII, maka didiapat hubungan antarauji variabel bebas dan variabelrespon seperti ditunjukkan dalammodel persamaan regresi kwadratik(model optimasi ):


13

Y = 0,169X1 + 0,026X2 + 0,159X3+ 1,43E-004 X1X2 + 4,72E-004X1X3 8,56E-004X2X3 7,69E-004X1

2 9,88E-003X22

+ 0,01E-003X32 8,99

persamaan ordo 2dengan: X1 = suhu ekstraksi, X2 =waktu ekstraksi, X3 = pH

Y = total antosianin AnalisisBidang Permukaan Respon

Dari data hasil percobaan ordoII (Tabel 11) dan model persamaanordo II yang diperoleh dibuat grafikbidang permukaan respon sepertiterlihat pada Gambar dibawah ini.Bidang permukaan respondigambarkan dalam tiga dimensidengan menyatakan respon sebagaifungsi dua faktor dan faktor yanglain dijaga konstan pada leveltengah. Adapun Gambar bidangpermukaan respon hubungan antarasuhu ekstraksi dan waktu ekstraksiterhadap total antosianin ubi jalarAyamursaki disajikan pada Gambar10.

Gambar 10.Permukaan Respon HubunganAntara Suhu (Waktu Ekstraksi (mnt.) TerhadapTotal Antosianin (mg/g) Ubi JalarAyamursaki

Pada Gambar 10 terlihatbahwa kedua faktor suhu dan waktuekstraksi mempunyai pengaruhpositif terhadap total antosianin.Pada suhu ekstraksi antara 110sampai 115o

antara 20 menit sampai 25 menitmengarah pada total antosianin yangmaksimum.

Pada suhu 115ekstraksi 20 menit menghasilkantotal antosianin tertinggi. Hal inikarena peningkatan suhu akandiduga menyebabkan penurdielektrik konstan air sehinggaberakibat penurunan polaritas air.Perubahan polaritas air ini akanmempengaruhi kemampuan airsebagai pelarut. MenurutPitipanapongmeningkatnya suhu menyebabkaninteraksi intramolekulerdipole dan ikatan hidrogen ) daripelarut turun, hal ini menyebabkangerakan molekulnya menjadi lebihtinggi sehingga zat terlarut (lebih mudah larut dalam pelarut(solvent). Berkurangnya gaya polar(dipole-dipolehidrogen dalam pelar

Gambar 10. Grafik BidangPermukaan Respon HubunganAntara Suhu (oC) Ekstraksi danWaktu Ekstraksi (mnt.) TerhadapTotal Antosianin (mg/g) Ubi JalarAyamursaki

Pada Gambar 10 terlihatbahwa kedua faktor suhu dan waktuekstraksi mempunyai pengaruhpositif terhadap total antosianin.Pada suhu ekstraksi antara 110oC

oC dan waktu ekstraksiantara 20 menit sampai 25 menitmengarah pada total antosianin yang

Pada suhu 115oC dan waktuekstraksi 20 menit menghasilkantotal antosianin tertinggi. Hal inikarena peningkatan suhu akandiduga menyebabkan penurunandielektrik konstan air sehinggaberakibat penurunan polaritas air.Perubahan polaritas air ini akanmempengaruhi kemampuan airsebagai pelarut. MenurutPitipanapong et al. (2005)meningkatnya suhu menyebabkan

intramolekuler (dipoledan ikatan hidrogen ) dari

pelarut turun, hal ini menyebabkangerakan molekulnya menjadi lebihtinggi sehingga zat terlarut (solute)lebih mudah larut dalam pelarut

). Berkurangnya gaya polardipole) dan putusnya ikatan

hidrogen dalam pelarut


14

mengakibatkan turunnyapolaritasnya.

Namun setelah suhu 115 oCtotal antosianin mengalamipenurunan dan titik terendah terjadipada suhu 125oC dengan totalantosianin terendah, meskipunsecara teoritis seharusnyapolaritasnya paling rendah. Hal inibisa terjadi pada suhu yang terlalutinggi kemungkinan berdampakterhadap kerusakan antosianin,disamping juga akan mengakibatkanterjadinya gelatinisasi pati untukproduk dengan pati tinggi seperti ubijalar, gelatinisasi akanmeningkatkan viskositas larutanyang akhirnya akan menurunkandifusitas pelarut kedalam jaringansehingga antosianin terekstrakrendah. Hal ini dapat dihubungkandengan hasil percobaan viskositas.Dari Gambar 10 terlihat bahwasemakin lama waktu ektraksi akanmeningkatkan jumlah antosianinteresktrak dan waktu ektraksioptimum dicapai antara 20 sampai25 menit dengan total antosianintertinggi. Dengan semakin lamawaktu ekstraksi maka interaksiantara pelarut (air) dengan zatterlarut (antosianin dalam jaringan)semakin lama, sehingga prosespelarutan maksimal dan akhirnya zatyang terektrak juga besar. Namunsetelah waktu ektraksi sekitar 25

menit total antosianin mengalamipenurunan dan paling rendah padawaktu 30 menit. Karena bila terlalulamanya proses ekstraksi akanberdampak negatif yaitukemungkinan kerusakan zat yangdilarutkan (antosianin). MenurutAdam (1973) dalam Jian He (2004)bahwa penggunakan temperaturtinggi antosianin akan membentukkhalkone yang cincinnya terbuka(sifatnya labil) dan bila pemanasanditeruskan serta dengan adanya O2maka akan membentuk produkberwarna coklat.

