4

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pewarna Alami dan Penggunaannya

Pewarna alami brasal dari sumber hayati yang beraneka ragam, sehingga

pewarna tersebut jug memiliki sifat kelarutan dan stabilitas yang berbeda-beda.

Berbagai pewarna alami memiliki kelebihan tersendiri, meskipun pigmen

merupakan sumber pewarna alami yang memberikan warna pada produk makanan-

minuman dan produk industry lainnya namun juga berguna dalam perkembangan

dunia kesehatan dan kosmetik dalam memenuhi kebutuhan serta memberi

fungsional bagi kesehatan manusia (Saati, 2004).

Pigmen sebagai senyawa biokatif sangat bermanfaat bagi kesehatan

manusia, tidak hanya sebagai zat pewarna alami produk makananminuman namun

juga sangat potensial dikembangkan menjadi obat herbal maupun suplemen seperti

tablet effervescent, yang akhir-akhir makin marak diminati masyarakat sebagai

penyumbang komponen aktif tertentu guna meningkatkan kesehatan. Di negara

maju penggunaan zat pewarna alami pada produk makanan sudah digalakkan,

produk perwarna alami yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk

minuman, makanan, obat-obatan, suplemen diet, kosmetik, barang kerajinan

maupun pakan ternak (US Patent No. 20090246343, Wu et. al, 2008 dalam Saati,

2011).

2.1.1 Pigmen Antosianin dan Aplikasinya

Antosianin adalah zat penyebab warna merah, orange, ungu, dan biru. Banyak

terdapat pada bunga dan buah-buahan seperti bunga mawar, pacar air, kembang

5

sepatu, bunga tasbih atau kana, krsan, pelargonium, aster cina, dan buah apel, chery,

anggur, stoberi, buah manggis serta umbi ubi jalar. Penggunaan zat pewarna alami,

misalnya pigmen antosianin masih terbatas pada beberapa produk makanan, seperti

produk minuman (sari buah, juice, dan susu) (Saati, 2006).

Antosianin merupakan kelompok pigmen yang larut dalam air dan berwarna

merah sampai biru yang tersebar dalam tanaman. Sebagian besar, antosianin

mengalami perubahan selama penyimpanan dan pengolahan. Faktor-faktor yang

mempengaruhi stabilitas antosianin adalah pH, temperatur, sinar dan oksigen serta

factor-faktor lain seperti enzim dan ion logam. Umumnya antoogsidan lebih stabil

dalam kondisi asam, media bebas oksigen dalam kondisi suhu dingin dan kondisi

yang gelap (Saati dan Azizah, 2008).

Antosianin adalah zat warna alami yang bersifat sebagai antioksidan yang

terdapat dalam tumbuh-tumbuhan. Lebih dari 300 struktur antosianin yang

ditemukan telah diidentifikasi secara alami (Wrolstad, 2001). Antosianin adalah

pigmen dari kelompok flavonoid yang larut dalam air, berwarna merah sampai biru

dan tersebar luas pada tanaman. Terutama terdapat pada buah dan bunga, namun

juga terdapat pada daun. Kadar antosianin cukup tinggi terdapat pada berbagai

tumbuh-tumbuhan seperti misalnya: bilberries (vaccinium myrtillus L), minuman

anggur merah (red wine), dan anggur (Jawi dkk., 2007).

Salah satu pigmen yang dapat diekstrak dari sumber bahan hayati adalah

antosianin yang termasuk golongan senyawa flafonoid. Identifikasi antosianin

diperlukan untuk mengetahui struktur dan komposisi antosianin dalam suatu bahan

pangan karena ciri kimia antosianin berhubungan dengan kestabilan dan aktivitas

6

hayati dan antosianin. Pigmen antosianin berperan dalam timbulnya warna merah

hingga biru pada beberapa bunga, buah dan daun (Anderson dan Bernard, 2001).

Secara kimia semua antosianin merupakan turunan suatu struktur aromatik

tunggal, yaitu penambahan atau pengurangan gugus hidroksil atau dengan metilasi

atau glikosida (Harborne, 1987 dalam Saati, 2002). Terdapat enam antosianidin

yang umum. Antosianidin ialah aglikon antosianin yang terbentuk bila antosianin

dihidrolisis dengan asam. Antosianidin yang paling umum sampai saat ini ialah

sianidin yang berwarna merah lembayung. Warna jingga disebabkan oleh

pelargonidin yang gugus hidroksilnya kurang satu dibandingkan sianidin,

sedangkan warna merah lembayung dan biru umumnya disebabkan oleh delfinidin

yang gugus hidroksilnya lebih satu dibandingkan sianidin.

Tiga jenis eter metal antosianidin juga sangat umum, yaitu peonidin yang

merupakan turunan sianidin, serta petunidin dan malvidin yang terbentuk dari

delfinidin. Masing-masingantosianidin tersebut terdapat sebagai sederetan

glikosida dengan berbagai gula yang terikat. Keragaman utama ialah sifat gulanya

(glukosa, galaktosa, ramnosa, xilosa atau arabinosa), jumlah satuan gula (mono-,

di-, atau triglikosida), dan letak ikatan gula biasanya pada 3-hidroksi atau pada 3-

dan 5- hidroksi (Harborne, 1987 dalam Saati, 2002).

