freez dry n antioksidan.pdf
TRANSCRIPT
-
1
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Anggur (vitis vinifera) merupakan tanaman buah yang banyak diolah menjadi jus, selai,
pasta buah, dan wine. Produk olahan anggur tersebut dihasilkan produk samping yaitu biji
dan kulit anggur (sekitar 40% dari bagian anggur mengandung biji). Pada produksi white
wine bagian anggur yang digunakan hanya daging buah untuk diambil sari buahnya,
sedangkan biji dan kulit anggur tidak digunakan. Pada pembuatan red wine biji diikut
sertakan dalam proses fermentasi (Eisenman, 1998).
Biji anggur dapat digunakan sebagai antioksidan dikarenakan biji anggur kaya akan
komponen monomer fenolik seperti katekin, epikatekin, epikatekin-3-O-gallat, dan
proantosianidin (Kim et al., 2006). Nakamura et al., (2002) mengemukakan bahwa menurut
masyarakat Jepang biji anggur merupakan bahan pangan yang sehat, bukan lagi sebagai
bahan tambahan makanan. Di Indonesia biji anggur merupakan produk samping dari
pembuatan wine dan belum dimanfaatkan sebagai antioksidan alami, maka dalam penelitian
ini biji anggur segar dan biji anggur yang sudah melalui proses fermentasi pembuatan wine
diolah sebagai sumber antioksidan alami dalam bentuk kapsul bubuk biji anggur. Biji
anggur memiliki kadar air yang cukup tinggi sehingga rentan terhadap pembusukan.
Metode pengeringan dipilih sebagai perlakuan untuk mencegah pembusukan biji anggur.
Metode pengeringan yang dipilih adalah metode pengeringan menggunakan panas (cabinet
dryer) dan metode pengeringan beku (freeze drying). Metode pengeringan beku dipilih
karena pengeringan beku dapat mempertahankan kandungan nutrien bahan. Sedangkan
metode pengeringan panas menggunakan cabinet dryer dipilih karena dapat mengeringkan
pada suhu yang tidak terlalu tinggi dan memiliki panas yang stabil. Penggunaan kapsul
ditujukan untuk menutupi rasa dan bau dari biji anggur. Selain itu, sifat kapsul yang mudah
ditelan dan cepat larut dalam lambung menyebabkan biji anggur cepat diabsorpsi oleh
tubuh (Syamsuni 2006 dalam Handayani, 2010). Dalam penelitian ini digunakan kemasan
sachete metalized plastic dan botol gelas yang memiliki sifat barier terhadap uap air, gas,
cahaya dan aroma.
-
2
Selain itu dari sisi ekologis botol kaca bersifat ramah lingkungan karena bersifat reuseable
dan memiliki harga yang ekonomis. Penggunaan sachete metalized plastic dan botol gelas
diharapkan dapat mempertahankan tingginya aktivitas antioksidan biji anggur dan dapat
memperpanjang umur simpan pada kapsul bubuk biji anggur
1.2. Tinjauan Pustaka
1.2.1. Biji Anggur
Biji anggur terdiri atas 40% serat, 16% minyak, 11% protein, dan 7% senyawa fenolik
kompleks (Kim et al., 2006). Ekstrak biji anggur dijual secara komersial dan terdaftar pada
Everything Added to Food in the United States (EAFUS) dan memiliki status Generally
Recognized as Safe (GRAS) yang disetujui oleh Food and Drug Administration (FDA)
(Perumalla & Hettiarachchy, 2011). Mekanisme antioksidan biji anggur dapat dilihat dari
kemampuannya menangkap radikal bebas, logam khelasi dan bersinergi dengan logam lain.
Aktivitas antioksidan biji anggur dapat ditetapkan dengan metode -carotenelinoleate dan
peroksidasi asam linoleat ataupun dengan metode DPPH (Mielnik et al., 2006).
Biji anggur kaya akan komponen monomer fenolik seperti katekin, epikatekin, epikatekin-
3-O-gallat, dan proantosianidin (pada bentuk dimetrik, trimetrik, dan tetrametrik) yang
memiliki efek mutagenik dan antivirus (Kim et al., 2006). Pada umumnya biji anggur
mengandung 74 -78% oligometrik proantosianidin dan kurang dari 6% berat kering ekstrak
biji anggur mengandung flavonoid. Proantosianidin biji anggur merupakan kelompok dari
polifenolik bioflavonoid. Warna kemerah-merahan dan rasa astringen biji anggur dapat
mengindikasi bahwa biji anggur kaya akan komponen polifenol terutama proantosianidin
(Perumalla & Hettiarachchy, 2011).