Untuk faktor suhu dan pHekstraksi berlawanan respon totalantosianinnya, artinya meningkatnyasuhu akan meningkatkan totalantosianin, namun meningkatnya pHakan menurunkan total antosianin.Grafik bidang permukaan responhubungan antara suhu ekstraksi (oC)dan pH terhadap total antosianinseperti disajikan pada Grafik 11.


15

Gambar 11. Grafik BidangPermukaan Respon HubunganAntara Suhu Ekstraksi (oC) dan pHTerhadap Total Antosianin (mg/g)Ubi Jalar Ayamurasaki

Pada Gambar 11 terlihat padasuhu ekstraksi 115oC sampai dengan120oC dan pada pH semakin rendah(pH 2 dan 3) mengarah pada totalantosianin yang maksimum. Suhuekstraksi menunjukkan pengaruhkuadratik negatif sedang pHmenunjukkan pengaruh kuadratikpositif yang signifikan pada totalantosianin. Gradien kontur pada pHarah koordinatnya melengkungkebawah sedang suhu ekstraksimelengkung keatas, yangdirefleksikan dengan koefisienkuadratik negatif untuk suhu (11 = -0,000769) dan koefisien kuadratikpositif untuk pH (23 = +0,01).Pada pH sangat asam akanmengakibatkan rusaknya dinding sel

dan plasma sel sehingga antosianinyang telah terlarut akan mudahkeluar dari sel, dilainkecepatan keluarnya antosianinsemakin meningkat dengan semakinrendahnya viskositas larutan akibathidrolisis komponen penyusun pati(amilosa) yang telah keluar darigranula. Sebalik pada pH pelarutmendekati netral total antosianinterendah karenmaksimal dan amilosa dalamgranula mengalamikemudian mengikat/memperangkapair (amilosa bersifat hidrofilikdengan adanya gugus hidroksil).Menurut Lalehpenambahan sejumlah kecil sumberasam justru mendorongamilosa dan amilopektin yangditunjukkan denganviskositas. Dalam kondisi demikiansistem larutan semakin kentalakibatnya pelarut sulit masuk kejaringan matrik bahan dan prosespelarutan zat terlarut (antosianin)akan lambat dan se

Untuk faktor waktu dan pHekstraksi berlawanan respon totalantosianinnya, artinya semakin lamaekstraksi akan meningkatkan totalantosianin, namun meningkatnya pHakan menurunkan total antosianin.Grafik bidang permukaan responhubungan antara wak(mnt.) dan pH terhadap total

dan plasma sel sehingga antosianinyang telah terlarut akan mudahkeluar dari sel, dilain fihakkecepatan keluarnya antosianinsemakin meningkat dengan semakinrendahnya viskositas larutan akibathidrolisis komponen penyusun pati(amilosa) yang telah keluar darigranula. Sebalik pada pH pelarutmendekati netral total antosianinterendah karena gelatinisasimaksimal dan amilosa dalamgranula mengalami leachingkemudian mengikat/memperangkapair (amilosa bersifat hidrofilikdengan adanya gugus hidroksil).Menurut Laleh et al., (2006) bahwapenambahan sejumlah kecil sumberasam justru mendorong keluarnyaamilosa dan amilopektin yangditunjukkan dengan peningkatanviskositas. Dalam kondisi demikiansistem larutan semakin kental

pelarut sulit masuk kejaringan matrik bahan dan prosespelarutan zat terlarut (antosianin)akan lambat dan sedikit.

Untuk faktor waktu dan pHekstraksi berlawanan respon totalantosianinnya, artinya semakin lamaekstraksi akan meningkatkan totalantosianin, namun meningkatnya pHakan menurunkan total antosianin.Grafik bidang permukaan responhubungan antara waktu ekstraksi(mnt.) dan pH terhadap total


16

antosianin ubi (mg/g) sepertidisajikan pada Gambar 12.