Menurut Suryaningrum et al (2006) aktivitas antioksidan memiliki

kelemahan sifatnya mudah rusak bila langsung terpapar cahaya, oksigen, suhu

tinggi, dan pengeringan. Hal ini dikarenakan ada faktor-faktor yang mempengaruhi

analisa aktivitas antioksidan menurun diantaranya yaitu:

7

a) Kekeruhan

Kekeruhan dalam sampel es krim dengan penamabahan ekstrak pigmen

terdapat pada bahan pembuatan es krim seperti susu skim, dan yoghurt. Saat sampel

keruh maka tidak dapat melihat aktivitas antioksidan pada sampel tersebut. Untuk

mengantisipasi adanya kekeruhan maka bisa menggunakan cara pengenceran

menggunakan aquades.

b) Proses pengenceran dan penyaringan

Pada waktu proses pengenceran menggunakan aquades terlalu banyak,

sehingga dapat mengurangi aktivitas antioksidan pada es krim yoghurt dengan

penambahan ekstrak pigmen. Saat penyaringan masih terdapat sisa kekeruhan maka

juga dapat mempengaruhi adanya aktivitas antioksidan.

c) Sampel bewarna

Pada sampel yang bewarna juga dapat mempengaruhi adanya aktivitas

antioksidan. Untuk mengetahui adanya aktivitas antioksidan itu tidak bewarna atau

bening, maka apabila sampel bewarna dapat mempengaruhi adanya aktivitas

antioksidan yang akan di uji.

Faktor yang juga mempengaruhi stabilitas antosianin adalah struktur

antosianin dan komponen-komponen lain yang terdapat pada bahan pangan

tersebut. Antosianin dapat membentuk kompleks dengan komponen polifenolik

lainnya. Komponen flavonol dan flavon yang biasanya selalu berkonjugasi dengan

antosianin juga memiliki kontribusi dalam menjaga stabilitas antosianin Proses

pemanasan juga merupakan faktor terbesar yang menyebabkan kerusakan

antosianin. Antosianin akan berubah warna seiring dengan perubahan nilai pH.

Pada pH tinggi antosianin cenderung bewarna biru atau tidak berwarna, sedangkan

8

untuk pH rendah berwarna merah. Kebanyakan antosianin menghasilkan warna

merah keunguan pada pH kurang dari 4. Jumlah gugus 6 hidroksi atau metoksi pada

struktur antosianidin, akan mempengaruhi warna antosianin. Adanya gugus hidroksi

yang dominan menyebabkan warna cenderung biru dan relatif tidak stabil, sedangkan

jika gugus metoksi yang dominan pada struktur antosianidin, akan menyebabkan warna

cenderung merah dan relatif stabil (Hidayah, 2013).

Gambar 1. Struktur Antosianidin (Hidayah ,2013)

2.1.1.1 Ekstraksi Pigmen Antosianin

Isolasi pigmen dapat dilakukan dengan cara mengekstrak bahan dengan

menggunakan pelarut yang sesuai dengan kepolarannya dengan zat yang akan

diekstrak. Ekstraksi senyawa golongan flavonoid dianjurkan dilakukan pada

suasana asam karena asam berfungsi mendenaturasi membrane sel tanaman,

kemudian melarutkan pigmen antosianin sehingga dapat keluar dari sel, serta

mencegah oksidasi flavonoid (Robinson, 1995). Senyawa golongan flavonoid

termasuk senyawa polar dan dapat diekstraksi dengan pelarut yang bersfiat polar

pula. Beberapa pelarut yang bersifat polar diantaranya etanol, air dan etil asetat.

Pigmen antosianin yang merupakan flavonoid merupakan pigmen yang

paling luas dan penting karena banyak tersebar pada berbagai organ tanaman,

terutama pada bunga (ditetukan hampir 30% terkandung dalam berat keringnya).

9

Pelarut yang sering digunakan untuk mengekstrak antosianin adalah alkohol, etanol

dan metanol, isopropanol, aseton atau dengan air (aquadest) yang dikombinasikan

dengan asam, seperti asam klorida (HCl), asam aserat, asam format, atau asam

askorbat (Saati, 2006).

2.1.1.2 Buah Naga

Buah naga termasuk famili kaktus berbentuk lonjong, kulit buah berwarna

merah, berdaging putih dan berbiji kecil-kecil mirip biji selasih. Rasanya manis

menyegarkan buah naga bisa dikonsumsi langsung atau diolah menjadi pie, punch,

jus, sorbet dan hidangan dessert lainnya (Wirakusumah, 2006). Menurut Saati

(2012) didalam tanaman, pigmen antosianin terdapat jaringan mesofil tanamaman

bersama – sama dengan molekul air. Salah satu pigmen utama yang terdapat dalam

jaringan tanaman adalah antosianin.

Menurut Amat (2008), mulanya buah naga dibawa ke Vietnam sebagai

tanaman hias yang kemudian ditanam secara besar-besaran setelah mengetahui

keenakan buahnya. Kini negara Vietnam telah menjadi sumber pemasok utama

dunia untuk buah naga. Di Indonesia telah ada ditanam sejak beberapa tahun lalu,

benihnya diambil dari Thailand, berbagai jenis merah, putoh, dan kuning, namun

banyak menanam jenis merah karena harganya lebih baik. Di negara Spanyol buah

naga disebut dengan nama Pitaya, sedang di Cina dinamakan dengan Paw Wong Fa

Kor atau Thang Loy, di Asia Timur disebut sebagai Dragon Fruit, di Indonesia

dikenal dengan Buah Naga dan juga yang menamakan sebagai Mustika.

10

Gambar 2. Buah dan Kulit Buah Naga Merah (Faridah, dkk, 2015).