-
3
1.2.2. Antioksidan
Antioksidan adalah zat yang mampu memberikan satu elektron kepada radikal bebas yang
tidak berpasangan, serta mampu memutus reaksi berantai dari radikal bebas. Apabila
antioksidan bereaksi dengan radikal bebas, akan menghasilkan radikal baru yang stabil atau
senyawa bukan radikal. Radikal bebas adalah senyawa kimia yang mempunyai satu atau
lebih elektron tidak berpasangan, sehingga tidak stabil dan sangat reaktif. Salah satu
penyebab timbulnya radikal bebas adalah polusi lingkungan. (Muhammad, 2009). Terdapat
tiga jenis antioksidan, yakni antioksidan yang dibuat oleh tubuh manusia berupa enzim
(glutathione, superoxide dismutase, dan katalase), antioksidan alami yang dibuat oleh
hewan dan tumbuhan berupa vitamin (vitamin C dan E, -karoten, flavonoid, dan senyawa
fenolik) dan mineral (zinc dan selenium) (Bagchi et al., 2000), serta antioksidan sintetik
yang dibuat dari bahan kimia (Butylated hydroxyanisole atau BHA, Butylated
hydroxytoluene atau BHT, dan Tertiary butylhidroquinone atau TBHQ) (Pokorny et al.,
2001).
Selama proses pengeringan, aktivitas antioksidan mengalami perubahan. Penguapan yang
terjadi selama proses pengeringan menyebabkan penurunan aktivitas antioksidan (Pokorny
et al., 2001). Menurut Kim et al. (2006) pada suhu 50oC aktivitas antioksidan pada biji
anggur cenderung menurun dan tidak stabil, oleh karena itu suhu mempengaruhi aktivitas
antioksidan. Menurut Aikpokpodion & Dongo (2010), fermentasi juga dapat
mempengaruhi aktivitas antioksidan. Selama fermentasi katekin dan epikatekin akan
menurun disebabkan karena adanya difusi polifenol, dan oksidasi. Selain itu, berbagai
macam perlakuan sebelum fermentasi seperti pasteurisasi akan menyebabkan polifenol
menurun. Selain faktor suhu dan fermentasi, aktivitas antioksidan juga dapat dipengaruhi
oleh beberapa faktor antara lain komposisi lemak, konsentrasi antioksidan, keberadaan
antioksidan lainnya dan komponen bahan makan lainnya. Aktivitas antioksidan dapat
hilang misal oleh enzim (polifenoloksidase dan yang lainnya), atau terlarut ke dalam air
yang digunakan untuk memasak (Pokorny et al., 2001).
Cara untuk mengetahui aktivitas antioksidan dari suatu komponen atau ekstrak adalah
dengan mereaksikannya dengan larutan DPPH (1,1- diphenyl-2-picrylhdrazy). Dalam
-
4
bentuk radikal, DPPH diserap pada panjang gelombang 515 nm (Rufino et al., 2009).
Adanya senyawa antioksidan (AH) yang ditambahkan pada DPPH menyebabkan elektron
bebas akan berpasangan. Reaksi antara DPPH dengan antioksidan adalah sebagai berikut :
DPPH + AH DPPH H+A (Pokorny et al., 2001).
1.2.3. Pengeringan
1.2.3.1. Freeze Drying
Freeze drying adalah suatu proses pengawetan yang dicapai dengan mengurangi aktivitas
air dari produk yang sudah beku melalui proses sublimasi dan desorbsi. Sublimasi adalah
bentuk perubahan es menjadi gas tanpa melalui fase cair (Oetjen & Haseley, 2004).
Sedangkan desorbsi adalah proses pelepasan molekul gas, cairan, maupun fluida melalui
permukaan bahan (Ranke, 2008). Sublimasi terjadi ketika tekanan uap dan temperatur dari
lapisan es berada di bawah triple point (4,58 mmHg, 0oC) (Oetjen & Haseley, 2004).