Gambar 12. Grafik BidangPermukaan Respon HubunganAntara Waktu Ekstraksi (mnt.) danpH Terhadap Total Antosianin Ubi(mg/g) Jalar Ayamurasaki

Pada Gambar 12 menunjukanpada lama waktu ekstraksi sekitar20 menit dan pH dibawah 3mengarah pada total antosianin yangmaksimum. Nilai maksimumantosianin adalah 0.59 mg/g bahan.Nilai maksimum akibat pengaruhfaktor gabungan ini (simultationeffect) hasilnya lebih tinggidibanding nilai maksimum pengaruhfaktor tunggal suhu atau pH padapercobaan sebelumnya yaitu sebesar0,474 mg/g dan 0,475 mg/g. Waktuekstraksi menunjukkan pengaruhkuadratik negatif sedang pHmenunjukkan pengaruh kuadratikpositif yang signifikan pada total

antosianin. Gradien kontur pada pHarah koordinatnya melengkungkebawah sedang waktu ekstraksimelengkung keatas, yangdirefleksikan dengan koefisienkuadratik negatif untuk waktuekstraksi (12koefisien kuadratik positif untuk pH(23 = +0,01).

Analisis Ketepatan Model Ordo IIUntuk melihat ketepatan fungsirespon dari data percobaan,pengaruh kuadratik dan linier padavariabel bebas, interaksinya dankoefisien regresi pada variabelrespon dievaluasi denvarian /Anova (Lampiran 10).Berdasarkan analisis varian tersebutbahwa model regresi kuadratiktersebut sangat signifikan karenanilai p (probabilitas) sangat rendah(p0,005 (non significantsimpangan model yang dihasilkanpada percobaan tidak berpengaruhnyata. Gasperz (1992) menyatakan

antosianin. Gradien kontur pada pHarah koordinatnya melengkungkebawah sedang waktu ekstraksimelengkung keatas, yangdirefleksikan dengan koefisienkuadratik negatif untuk waktu

12 = - 0,000988) dankuadratik positif untuk pH

= +0,01).

Analisis Ketepatan Model Ordo IIUntuk melihat ketepatan fungsirespon dari data percobaan,pengaruh kuadratik dan linier padavariabel bebas, interaksinya dankoefisien regresi pada variabelrespon dievaluasi dengan analisisvarian /Anova (Lampiran 10).Berdasarkan analisis varian tersebutbahwa model regresi kuadratiktersebut sangat signifikan karenanilai p (probabilitas) sangat rendah(p


17

bahwa criteria ketepatan modeldapat dilihat dilihat berdasar ujisimpangan model, dimana suatumodel dianggap tepat/cocok denganpermasalahan apabila uji simpangandari model tidak nyata secarastatistik. Sehingga dengan demikiandapat disimpulkan bahwa

model/persamaan regresi ordo IItersebut sangat tepat dan handal.Berdasarkan model optimasi diatas ,selanjutnya dapat ditentukan kondisioptimum dari faktor-faktor yangsignifikan.

Tabel 1. Hasil Optimasi Model Kwadratik pada Percobaan III

Kondisi Optimum AntosianinDesirabilitySuhu

ekstraksi(oC)

Waktuekstraksi(menit)

pH Prediksi hasil(mg/g)

112 20 2 0,563 0,929112 20 3 0,491 0,860

Hasil optimasi ini masih lebihtinggi dari total antosianin maksimalpercobaan aktual secara individual(perlakuan suhu atau pH) meskipunlebih rendah dari hasil tertinggi padapercobaan simultansi 3 faktor (suhu,waktu, dan pH), artinya kondisioptimum dari hasil percobaan masihdimungkinkan ditingkatkan hasilantosianin terekstrak. Dalam Tabeltersebut terlihat hasil optimasimempunyai desirability=0,860-0,929. Artinya hasil prediksi solusioptimum baik pada pH target 2 danpH 3 mempunyai derajat ketepatantinggi. Menurut Montgomery (2001)bahwa fungsi desirdability tersebutadalah untuk menentukan derajat

ketepatan hasil optimal. Semakinmendekati satu, maka semakintinggi ketepatannya.Berdasarkan hasil percobaan dapatdisimpulkan bahwa pengaruhsimultan terbaik adalah pada suhu115oC, Waktu 20 menit, dan pH 2dengan hasil total antosianin aktualsebesar 0,59 mg/g bahan basah.Sedangkan hasil solusi optimumterpilih adalah pada suhu 112oC,waktu 20 menit, dan pH 3 denganhasil total antosianin prediksi 0,491mg/g.Percobaan IV: Analisis Kuantitasdan Kualitas Antosianin padaPembesaran Skala


18

Analisis Total AntosianinEkstraksi antosianin dengan

subcritical water skala gandamerupakan pembesaran kapasitasperalatan ekstraksi dan volomebahan dari ukuran kerja skalalaboratorium 200 mlx10ditingkatkan menjadi 2000 ml x 10.Hasil variabel pengamatan kimia(total antosianin) pada skala gandaseperti disajikan pada Tabel 2.Tabel 2. Kandungan antosianin UbiJalar Ayamurasaki (mg/g) hasilekstraksi subcritical water padaSkala Laboratorium dan Skala besar(ganda)

Ulangan Kandungan Antosianin (mg/g)Skala

LaboratoriumSkala besar (ganda)

1 0,433 0,398

2 0,429 0,4193 0,432 0,4214 0,424 0,3975 0,431 0,429

Mean 0,4298 0,4128Signifikansi =0,057 (p>0,05)

Keterangan : masing-masingperlakuan dilakukan ekstraksisebanyak 3 kali

Hal ini sejalan dengan hasilpenelitian Casas et. al.,(2007),ekstraksi senyawa bioaktif dari daunbunga matahari dengan Supercriticalfluid extraction (dengan gas CO2sebagai pelarut) tidak ada perbedaanhasil antara skala laboratorium

(kapasitas 10 ml) dan skala pilotplant ( kapasitas 2 L).