Morfologi tanaman buah naga terdiri dari akar, batang, daun, dan buah. Akar

tanaman ini merupakan akar serabut dan batangnya berwarna hijau berpenampang

segitiga, segi empat ataupun segi enam. Pada batang terdapat duri-duri kecil

berwarna hitam yang tumbuh di sepanjang batang. Di bagian duri muncul ini akan

tumbuh bunga yang bentuknya mirip dengan bunga wijaya kusuma. Bunga yang

tidak rontok akan berkembang menjadi buah.

Buah naga bentuknya bulat agak lonjong seukuran dengan buah alpukat. Kulit

buahnya berwarna merah menyala untuk jenis buah naga putih dan merah, berwarna

merah gelap untuk buah naga hitam dan berwarna kuning untuk buah naga kuning.

Disekujur kulitnya dipenuhi jumbai-jumbai yang dianalogikan dengan sisik seekor

naga (Hariyanto, 2007).

2.1.1.2.1 Taksonomi Tanaman Buah Naga

Menurut Hariyanto (2007), tanaman buah naga diklasifikasikan sebagai

berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatopyta

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Cactales

Famili : Cactacae

11

Genus : Hylocereus

Spesies : Hylocereus undatus (buah naga putih/ daging putih)

Hylocereus costaricensis (buah naga merah/daging merah)

Jenis buah naga yang kini banyak dibudidayakan adalah jenis buah naga putih

(Hylocereus undatus), buah naga merah (Hylocereus costaricensis), dan buah naga

kuning (Selenicerius megalanthus), namun jenis buah naga merah dan putih yang

banyak beredar di pasaran. Ketiga jenis buah naga tersebut memiliki ciri-ciri yang

berbeda yaitu :

1. Buah Naga Putih (Hylocereus undatuss)

Buah naga putih termasuk tanaman jenis kaktus pemanjat dengan bentuk buah

bulat agak lonjong. Kulit uahnya berwarna merah bersisik. Daging buahnya

berwarna putih, teksturnya lunak dan bertabur biji kecil-kecil berwarna hitam. Berat

buah naga putih berkisar 500-600 gram/buah.

2. Buah Naga Merah (Hylocereus costaricensis)

Buah naga putih termasuk tanaman jenis kaktus pemanjat dengan bentuk buah

bulat mirip buah nanas. Kulit uahnya berwarna merah bersisik. Daging buahnya

berwarna merah, teksturnya lunak dan bertabur biji kecil-kecil berwarna hitam.

Berat buah naga merah berkisar 400-500 gram/buah.

3. Buah Naga Kuning (Selenicerius megalanthus)

Buah naga kuning termasuk jenis kaktus pemanjat dengan bentuk buah bulat

agak lonjong. Kulit buahnya berwarna kuning penuh tonjolan didekujur kulit buah.

Daging buahnya berwarna putih agak bening, teksturnya lunak dan bertabur biji

kecil-kecil berwarna hitam. Berat buah naga kuning berkisar 300-400 gram/buah.

12

Selain ketiga jenis buah tersebut, ada dua jenis buah naga yang belum begitu

populer dan masih langka yaitu buah naga Super red (Hylocereus mommoth).

Dengan ciri kulit merah dan daging buahnya berwarna lebih merah, buah naga

hitam (Hylocereus madagascariensis) dengan ciri kulit berwarna merah bersisik

kehitaman (Hariyanto, 2007).

Menurut Senior (2007), ada empat jenis buah naga, yaitu buah naga daging

putih (Hylocereus undatus), buah naga daging merah (Hylocereus polyrhizus), buah

naga daging super merah (Hylocereus costaricensis), dan buah naga kulit kuning

daging putih (Selenicerius megalanthus). Dari keempat jenis buah naga tersebut,

buah naga daging putih paling digemari dan diminati. Selain bentuk dan ukurannya

yang lebih besar dan tiga jenis buah naga lainnya, buah naga daging putih juga

terasa lebih segar karena mengandung rasa masam yang khas.

Buah naga ini mempunya jenis yang berbeda-beda. Pada dasarnya buah

naga mempunyai 9 jenis yang ada, namun orang awam menyebutkan ada 3 jenis

buah naga berdasarkan warna daging buahnya. Daging buah naga ada 3 macam

warna yaitu putih, merah, dan ungu dengan taburan biji-biji yang berwarna hitam

yang boleh dimakan. Rasa buah naga adalah seperti buah kiwi. Ciri-ciri unik inilah

yang menjadikan buah naga amat sesuai dijasikan campuran dalam salad buah-

buahan.

2.1.1.2.2 Kandungan Kulit Buah Naga

Kulit buah naga mengandung vitamin C, vitamin E, vitamin A, alkaloid,

terpenoid, flavonoid, tiamin, niasin, piridoksin, kobalamin, fenolik, karoten, dan

fitoalbumin (Jaafar et al., 2009). Menurut penelitian Wu et al., (2006) keunggulan

dari kulit buah naga yaitu kaya polifenol dan merupakan sumber antioksidan. Selain

13

itu aktivitas antioksidan pada kulit buah naga lebih besar dibandingkan aktivitas

antioksidan pada daging buahnya, sehingga berpotensi untuk dikembangkan

menjadi sumber antioksidan alami. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan

oleh Nurliyana et al (2010) yang menyatakan bahwa ektrak klorofom kulit buah

naga merah mampu menghambat 83,48 ± 1,02% radikal bebas, sedangkan pada

daging buah naga hanya mampu menghambat radikal bebas sebesar 27,45% ±

5,03%.