Pengeringan menggunakan suhu rendah dapat mempertahankan nilai nutrisi dan kualitas
sensori bahan pangan. Selama proses pengeringan berlangsung hampir tidak ada cairan
dalam bahan sehingga dapat mencegah transport zat-zat yang larut dalam air dan
memperkecil reaksi degradasi (Astuti, 2009). Pengeringan menggunakan suhu rendah juga
dapat menjaga kalitas warna, bau, dan meminimalkan perubahan struktur pada bahan
(Tambunan et al., 2000).
Tahapan utama proses freeze drying meliputi :
a. Pembekuan / freezing
Tahap pembekuan bertujuan untuk membekukan air dalam produk. Pembekuan memiliki
pengaruh penting pada bentuk, ukuran, dan distribusi kristal-kristal es. Selain itu
pembekuan juga mempengaruhi proses pengeringan serta struktur akhir produk.
b. Pengeringan primer
Selama proses pengeringan primer sekitar 90% dari total air dalam produk (air bebas dan
beberapa air terikat) dihilangkan dengan cara sublimasi. Pada tahap pengeringan primer ini,
-
5
produk beku dikeringkan dibawah kondisi vacuum untuk menghilangkan air beku oleh
sublimasi.
c. Pengeringan sekunder
Tahap pengeringan sekunder membutuhkan 30-50% dari waktu yang dibutuhkan untuk
pengeringan primer karena adanya tekanan yang lebih rendah dari sisa air dibandingkan
dengan air yang beku pada temperatur yang sama. Air yang tidak beku dihilangkan dengan
cara desorbsi dari lapisan kering produk, sehingga didapat produk dengan kadar air sekitar
1-3%. Tahapan akhir ini dilakukan dengan menaikkan temperatur dan menurunkan tekanan
uap pada pengeringan. (Barbosa et al., 1996)
1.2.3.2. Cabinet dryer
Metode pengeringan cabinet dryer mengalirkan panas secara konveksi dengan
menggunakan udara kering dengan kelembapan relatif rendah dan tekanan rendah. Produk
yang dikeringkan dengan pengontrolan panas lebih baik daripada dengan metode
pengeringan matahari, baik dalam warna, flavor, kualitas pemasakan, nilai nutrisi, dan
makanan bebas dari serangga (Thomas et al., 1990). Cabinet dryer terdiri atas
kompartemen tertutup, dilengkapi dengan rak-rak untuk meletakkan wadah-wadah yang
berisi makanan yang akan dikeringkan. Percepatan pengeringan dan kelembapan material
bergantung pada posisi wadah karena udara kering yang dipanaskan akan bersirkulasi di
antara rak. Materil yang diletakkan paling dekat dengan pintu masuk udara kering
mempunyai kelembapan paling rendah. Untuk menghindari pengeringan yang tidak
seragam dan mencegah kehilangan panas yang berlebihan arah dari aliran udara dapat
dibalik, wadah dapat dirotasi secara periodik, serta menutup materil menggunakan jaket
(Berk, 2009; Potter, 1987).
1.2.4. Kapsul Kapsul adalah sediaan padat dengan kadar air kurang atau sama dengan 10% (Keputusan
Mentri Kesehatan RI No 661/MENKES/SK/VII/1994, 1994) yang berada dalam cangkang
keras atau lunak yang dapat larut. Cangkang umumnya terbuat dari gelatin, tetapi dapat
juga terbuat dari pati atau bahan lain yang sesuai. Penggunaan kapsul ditujukan untuk
-
6
menutupi rasa dan bau dari obat. Sifat kapsul yang mudah ditelan dan cepat larut dalam
lambung menyebabkan obat cepat diabsorpsi oleh tubuh. Kapsul dapat diisi dengan cepat
karena tidak memerlukan bahan zat tambahan atau penolong seperti pada pembuatan pil
maupun tablet. Pengisian kapsul dapat dilakukan dengan menggunakan tangan atau alat.
Terdapat tiga jenis kapsul yaitu kapsul gelatin keras, kapsul lunak, dan kapsul cangkang
keras. Kapsul cangkang keras biasanya diisi dengan serbuk, butiran, atau granul (Syamsuni
2006 dalam Handayani, 2010).