Dari data Tabel 2 pada skalaganda diperoleh hasil 0,4128/0,4298x 100% = 96,04%. Hasil skala gandadianggap sempurna jika hasil yangdiperoleh sama dengan skalalaboratorium atau mencapai 100%.Dengan hasil 96,04%, ekstraksi padaskala ganda dapat direkomendasikanuntuk ekstraksi antosianin ubi jalarAyamurasaki pada suhu subcriticalwater.

Analisis Kualitas (AktifitasAntioksidan) Antosianin

Aktifitas antioksidan adalahkemampuan senyawa antiradikaluntuk menangkap radikal bebas.Dalam analisis aktivitas antioksidandigunakan metode DPPH (2,2-difenil-1-pikrilhidrazil). Antosianinmempunyai fungsi fisiologis yaitusebagai antioksidan.


19

Tabel 3. Aktifitas Antioksidanantosianin (%) Ubi JalarAyamurasaki hasil ekstraksisubcritical water pada SkalaLaboratorium dan Skala besar(ganda)

Ulangan

Aktifitas Antioksidanantosianin (%)

SkalaLaboratorium

Skalabesar

(ganda)1 71,52 70,95

2 72,13 71,94

3 72,52 73,214 73,11 72,985 72,90 72,78

Mean 72,64 72,37Signifikansi =0,899 (p>0,05)

Reduksi terhadap DPPH olehantioksidan (antosianin) akanmenghasilkan penurunan absorbansipada panjang gelombang 500- 530nm, semakin banyak DPPH yangtereduksi oleh antioksidan(antosianin) maka hasil analisisaktifitas antioksidan berdasarkanrumus akan semakin besar .

Hasil uji t (p > 0,05), sehinggadapat disimpulkan antara perlakuanskala ganda dan skala laboratoriumtidak terjadi perbedaan yang nyata.Hasil ini sejalan dengan penelitianSteed dan Truong (2008), aktifitasantioksidan ubi jalar denganpemanasan 100oC pada skalalaboratorium didapat 75,5% dan

pada skala ganda didapat 70,8%analisis statistik tidak berbeda.

Dari data Tabel 3 pada skalaganda diperoleh hasil 72,37/72,64 x100% = 99,63%. Dengan hasil99,63%, maka ekstraksi pada skalaganda dapat direkomendasikanuntuk ekstraksi antosianin ubi jalarAyamurasaki pada suhu subcriticalwater karena kualitasnya (aktifitasantioksidannya) tidak mengalamiperubahan yang berarti.

Percobaan V: StabilitasAntosianin dalam berbagai pHlarutan


20

Gambar 13. Grafik Hubungan pH Pelarut dan WaktuSimpan Terhadap Perubahan Absorbansi EkstrakAntosianin

Prubahan AbsorbansiPada Gambar 13 terlihat bahwa

pada pH 2 dan 3 menghasilkanabsorbansi tertinggi dan paling stabilselama waktu simpan 15 hari,sedang pH>4-6 terutama pada pH=5absorbansi antosianin terekstrakpaling rendah dan paling tidak stabildan penurunan absorbansi yangpaling tajam adalah setelahpenyimpanan hari ke-5. Hal inidisebabkan oleh perubahan strukturkimia antosianin, karena senyawaantosianin merupakan senyawaturunan dari kation flavilium dan intikation flavilium ini kekuranganelektron (Gambar 3) sehingga sangat

reaktif termasuk akibat perubahanpH.

Pada pH rendah (2 dan 3)antosianin terekstrak tinggi, karenaantosianin mayoritas dalam bentukkation flavilium yang berwarnamerah. Kation flavilium pada cincinC (cincin tengah) bermuatan positifdan mempunyai ikatan rangkap yangterkonjugasi antara cincin A dancincin B, sehingga mempunyaikemampuan mengabsorbsi sinartampak dan hal ini akanmenghasilkan absorbansi tinggi(pada panjang gelombang maks)dengan spectrometer U

Sebaliknya pada peningkatanpH (4-6) terjadi perubahan bentuk

Pelarut dan WaktuSimpan Terhadap Perubahan Absorbansi Ekstrak

termasuk akibat perubahan

Pada pH rendah (2 dan 3)antosianin terekstrak tinggi, karena

mayoritas dalam bentukkation flavilium yang berwarnamerah. Kation flavilium pada cincinC (cincin tengah) bermuatan positifdan mempunyai ikatan rangkap yangterkonjugasi antara cincin A dancincin B, sehingga mempunyaikemampuan mengabsorbsi sinar

pak dan hal ini akanmenghasilkan absorbansi tinggi(pada panjang gelombang maks)dengan spectrometer U-Vis

Sebaliknya pada peningkatan6) terjadi perubahan bentuk


21

pada cincin C dari kation flaviliumsehingga absorbsi pada sinar tampakberkurang bahkan tidak terjadi.