Kandungan protein kulit buah naga merah sebesar 3,2%. Kandungan tersebut

lebih rendah dibandingkan dengan buah-buahan dan sayuran lainnya antara 2,7%-

24,9%. Kandungan lemak kulit buah naga merah sebesar 0,7%. Kandungan abu

kulit buah naga merah sebsar 19,3% yaitu lebih tinggi dibandingkan sengan sumber

buah-buahan dan sayuran lainnya. Sebaliknya kandungan karbohidrat kulit buah

naga merah sebesar 72,1% yaitu lebih rendah dibanding buah-buahan dan sayuran.

Selain itu, kulit buah naga menunjukan aktivitas antioksidan yang tinggi sebesar

13,8%. Betasianin juga menyumbang terhadap kandungan total phenol, yang

disebabkan oleh struktur phenol dalam molekul. Kandungan total phenol dari

ekstrak kulit buah naga merah sebesar 22,7% GAE/100g. Kandungan flavonoid dari

ekstrak kulit buah naga menggunakan aseton sebesar 9,1 ± 0,2 dari katechin

equivalent/100g. Kandungan antosianin kulit buah naga merah sebesar 58,0720 ±

0,0001 mg/L. Adapun komposisi kimia kulit buah naga merah dapat dilihat pada

tabel 1.

14

Tabel 1. Komposisi Kulit Buah Naga Merah

Komposisi Gizi Jumlah

Protein (%) 3,2 ± 0,2

Lemak (%) 0,7 ± 0,2

Abu (%) 19,3 ± 0,2

Karbohidrat (%) 72,1 ± 0,2

Betasianin (mg/100g) 5,7 ± 0,3

Phenol (GAE/100g) 22,7 ±1,3

Flavonoid (katechin/100g)

Antosianin (mg/L)

Antioksidan (%)

9,1 ± 0,2

58,0720 ± 0,0001

13,8 ± 1.3

Sumber: Saneto (2012) dan Putri dkk (2015)

2.1.2 Pigmen Karotenoid

Pigmen karotenoid merupakan pigmen yang terlarut dalam lemak. Pigmen

karotenoid dapat digunakan sebagai pewarna alami untuk memberi warna pada

produk-produk makanan seperti susu, telur, mentega, minyak dan keju serta dapat

digunakan untuk keperluan dalam bidang kesehatan (Gross, 1987). Selain itu

pigmen karotenoid data digunakan sebagai pewarna alami Iniller cream atau

whipped cream sebagai topping cake atau kue khas hias (Sutomo, 2006).

Karotenoid merupakan suatu zat alami yang sangat penting dan mempunyai

sifat larut dalam lemak atau pelarut organik tetapi tidak larut dalam air yang

merupakan suatu kelompok pigmen berwarna oranye, merah atau kuning. Senyawa

ini ditemukan tersebar luas dalam tanaman dan buah-buahan dan tidak diproduksi

oleh tubuh manusia. Karakteristik dari karotenoid adalah sensitive terhadap alkali

dan sangat sensitif terhadap udara dan sinar terutama pada suhu tinggi, tidak larut

dalam air, gliserol dan propilen glikol. Karotenoid larut dalam minyak makan pada

suhu kamar (Kumalaningsih, 2007). Cara ekstraksi karotenoid sangat efisien karena

sifat komponen yang akan dipisahkan sensitive terhadap panas, mempunyai titik

15

didih yang berdekatan, dan mempunyai sifat penguapan yang relatif rendah (Jos et

all, 2003).

Karotenoid terdapat dalam kloroplas (0,5 %) bersama-sama dengan klorofil

(9,3 %), terutama pada bagian permukaan atas daun. Pada dedaunan hijau selain

klorofil terdapat juga karotenoid. Karotenoid juga terdapat dalam buah pepaya,

kulit pisang, tomat, mangga, wortel, ubi jalar, dan pada beberapa bunga yang

berwarna kuning dan merah. Diperkirakan lebih dari 100 juta ton karotenoid

diproduksi setiap tahun di alam. Beberapa jenis karotenoid yang terdapat di alam

dan bahan makanan adalah β-karoten (berbagai buah-buahan yang kuning dan

merah), likopen (tomat), dan biksin (annatis) (Winarno, 2002).

Likopen atau yang sering disebut sebagai α-carotene adalah suatu

karotenoid pigmen merah terang yang banyak ditemukan dalam buah tomat dan

buah-buahan lain yang berwarna merah. Likopen merupakan karotenoid yang

sangat dibutuhkan oleh tubuh dan merupakan salah satu antioksidan yang sangat

kuat (Wikipedia, 2007). Kemampuannya mengendalikan radikal bebas 100 kali

lebih efisien daripada vitamin E atau 12500 kali dari pada gluthation. Selain sebagai

anti skin aging, lycopene juga memiliki manfaat untuk mencegah penyakit

cardiovascular, kencing manis, osteoporosis, infertility, dan kanker terutama kanker

prostat.

2.1.2.1 Ekstraksi Pigmen Karatenoid

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan Maulida dan Naufal (2010)

konsentrat likopen telah berhasil diekstraksi dari buah tomat dengan metoda

ekstraksi cair–cair menggunakan pelarut campuran n–heksana, aseton, dan etanol

dengan kadar 5,14 mg/100 g. Sedangkan Fitri (2007) telah berhasil mengisolasi

16

likopen dari buah tomat menggunakan metode kromatografi kolom alumina dan

eluen petroleum eter dengan kadar 30 mg/g berat bahan.