Kapsul sebaiknya tidak disimpan di tempat yang lembab karena kapsul masih mengandung
air sekitar 12-16%, maka penyimpanan di tempat lembab akan menyebabkan kapsul akan
menjadi lunak dan melengket satu sama lain serta sukar dibuka karena kapsul dapat
menyerap air dari udara yang lembab. Sebaliknya, jika disimpan di tempat yang terlalu
kering kapsul akan kehilangan airnya sehingga menjadi rapuh dan mudah pecah. Oleh
karena itu penyimpanan kapsul sebaiknya dalam tempat atau ruangan yang tidak terlalu
lembab atau dingin dan kering (pada suhu 15-300C dan pada RH 30%-60%), kapsul
sebaiknya dikemas dalam botol-gelas, tertutup rapat, dan diberi bahan pengering (silika
gel). Selain botol gelas, kapsul juga dapat disimpan dalam kemasan aluminium-foil dalam
blister atau strip (Syamsuni 2006 dalam Handayani, 2010).
1.2.5. Pengemasan
Kemasan digunakan untuk wadah dan dapat memberikan perlindungan sesuai dengan
tujuannya. Persyaratan kemasan untuk bahan pangan antara lain adalah permeabilitas
terhadap udara kecil, tidak menyebabkan penyimpangan warna dari produk, tidak
bereaksi sehingga tidak merusak bahan maupun citarasa, tidak mudah teroksidasi atau
bocor, tahan panas, mudah dikerjakan secara maksimal dan harganya murah. Fungsi paling
mendasar dari kemasan adalah untuk mewadahi dan melindungi produk dari kerusakan-
kerusakan, sehingga lebih mudah disimpan, diangkut dan dipasarkan (Syarief et al., 1989
dalam Asriyani, 2012). Salah satu sifat bahan kemasan yang sangat penting dan
berhubungan dengan kerusakan produk yang dikemas adalah permeabilitas kemasan.
-
7
Permeabilitas merupakan transfer molekul air atau gas melalui kemasan, baik dari dalam
kemasan ke lingkungan atau sebaliknya (Eskin & Robinson 2001 dalam Fitria, 2007)
Pengemasan dapat memperlambat kerusakan produk, memperpanjang umur simpan,
dan menjaga atau meningkatkan kualitas serta keamanan pangan. Pengemasan juga
dapat melindungi produk dari tiga pengaruh luar yaitu kimia, biologis, dan fisik.
Perlindungan kimia dapat mengurangi perubahan komposisi oleh pengaruh lingkungan,
seperti terpapar gas (oksigen), uap air dan cahaya (cahaya tampak, inframerah atau
ultraviolet). Perlindungan mikrobiologis mampu menahan mikroorganisme (patogen dan
agen pembusuk), serangga, hewan pengerat dan hewan lainnya. Perlindungan fisik
menjaga produk dari bahaya mekanik dan menghindari goncangan dan getaran selama
pendistribusian (Asriyani, 2012).
Metalized plastic merupakan kemasan laminasi kombinasi antara berbagai plastik dengan
aluminium. Metallizing merupakan proses pelapisan salah satu sisi film plastik transparan
dengan logam aluminium (dengan ketebalan sekitar 0.03-0.1 m) pada kondisi yang sangat
vakum. kemasan metalized plastic dapat menahan gas, dan meningkatkan perlindungan
terhadap aroma, uap air, dan cahaya (Hasnaini, 2012). Foil pada aluminium foil merupakan
bahan kemas dari logam yang juga sering digunakan, berupa lembaran dengan ketebalan
kurang dari 0.15 mm. Foil mempunyai sifat hermetis (tidak dapat dilalui oleh gas),
fleksibel, dan tidak tembus cahaya. Pada umumnya digunakan sebagai bahan pelapis
(laminan) yang dapat ditempatkan pada bagian dalam (lapisan dalam) atau bagian tengah
sebagai penguat yang dapat melindungi bungkusan (Fitria, 2007). Aluminium foil dengan
ketebalan 0.0375 mm atau lebih mempunyai permeabilitas uap air nol (Fitria, 2007).
Botol gelas merupakan barier yang baik untuk benda padat, cair, gas, ataupun asam. Oleh
sebab itu botol gelas menjadi bahan pelindung yang sangat baik dari kontaminasi bau yang
berasal dari lingkungan sekitar. Botol gelas tahan terhadap kelembaban, gas, bersifat inert,
tidak bereaksi dan bermigrasi ke dalam produk makanan, dapat digunakan kembali maupun
didaur ulang, dapat ditutup kembali setelah dibuka, transparan, rigid atau kaku sehingga
dapat ditumpuk tanpa mengalami kerusakan. Botol gelas memiliki thermal shock yang
-
8
rendah, berpotensi pecah dan berpotensi menimbulkan bahaya dari pecahan kaca, memiliki
dimensi yang bervariasi. Semakin berat dan besar dimensi botol gelas tersebut maka biaya
transportasi semakin besar (Crosby, 1981 dalam Wulandari, 2008).