Adapun perubahan pada cincin Cadalah : a) terbentuknya karbinolyang telah kehilangan ikatanrangkap terkonjugasi, b)

terbentuknya quinonoidal yaituhilangnya proton pada kationflavilium, c ) terbentuknya kalkontak berwarna karena pada cincin Cterbuka.

Kecepatan Degradasi

Tabel 4. Rerata Konstanta Degradasi (k) dan Half-Life Time (t) Antosianin Ubi Jalar Ayamurasaki dalam Berbagai pH

pH Waktu SimpanHari ke-

Rerata Konstantadegradasi (k)

(hari-1)

Rerata Half-life time (t )

(hari)2 1, 5, 10, 15 2,9 x 10-2 23,44

3 1, 5, 10, 15 3.6 x 10-2 18,79

4 1, 5, 10, 15 2,1 x 10-1 3,28

5 1, 5, 10, 15 2,3 x 10-1 2,94

6 1, 5, 10, 15 2,2 x 10-1 3,16

Dari Tabel 4 terlihat bahwaantosianin setelah disimpan selamadisimpan 15 hari pada pH 2 dan 3relatif stabil dibanding perlakuanlain dan yang paling stabil pada pH2 dengan nilai rerata konstantadegradasi (k) sebesar 2,9 x 10-2 hari-1 (terendah) dan nilai half-life time(t ) sebesar 23,44 hari (tertinggi).Sedang pada pH 4-6 tidak stabildan yang paling stabil pada pH 5

dengan nilai rerata konstantadegradasi (k) sebesar 2,3 x10-1 hari-1

(tertinggi) dengan half-life time (t )sebesar 2,94 hari (terendah).

Persentase Degradasi dan Retensiwarna


22

Tabel 5. Rerata Persentase Degradasi (%) dan PersentaseRetensi (%) Warna Antosianin Ubi Jalar Ayamurasaki dalamBerbagai pH

pH WaktuSimpanHari ke-

Rerata DegradasiWarna

(%)

Rerata RetensiWarna

(%)2 1, 5, 10, 15 8,49 91,51

3 1, 5, 10, 15 10,47 89,52

4 1, 5, 10, 15 46,87 53,12

5 1, 5, 10, 15 50,62 49,38

6 1, 5, 10, 15 48,15 51,85

Berdasarkan Tabel 5 terlihatbahwa degradasi warna terendah(8,49%) atau retensi warna tertinggi(91,51%) selama 15 hari adalahpada perlakuan pH 2. Artinyaperlakuan pH 2 adalah yang paling

stabil. Sebaliknya degradasi warnatertinggi (50,62%) atau retensiwarna terendah (49,38%) selama 15hari adalah pada perlakuan pH 5.Artinya perlakuan pH 5 adalah yangpaling tidak stabil.

Gambar 14. Pengaruh pH larutan terhadap %degradasi warna ekstrak antosianin ubi jalarAyamurasaki selama waktu simpan

0

20

40

60

1 5 10 15

De

grad

asi

An

tosi

anin

(%)

hari

pH 2

pH 3

pH 4

pH 5

pH 6


23

Dari Gambar 14 terlihat bahwapersentase degradasi warna ekstrakantosianin tertinggi (paling labil)adalah pada perlakuan pH 5, sedangperlakuan pH 2 dan 3 adalah palingrendah (paling stabil). Pada periodehari ke 5 sampai hari ke 10 terlihat

pada semua perlakuan pH jumlahkerusakan warnanya paling besar.Hal ini diduga aktifitas enzimperusak pigmen antosianin dalamkondisi paling aktif. Enzim palingumum mendegradasi antosianinadalah dari golongan glikosidase.

Gambar 15. Pengaruh pH larutan terhadap % retensi warnaekstrak antosianin ubi jalar Ayamurasaki selama waktusimpan

Antosianin adalah senyawayang bersifat amfoter (hal iniditunjukkan dengan adanya gugusH+ dan OH- pada , sehinggamemiliki kemampuan untukbereaksi, baik dengan asam maupunbasa. Adanya ion + (pada cincinditengah) menyebabkan antosianinrentan terhadap serangan senyawa-senyawa asing dan perubahan faktorlingkungan (pH, suhu) dan hal iniakan berpengaruh terhadap

stabilitasnya. Brouillard (1982)dalam Jian Hie (2004) menyatakanbahwa dalam bentuk karbinol(akibat naiknya pH dari 3 sampai 6)warna antosianin mengalamipemucatan karena pada cincintengah telah kehilangan ikatanrangkap yang terkonjugasi, sehinggatidak dapat mengabsobsi sinartampak. Karakterisasi Antosianindengan HPLC SelamaPenyimpanan.