Pemilihan pelarut ekstraksi bergantung pada keadaan sampel dan komposisi

karotenoid. Karoten larut pada pelarut nonpolar seperti heksana dan toluen

sedangkan xanthofil larut pada pelarut polar seperti etanol dan piridin. Jika kisaran

kepolaran karotenoid dalam sampel sangat lebar, maka cara ekstraksinya

memerlukan lebih dari satu jenis pelarut, sehingga digunakan pelarut campuran,

misalnya aseton-metanol (Britton et al., 1995 dalam Susilowati, 2008).

Dalam penelitian pengambilan likopen dari buah tomat dilakukan dengan

proses ekstraksi dengan menggunakan solvent campuran aseton, n-heksan, dan

etanol. Dalam pengujian/analisis likopen dalam produk tomat dapat dilakukan

dengan menggunakan beberapa metode seperti HPLC, spektrofotometer atau

melalui pengukuran warna (Sunarmani, 2003).

2.1.2.2 Buah Tomat

Tomat (Solanum lycopersicum) merupakan salah satu produk hortikultura

yang berpotensi, menyehatkan dan mempunyai prospek pasar yang cukup

menjanjikan. Tomat, baik dalam bentuk segar maupun olahan, memiliki komposisi

zat gizi yang cukup lengkap dan baik. Buah tomat terdiri dari 5- 10% berat kering

tanpa air dan 1 persen kulit dan biji. Jika buah tomat dikeringkan, sekitar 50% dari

berat keringnya terdiri dari gula-gula pereduksi (terutama glukosa dan fruktosa),

sisanya asam-asam organik, mineral, pigmen, vitamin dan lipid. Varietas buah

tomat yang ada di Indonesia adalah varietas Intan, Ratna,

Berlian, Merah, Mutiara, Moneymaker, Precious F1 hybrid (TW-375), varietas

Farmers 209 F1 hybrid (TW-369), dan varietas Sugar Pearl F1 hybrid (TW-373).

17

Penamaan tersebut merupakan penamaan resmi dikeluarkan pemerintah,

sedangkan nama-nama lain yang sering dipakai dalam perdagangan diantaranya

adalah tomat biasa, tomat apel, tomat kentang, dan tomat keriting

(Setiawan,1994).

Gambar 3. Buah Tomat (Lycopersicum esculentum Mill)

2.1.2.2.1 Taksonomi Tanaman Tomat

Sistematika tanaman tomat menurut para ahli botani adalah sebagai

berikut:

2.1.2.2.2 Kandungan Kimia Buah Tomat

Buah tomat merupakan sayuran yang kaya akan berbagai senyawa

antioksidan seperti likopen, α-karoten, β-karoten, lutein, vitamin C, flavonoid, dan

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiosperma

Kelas : Dicotyledoneae

Ordo : Tubiflorae

Famili : Solanaceae

Genus : Lycopersicum

Spesies : Lycopersicum esculentum Mill.

18

vitamin E. Adapun komposisi dan kandungan nutrisi buah tomat dapat dilihat pada

tabel 2 dibawah ini.

Tabel 2. Komposisi Bahan Penyusun Buah Tomat.

Bahan penyusun Kandungan zat gizi/100 g b.d.d*

Protein (g) 1,00

Lemak (g) 0,30

Karbohidrat (g) 4,20

Kalsium (mg) 5,00

Fosfor (mg) 57,00

Zat besi (mg) 0,50

Vitamin A (SI) 1500,00

Vitamin B1 (mg) 0,06

Vitamin C (mg) 40,00

Air (g) 94,00

Kal (kal) 20,00

Bagian yang dapat dimakan 95,00

*b.d.d = berat yang dapat dimakan

Sumber: Departemen Kesehatan R.I. (1981)

2.2 Es Krim

Es krim dapat didefinisikan sebagai makanan beku yang dibuat dari produk

susu dan dikombinasikan dengan pemberi rasa dan pemanis. Menurut Standar

Nasional Indonesia, es krim adalah sejenis makanan semi padat yang dibuat dengan

cara pembekuan tepung es krim atau campuran susu, lemak hewani maupun nabati,

gula, dan dengan atau tanpa bahan makanan lain yang diizinkan. Campuran bahan

es krim diaduk ketika didinginkan untuk mencegah pembentukan kristal es yang

besar (Arbuckle, 2000).

19

Pada pembuatan es krim, komposisi adonan akan sangat menentukan kualitas

es krim tersebut nantinya. Banyak faktor yang mempengaruhi kualitas tersebut,

mulai dari bahan baku, proses pembuatan, proses pembekuan, pengepakan, dan

sebagainya. Pada proses pembuatan seluruh bahan baku es krim akan dicampur,

menjadi suatu bahan dasar es krim. Pada proses ini dikenal beberapa istilah, salah

satunya yaitu viskositas/kekentalan. Kekentalan pada adonan es krim akan

berpengaruh pada tingkat kehalusan tekstur, serta ketahanan es krim sebelum

mencair. Proses pembuatannya sendiri melalui pencampuran atau mixer bahan-

bahan menggunakan alat pencampur yang berputar (Harris, 2011).