1.2.6. Umur Simpan
Umur simpan didefinisikan sebagai waktu selama bahan pangan tersebut tetap aman,
mempunyai karakteristik kimia, fisik, dan mikrobiologi yang dapat diterima ketika
disimpan pada kondisi penyimpanan yang dianjurkan (Kilcast & Subramaniam, 2000).
Pendugaan umur simpan makanan dapat ditetapkan dengan dua metode yaitu Extended
Storage Studies (ESS) dan Accelerated Shelf Life Testing (ASLT). ESS adalah penentuan
tanggal kadaluwarsa dengan cara menyimpan satu seri produk pada kondisi normal sehari-
hari sambil dilakukan pengamatan terhadap penurunan mutunya hingga mencapai mutu
kadaluwarsa. Metode ini sangat akurat dan tepat, namun pelaksanaannya membutuhkan
waktu yang panjang dan analisis mutu yang dilakukan relatif banyak (Budijanto et al.,
2010). Pada metode ASLT dilakukan percepatan reaksi penurunan mutu produk dengan
cara mempercepat kerusakan produk. Mempercepat kerusakan produk dapat dilakukan
dengan mengkondisikan produk diluar kondisi normal (suhu dan kelembaban yang tinggi)
untuk mengetauhi laju reaksi kerusakannya. Metode ASLT bersifat lebih efisien dan
memiliki akurasi yang cukup tinggi (Kilcast & Subramaniam, 2000). Tahapan penentuan
umur simpan dengan ASLT meliputi penetapan parameter kriteria kedaluwarsa, pemilihan
jenis dan tipe pengemas, penentuan suhu untuk pengujian, prakiraan waktu dan frekuensi
pengambilan contoh, analisis sesuai suhu penyimpanan, dan analisis pendugaan umur
simpan sesuai batas akhir penurunan mutu yang dapat ditolerir (Herawati, 2008). Metode
ASLT yang sering digunakan adalah model Arrhenius dan model kadar air kritis (Labuza
et al., 1979).
-
9
1.2.7. Ekstraksi
Ekstraksi adalah proses untuk mengambil zat terlarut dari suatu campuran dengan
bantuan pelarut dan dilakukan secara selektif . Metode ekstraksi bergantung pada polaritas
senyawa yang akan diekstrak. Ekstraksi padat-cair dipengaruhi oleh waktu ekstraksi,
suhu yang digunakan, pengadukan, dan banyaknya pelarut yang digunakan. Metode
ekstraksi padat-cair dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu maserasi, perkolasi,
soxhletasi, dan infundasi. Maserasi merupakan metode yang mudah dilakukan karena hanya
merendam sampel dalam pelarut yang sesuai pada jangka waktu tertentu. Maserasi
mempunyai kelemahan yaitu membutuhkan waktu yang relatif lama dan membutuhkan
pelarut dalam jumlah banyak. Ekstraksi ini merupakan jenis ekstraksi dingin karena dalam
prosesnya tidak dilakukan pemanasan (Rahmawan, 2011). Pada umumnya pelarut yang
sering digunakan adalah etanol karena mempunyai polaritas yang tinggi, titik didih yang
rendah dan cenderung aman. Etanol juga tidak beracun dan berbahaya serta aman
dikonsumsi dalam jumlah yang sedikit menurut standar Federal Food, Drug and Cosmetic
Regulatiom (Ramadhan & Pasha, 2010).
1.3. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui pengaruh pengeringan (cabinet dryer dan freeze dryer) dan kemasan
(metalized plastic dan botol gelas) terhadap aktivitas antioksidan serta umur simpan kapsul
bubuk biji anggur segar dan bubuk biji anggur yang sudah terfermentasi.
cover_skripsi_03hal pengesahan_Ranikata pengantar_03daftar tabel, gambar, lampiran_Ranibab1_Ranibab2_Ranibab3_Ranibab4_Ranibab5_RaniDAFTAR PUSTAKA_Ranibab7Lampiran_03