0

50

100

150

1 5 10 15

Re

ten

siA

nto

sian

in(%

)

hari

pH 2

pH 3

pH 4

pH 5

pH 6


24

Gambar 16. Kromatogram HPLC Antosianin Ubi JalarAyamurasaki pada pH larutan 3 ( Subcritical Water)setelah disimpan 60 hari

Gambar 17. Kromatogram HPLC Antosianin Ubi JalarAyamurasaki pada pH larutan 5 ( Subcritical Water)setelah disimpan 60 hari

Pada Gambar 17 disajikankromatogram sampel ekstrak padapH larutan 3 setelah disimpan 60hari , dari kromatogram tersebutterlihat jumlah peak yang muncul

adalah 4 peak yaitu peak 2, 4, 5 dan6, sedang perlakuan pH larutan 5peak yang muncul tinggal 2 peakyaitu peak 5 dan 6, artinya jumlahpeak antosianin yang tersisa dalam


25

ekstrak selama penyimpanansemakin banyak maka antosianinnyalebih stabil. Peak 2, 4, 5 dan 6berdasarkan urutan elusi dariaglikon diperkirakan berturut-turutadalah cyanidin, pelargonidin,peonidin dan malvidin (Durst danWorlstad, 2001).

KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan1. Terdapat perbedaan viskositas

larutan dan total antosianinterekstrak antara ekstraksi dalamkondisi non-subcritical dengansubcritical. Secara umum kondisiekstraksi subcritical didapatviskositas larutan lebih rendahdengan total antosianin lebihtinggi. Total antosianin tertinggidicapai pada suhu 115oC yaitusebesar 0,474 mg/g bahan basah.Hasil uji HPLC retention time(Rt) antosianin hasil ekstraksisubcritical (115o C) dibandingnon-subcritical (75oC) pada pH3 tidak mengalami perubahan,yaitu antara 12-25 menit.Ketinggian peak kromatogramsubcritical pH 3 paling tinggidibanding subcritical pH 5 dannon-subcritical pH 3 .

2. Ekstraksi subcritical suhu115o Cpada pH pelarut 2 dan 3menghasilkan viskositas terendah(2,86 mPas), dengan total

antosianin tertinggi pada pHpelarut 2 yaitu sebesar 0,475mg/g bahan basah tetapi tidakberbeda nyata dengan pH 3 yaitusebesar 0,473 mg/g bahan basah.

3. Kondisi Optimum prosesekstraksi dengan metodeSubcritical Water dicapai padasuhu 112oC, waktu 20 menit, danpH 2 yang secara simultan dapatmengekstraksi antosianin sebesar0,563 mg/g.

4. Total antosianin dan aktivitasantioksidan ekstrak antosianinpada skala besar dengan skalalaboratorium dengan metodeSubcritical Water pada kondisioptimum tidak menunjukkanperbedaan yang nyata.

5. Stabilitas antosianin selamapenyimpanan pada perlakuan pHlarutan 2 dan 3 menunjukkanpaling stabil, sebaliknya pada pH5 paling labil.

Saran1. Ekstraksi antosianin

menggunakan suhu tinggi(subcritical) kemungkinan jugaberdampak terlarutnya/terikutnyasenyawa organik seperti :karbohidrat, protein, dan lemak.Tercampurnya senyawa ini dalamekstrak antosianin diduga akanberpengaruh terhadap stabilitasantosianin selama penyimpanan,disamping ekstraknya nampak


26

agak keruh. Untuk itu perlupenelitian lanjutan untukmemisahkan senyawa tersebutsehingga didapat hasil ekstraksilebih stabil dan penampakanlarutan yang lebih jernih.

2. Pelarut yang digunakan untukekstraksi umumnya bukanspesifik (tidak selektif) dalamekstraksi antosianin, termasukpenggunaan pelarut air. Hal inidimungkinkan bahan-bahan lainseperti: gula, asam-asam organik,senyawa fenolik lain(procyanidins) ikut terekstraksi.Untuk itu perlu penelitianlanjutan tentang pemurnianekstrak antosianin, sehinggadidapat antosianin dengankualitas tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous, 2004. Effect of pHAnthocyanin Structure.http://www.wrintek-progresio.or.id/pertanian/terungjpg.htm. tanggal akses 17 Oktober2008.

Anonymous, 2009. Superheatedwater. Wikipedia, the freeencyclopedia

http://en.wikipedia.org/wiki/Superheated_water"

Category: Water

Casas, L., C. Mantell, M. Rodrguez,A. Torres,F. A. Macas, E. J.Martnez de la Ossa, 2007.Supercritical fluid extraction ofbioactive compounds fromsunflower leaves: comparison ofanalytical andpilot-scaleextraction. Proceedings ofEuropean Congress of ChemicalEngineering (ECCE-6)

Copenhagen.