Es krim merupakan salah satu produk olahan susu yang dibuat dengan cara

membekukan dan mencampur bahan baku secara bersama-sama. Bahan yang

digunakan dalam proses pembuatannya biasanya adalah kombinasi susu dengan

satu atau lebih bahan tambahan lain seperti gula dan madu dengan atau tanpa

stabilizer. Campuran tersebut akan membentuk sistem emulsi beku. Oleh karena

itu, mutu es krim yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh cara pengolahan dan

bahan baku termasuk stabilizer yang digunakan (Sinurat et al., 2006). Jumlah

protein di dalam es krim cukup tinggi. Protein tersebut sebagian besar berasal dari

susu yang mengandung protein hewani yang sangat baik dan sisanya berasal dari

bahan penstabil. Menurut SNI 01-3713-1995, syarat mutu es krim adalah sebagai

berikut.

20

Tabel 3. Syarat Mutu Es Krim Menurut SNI 013713-1995

No. Kriteria Uji Satuan Persyaratan

1 Keadaan:

Penampakan - Normal

Bau - Normal

Rasa - Normal

2 Lemak % b/b Minimum 5,0

3 Gula dihitung % b/b Minimum 8,0

Sebagai sukrosa

4 Protein % b/b Minimum 2,7

5 Jumlah padatan % b/b Minimum 3,4

6 Bahan tambahan makanan;

Pewarna tambahan - Negatif

Peanis buatan -

Pemantap dan -

Pengemulsi

7 Cemaran logam:

Timbal (Pb) mg/kg Maksimum 1,0

Tembaga (Cu) mg/kg Maksimum 20,0

8 Cemaran Arsen (As) mg/kg Maksimum 0,5

9 Cemaran mikroba:

Angka lempeng total Koloni/g Maksimum 2,0 x 105

MPN Coliform APM/g < 3

Salmonella Koloni/g Negative

Listeria SPP Koloni/g Negative

Sumber: BSN (1995)

Beberapa jenis es krim komersial diklasifikasikan menjadi nonfat ice cream,

lowfat ice cream, light ice cream, reduced fat ice cream, soft serve ice cream, ice

cream, deluxe ice cream, sherbet, dan ice (Marshall dan Arbuckle, 2000).

Komposisi dari beberapa jenis es krim tersebut sangat bervariasi, menurut Mc

Sweeney & Fox (2009), komposisi es krim paling baik adalah 12% lemak, padatan

susu tanpa lemak 11%, gula 15%, bahan penstabil dan pengemulsi 0,3% dan total

padatan 38,3%.

21

2.2.1 Komposisi Kimia Es Krim Yoghurt

2.2.1.1 Susu

Susu merupakan makanan alami yang hampir sempurna. Sebagian besar zat

gizi essensial ada dalam susu, di antaranya yaitu protein, kalsium, fosfor, vitamin

A, dan tiamin (vitamin B1). Susu merupakan sumber kalsium paling baik karena

disamping kadar kalsium yang tinggi, laktosa di dalam susu membantu absorpsi

susu di dalam saluran cerna (Almatsier, 2002).

Tabel 4. Kandungan Gizi Susu Sapi per 100 g

Kandungan Zat Gizi Komposisi

Energy (kkal) 61,00

Protein (g) 33,20

Lemak (g) 3,50

Karbohidrat (g) 4,30

Kalsium (mg) 143,00

Fosfor (mg) 60,00

Besi (mg) 1,70

Vitamin A (µg) 39,00

Vitamin B1 (µg) 0,03

Vitamin C (µg) 1,00

Air (g) 88.30

Sumber: Daftar Komposisi Bahan Makanan (Depkes RI, 2005)

Terdapat berbagai jenis susu dan produk susu antara lain adalah susu sapi, susu

kambing, susu bubuk full cream, susu bubuk skim, susu kultur, susu kental bergula

(condensed milk). Selain itu, terdapat juga susu kental tak bergula (evaporated milk),

keju, kepala susu (cream) dan yoghurt. Susu sapi mengandungi 62 kalori energi dan

88,3 g air. Kandungan lemak dan karbohidrat dalam susu sapi masing-masing 3,5 g dan

4,3 g. Susu sapi mengandung sebanyak 143 mg kalsium dan 0,03 mg tiamin. Susu

kambing mengandungi 64 kalori dan kandungan air yang lebih rendah jika

dibandingkan dengan susu sapi yaitu 85,9 g. Kandungan lemak dan karbohidrat dalam

susu kambing masing-masing 6,6 g dan 0,9 g. Selain itu, kandungan kalsium susu

22

kambing adalah lebih rendah dari susu sapi yaitu sebanyak 98 mg (Hutagalung, dkk,

2007).

Susu bubuk full cream mengandungi 513 kalori dan 3,5 g air. Lemak yang

terdapat dalam susu bubuk full cream ialah 30 g. Kandungan kalsium susu ini ialah 895

mg. Susu bubuk skim memiliki 359 kalori dan kandungan air sebanyak 35 g. Susu ini

mengandungi 0,1 g lemak dan 52 g karbohidrat. Kandungan kalsium susu bubuk skim

adalah yang tertinggi yaitu 1300 mg (Hutagalung dkk, 2007).

2.2.1.2 Bahan Pemanis

Dilihat dari sumber pemanis dapat dikelompokkan menjadi pemanis alami

dan pemanis buatan (sintetis). Pemanis alami biasanya berasal dari tanaman.

Tanaman penghasil pemanis yang utama adalah tebu (Saccharum officanarum l)

dan bit (Beta vulgaris l). Bahan pemanis yang dihasilkan dari kedua tanaman

tersebut dikenal sebagai gula alam atau sukrosa. Pemanis sintetis adalah bahan

tambahan yang dapat menyebabkan rasa manis pada pangan, tetapi tidak memiliki

nilai gizi (Cahyadi, 2008).