Chan,S.W., C.Y.Lee, C.F.Yap,W.M.Wan Aida, and C.W.Ho,2009. Optimisation of ExtractionCondition for PhenolicCompounds from Limau Purut(Citrus hystrix) Peels.International Food ResearchJournal 16: 203-213

Durst, R. W., & Wrolstad, R. E.,2005. Unit F1.2: Characterizationand Measurement ofAnthocyanins by UVvisibleSpectroscopy. In R. E. Wrolstad(Ed.), Handbook of analyticalfood chemistry (pp. 3345). NewYork: John Wiley & Sons.

Gao, L. and G. Mazza, 1996.Extraction of AnthocyaninPigment from Purple Sunflower

http://www.wrintek-progresio.or.id/pertanian/terungjpg.htmhttp://www.wrintek-progresio.or.id/pertanian/terungjpg.htmhttp://www.wrintek-progresio.or.id/pertanian/terungjpg.htmhttp://en.wikipedia.org/wiki/Superheated_waterhttp://en.wikipedia.org/wiki/Superheated_waterhttp://en.wikipedia.org/wiki/Special:Categorieshttp://en.wikipedia.org/wiki/Category:Water


27

Hulls. J.Food Sci. 61 (3). P. 600-603

Giusti, M.M. and R.E. Wrolstad,2001. Characterization andMeasurement of Anthocyanin byUV-Visible Spectroscopy. JohnWiley and Sons. Inc.http://Ipi.oregonstate.edu/ss01/anthocyanin.html. Tanggal aksesOktober 2008

Ghoreishi, S.M.; R. GholamiShahrestani and S.H. Ghaziaskar,2008. Subcritical WaterExtraction of Mannitol fromOlive Leaves. Proceedings ofWorld Academy of Science.Engineering ans Tecnology. Vol.33.

Hatano T.,H.Kagawa, Yasuhara, andT.Okuda. 1998. Two NewFlavonoids and OtherConstituents in Licorice Root :Their Relative Astringency andRadical Scavenging Effects.Cherm Pharm Bull 36 : 2090-7.

Hegenbart, S., 2004. SiftingThrough Starcher MaximizePerformance.http://www.foodproductdesign.comarchive/1996/0196CS. diaksestanggal 3 Februari 2010

Jian Hie, 2004. Absorption,Excretion, and Transformation ofIndividual Anthocyanins in Rats.Thesis. Faculty of GraduateSchool of The University ofMaryland.

Joshita, D., Juheini, 2009. TeknologiKosmetik. Farmasi UniversitasIndonesia.Http://www.Google.co.id/.Diakses November 2010

King, J.W., R.D. Gabriel and J.D.Wightman, 2009. SubcriticalWater Extraction ofAnthocyanins from Fruit BerrySubstrates. Supercritical FluidFacility. Los Alamos NationalLaboratory C.ACT GroupChemistry Division. Los Alamos.USA.

Kivilompolo, Maarit, 2009.Development of SamplePretreatment and LiquidChromatographic Techniques forAntioxidative Compounds.Academic Dissertation. Facultyof Science of the University ofHelsinki.

Laleh, G.H., H. Frydoonfar, R.Heidary, R. Jameei and S. Zare.2006. The Effect of Light,Temperature, pH and Species on

http://ipi.oregonstate.edu/ss01/anthocyanin.html. Tanggal akses Oktoberhttp://ipi.oregonstate.edu/ss01/anthocyanin.html. Tanggal akses Oktoberhttp://ipi.oregonstate.edu/ss01/anthocyanin.html. Tanggal akses Oktoberhttp://www.foodproductdesign.comarchive/1996/0196CShttp://www.foodproductdesign.comarchive/1996/0196CShttp://www.google.co.id/.Diakseshttp://www.google.co.id/.Diakses


28

Stability of AnthocyaninPigments in Four BerberisSpecies. Pakistan Journal ofNutrition 5 (1): 90-92, ISSN1680-5194

Linda McGraw, 2001. Using hotwater as a solvent to analyzeatrazine in meat. AgriculturalResearch. Washington:. Vol. 49,Iss. 10; pg. 22, 1 pgs

Li, Paul CH , Michael CK Wong,Hans Adomat and Emma STomlinson Guns, 2009.Blueberry AnthocyaninsAnalyzed by AbsorptionSpectroscopy and HPLC-UV-MS. Canadian Journal pure &applied science. SENRAAcademic Publishers, Burnaby,British Columbia. Vol. 3, No. 2,pp. 765-772.

Martinez at all. 2002. AntioxidantsTechnology. 4th ed. Vol 3. JohnWilley and Sons. New York.pp.424-447 of 1121 pp.58

Montgomery,D.C., 2001. DesignAnalysis of Experiment. 5th

edition

John Willey and Sons. Inc. NewYork.

Pokorn J, Korczak J. 2001.Preparation of naturalantioxidants. In: PokornJ,Yanishlieva N, Gordon M,editors. Antioxidants in food:practical application. CambridgeEngland: Woodhead PublishingLimited. P311-41.

Reyes, L. Fernando, L. Cisneros-Zevallos, 2007. DegradationKinetics and Colour ofAnthocyanins in AqueousExtractsof Purple- and Red-fleshPotatoes (Solanum tuberosumL.). J. Food Chemistry 100(2007) 885894.

Ricter, P., M.I. Toral, and C.Toledo, 2006. Subcritical WaterExtraction and Determination ofNifedipine in PharmaceuticalFormulation. Drugs, Cosmetics,Forensic Sciences. J. of AOACInternational. Vol. 89, No.2.

Roudsari, Majid Hassas, 2007.Subcritical Water Extraction ofAntioxidant Compound FromCanola Meal. Thesis.Departement of Foos andBioproduct Science. Universityof Saskatchewan. Saskatoon.Saskatchewan. Canada.

http://proquest.umi.com/pqdweb?RQT=318&pmid=27766&TS=1235617490&clientId=48682&VInst=PROD&VName=PQD&VType=PQDhttp://proquest.umi.com/pqdweb?RQT=318&pmid=27766&TS=1235617490&clientId=48682&VInst=PROD&VName=PQD&VType=PQD


29

Saona, Luis E. Rodriguez andRonald E. Wrolstad, 2001.Extraction, Isolation, andPurification of Anthocyanins.Current Protocols in FoodAnalytical Chemistry. F1.1.1-F1.1.11. John Wiley & Sons, Inc.

Stanciu,Gabriela, Simona Lupsor,Constanta Sava and SabinaZagan, 2010. Spectrophotometricstudy on stability of anthocyaninsextracts from black grapes skins.Ovidius University Annals ofChemistry Volume 21, Number1, pp. 101-104.

Steed, L.E. And V.-D. Truong,2008. Anthocyanin Content,Antioxidant Activity,andSelected Physical Properties ofFlowable Purple-FleshedSweetpotato Purees. JOURNALOF FOOD SCIENCEVol. 73,Nr. 5

Suda, I., Oki, Tomoyuki, Masuda,Miami, Kobayaki, Mio, Nishiba,Yoichi, Furata, Shu, 2003.Physiological Functionality ofPurple-Fleshed Sweet PotatoesContaining Anthosyanin andUtilization in Foods. JapanAgricultural Research Quarterly(JARQ) 37(3): 167-173.

Sun, Y. and J.J.Cheng, 2005. DiluteAcid Pretreatment of Rye Strawand Bermudagrass for EthanolProduction. BioresourceTechnology 96(14), 1599-1606.

Tako, Masakuni, 2000.Gelatinization Characteristics ofRice Starch (Yukihikari).Departement of Bioscience andBiotechnology. Faculty ofAgriculture. University of theRyukyus. Japan. J. Appl.Glycoscy. Vol.47(2). P.187-192.

Teow, Choong C., Van-Den Truong,Roger F.Mc.Feters, RogerL.Thompson, Kenneth V.Pecota,G.Craig Yencho, 2007.Antioxidant Activity, Phenolicand -Carotene Contens of SweetPotatoes Genotypes with VaryingFlesh Colours. ScienceDirect.Food Chemistry 103, 829-838.

Terahara, N., I. Konczak, H. Ono,M. Yoshomoto and O.Yamakawa, 2004.Characterization of AcylatedAnthocyanins in Callus Inducedfrom Storage Root of Purple-Fleshed Sweet Potato. Ipomoeabatatas L. J.of Biomedicine andBiotecnology 5:279-286.http://www.hindawi.co.uk/open-accesi/jbb/volome2004/s1110724304406056.pdf.

http://www.hindawi.co.uk/open-accesi/jbb/volome 2004/s1110724304406056.pdfhttp://www.hindawi.co.uk/open-accesi/jbb/volome 2004/s1110724304406056.pdfhttp://www.hindawi.co.uk/open-accesi/jbb/volome 2004/s1110724304406056.pdf


30

Vanini, Lucimara Salvat, TalitaAkemi Hirata, AngelaKwiatkowski, Edmar Clemente,2009. Extraction and stability ofanthocyanins from the Benitakagrape cultivar (Vitis vinifera L.).Braz. J. Food Technol., v. 12, n.3, p. 213-219, jul./set.

Wiboonsirikul, Jintana , YukitakaKimura, Megumi Kadota,Hisahiro Morita, TakuoTsuno,

and Shuji Adachi, 2007.Properties of Extracts fromDefatted Rice Bran by ItsSubcritical Water Treatment. J.Agric. Food Chem., 55, 87598765

Wrolstad, Ronald E., Robert W.Dursta and Jungmin Lee, 2005.Tracking Color and pigmentChanges in AnthocyaninProducts. Trends in Food Science& Technology 16: 423428.

ekstraksi antosianin dari ubi jalar ungu dengan teknik ekstraksi subcritical water

Documents