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan untuk mengetahui hubungan struktur

kimia bahan pemanis dengan rasa manis adalah mutu rasa manis, intensitas rasa manis,

dan kenikmatan rasa manis (Cahyadi, 2008).

1. Mutu rasa manis

Faktor ini sangat bergantung dari sifat kimia bahan pemanis dan kemurniannya.

Dari uji sensoris menunjukkan tingkat mutu rasa manis yang berbeda antara bahan

pemanis satu dengan yang lainnya. Bahan alami yang dapat mendekati rasa manis,

kelompok gula yang banyak dipakai sebagai dasar pembuatan bahan pemanis sintetis

adalah asam-asam amino. Salah satu dipeptida seperti aspartam memiliki rasa manis

23

dengan mutu yang serupa dengan kelompok gula dan tidak memiliki rasa ikutan.

Sedangkan pada sakarin dan siklamat menimbulkan rasa ikutan pahit yang semakin

terasa dengan bertambah bahan pemanis. Rasa pahit tersebut diduga terkait dengan

struktur molekulnya, karena dengan pemurnian yang bagaimanapun tidak dapat

menghilangkan rasa pahit.

2. Intensitas rasa manis

Intensitas rasa manis menunjukkan kekuatan atau tingkat kadar kemanisan

suatu bahan pemanis. Intensitas rasa manis berkaitan dengan nilai relatif rasa manis

dalam yang sama maupun yang berbeda antara masing-masing bahan pemanis. Masing-

masing pemanis berbeda kemampuannya untuk merangsang indra perasa. Kekuatan

rasa manis yang ditimbulkan oleh bahan pemanis dipengaruhi oleh beberapa faktor

diantaranya adalah suhu dan tempat mediumnya (cair atau padat).

3. Kenikmatan rasa manis

Bahan pemanis ditambahkan dengan tujuan untuk memperbaiki rasa dan bau

bahan pangan sehingga rasa manis yang timbul dapat meningkatkan kelezatan.

Meskipun rasa manis yang tepat sangat disukai, tetapi pemanis yang berlebihan akan

terasa tidak enak.

2.2.1.3 Bahan Penstabil (Stabilizer)

Bahan penstabil (stabilizer) merupakan salah satu jenis bahan aditif yang

ditambahkan dalam jumlah kecil guna mempertahankan stabilitas emulsi dan

memperbaiki kelembutan produk, mencegah terbentuknya kristal es yang besar,

menciptakan keseragaman produk, memberikan ketahanan agar tidak meleleh atau

mencair, dan memperbaiki sifat produk. Bahan penstabil yang ditambahkan dalam

proses pembuatan es krim memiliki fungsi untuk membantu menahan terjadinya

pengkristalan es krim pada saat masa penyimpanan dan menstabilkan pengadukan

24

dalam proses pencampuran bahan baku es krim (Chan, 2010). Cara kerja bahan

penstabil adalah dengan menurunkan tegangan permukaan bahan dengan cara

membentuk lapisan pelindung yang menyelimuti globula fase terdispersi, sehingga

senyawa yang tidak larut akan lebih mudah terdispersi dalam sistem dan bersifat

stabil (Fennema, 2008).

Zat-zat yang termasuk dalam bahan penstabil dan umumnya sering

digunakan dalam proses pembuatan es krim antara lain gum arab, gelatin, agar,

natrium alginat, pektin, karagenan dan Carboxy methyl cellulose (CMC). Bahan

penstabil berperan untuk meningkatkan kekentalan ICM terutama pada saat

sebelum dibekukan dan memperpanjang masa simpan es krim karena dapat

mencegah kristalisasi es selama penyimpanan. Kadar penstabil dalam es krim yaitu

antara 0% sampai 0,5% (Harris, 2011).

2.2.2 Proses Pembuatan Es Krim

1. Pasteurisasi

Pasteurisasi merupakan suatu proses memanaskan makanan dengan tujuan

membunuh organisme perusak seperti bakteri, virus, protozoa, kapang, dan khamir.

Pasteurisasi es krim mix dilakukan dengan tujuan untuk membunuh sebagian besar

mikroba, terutama dari golongan patogen, melarutkan dan membantu pencampuran

bahan-bahan penyusun, menghasilkan produk yang seragam dan memperpanjang

umur simpan. Pasteurisasi dapat dilakukan dengan empat metode yaitu batch

system pada suhu 68°C selama 25-30 menit, HTST (High Temperature Short Time)

pada suhu 79°C selama 25-30 detik, UHT (Ultra High Temperature) pada suhu

99°C-130°C selama 4 detik, dan pasteurisasi vakum pada suhu 90°C-97°C selama

2 detik (Winarno, 2002).

25

2. Homogenisasi

Homogenisasi pada pembuatan es krim bertujuan untuk menyebarkan

globula lemak secara merata keseluruh produk, mencegah pemisahan globula

lemak ke permukaan selama proses pembekuan dan untuk memperoleh tekstur

yang halus. Homogenisasi susu dilakukan pada suhu 70°C setelah pasteurisasi

sebelum proses mixing menjadi dingin dengan suhu minimum 35°C. Manfaat

homogenisasi yaitu bahan campuran menjadi sempurna, mencegah penumpukan

disperse globula.

3. Pendinginan

Setelah proses homogenisasi, emulsi didinginkan pada suhu 4°C. Efek

utama dari pendinginan adalah mendinginkan lemak dalam proses emulsi dan

kristalisasi, mengakibatkan mikroba mengalami heat shock yang menghambat

pertumbuhan mikroba sehingga jumlah mikroba akan turun drastis. Pendinginan

dilakukan dengan cara melewatkan ICM ke elemen pendingin. Proses pasteurisasi,

homogenisasi, dan pendinginan dilakukan selama kurang lebih satu jam sepuluh

menit. ICM yang sudah mengalami perlakuan tersebut dimasukkan kedalam aging

tank untuk mengalami proses aging (Winarno, 2002).

4. Aging

Aging merupakan proses pemasakan ICM dengan cara mendiamkan adonan

selama 3-24 jam dengan suhu 4,4°C atau di bawahnya. Tujuan aging yaitu

memberikan waktu pada stabilizer dan protein susu untuk mengikat air bebas,

sehingga akan menurunkan jumlah air bebas. Perubahan selama aging yaitu

terbentuk kombinasi antara stabilizer dan air dalam adonan, meningkatkan

26

viskositas, campuran jadi lebih stabil, lebih kental, lebih halus, dan tampak

mengkilap (Winarno, 2002).

2.3 Bahan Baku Pembuatan Es Krim Yoghurt

2.3.1 Yoghurt

Kata yoghurt berasal dari bahasa Turki, yaitu “jugurt” yang berarti susu

asam. Yoghurt umumnya adalah sejenis produk susu terkoagulasi, diperoleh dari

fermentasi asam laktat melalui aktivitas Lactobacillus acidhopilus, Lactobacillus

bulgaricus dan Streptococcus thermophilus, dimana mikroorganisme dalam produk

akhir harus hidup-aktif dan berlimpah (Budiastuti, 2012). Bakteri asam laktat yang

digunakan untuk membuat yoghurt mampu memproduksi asam laktat, sehingga

produk yang terbentuk berupa susu yang mengalami koagulasi protein atau

menggumpal dengan rasa asam yang mempunyai cita rasa khas. Proses biokimia

pada yoghurt adalah selama proses fermentasi berlangsung laktosa susu diubah

menjadi asam laktat oleh bakteri asam laktat, pemecahan laktosa menjadi asam

laktat oleh aktivitas bakteri asam laktat akan meningkatkan keasaman susu,

sehingga menyebabkan yoghurt memiliki rasa asam (Jannah et al., 2014).

Yoghurt merupakan salah satu jenis minuman hasil fermentasi susu oleh

bakteri asam laktat yang mempunyai khasiat bagi kesehatan dan pengobatan tubuh.

Khasiat ini diperoleh karena adanya bakteri dalam yoghurt dan tingkat keasaman

dari yoghurt sehingga bakteri pathogen dapat di hambat. Bakteri yang biasa

digunakan dalam pembuatan yoghurt adalah Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus thermophilus. Kedua starter tersebut juga dapat dikombinasikan

dengan Lactobacillus acidophilus (Tamime, 2002).

27

Yoghurt mempunyai tekstur yang agak kental sampai kental atau semi padat

dengan kekentalan yang homogen akibat dari penggumpalan protein karena asam4

organik yang dihasilkan oleh kultur starter (Surono, 2004). Pembuatan yoghurt

terdiri persiapan bahan, persiapan starter, pasteurisasi susu, inokulasi susu dengan

starter, diinkubasi (fermentasi) (Jannah et al., 2014). Yoghurt berdasarkan

citarasanya dibedakan menjadi yoghurt alami atau sederhana dan yoghurt buah.

Yoghurt alami adalah yoghurt yang tidak dilakukan penambahan cita rasa atau

flavor yang lain sehingga asamnya tajam. Penambahan sari buah atau ekstrak buah

atau jus buah dilakukan untuk meningkatkan kualitas yoghurt, sehingga menjadi

salah satu cara diversifikasi yoghurt (Harjiyanti et al., 2013).

Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan yoghurt yaitu susu skim,

kultur starter bakteri asam laktat (Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus

thermophilus, Lactobacillus acidophilus dan sebagainya), serta ekstrak buah untuk

penambahan rasa (Jannah et al., 2014). Manfaat dari mengonsumsi yoghurt antara

lain untuk penderita lactose intolerant, melawan pertumbuhan bakteri patogen yang

sudah maupun yang baru masuk dan menginfeksi di dalam saluran pencernaan,

mereduksi kanker atau tumor di saluran pencernaan, mereduksi jumlah kolesterol

dalam darah dan stimulasi sistem syaraf, khusus untuk saluran pencernaan dan

stimulasi pembuangan kotoran (Legowo et al., 2009).

2.3.2 Susu Bubuk Krim

Lemak susu bisa dikatakan sebagai bahan utama dalam pembuatan es krim,

karena lemak susu dapat melembutkan tekstur, dimana lemak yang ada tersebar

merata dengan ukuran yang homogen dan relatif kecil (Marshall et al., 2003).

28

Lemak susu merupakan salah satu kunci rasa kaya akan lemak atau rich dan lemak

menjadikan es krim lembut di mulut (Strange, 2001).

Susu adalah cairan berwarna putih yang disekresi oleh kelenjar mammae

(ambing) pada binatang mamalia betina, untuk bahan makanan dan sumber gizi

bagi anaknya (Winarno, 1993). Susu memiliki kandungan gizi tinggi seperti

protein, lemak, mineral dan beberapa vitamin. Susu merupakan sumber kalsium

yang baik, karena di samping kadar kalsium yang tinggi, laktosa di dalam susu

membantu absorpsi di dalam saluran cerna (Almatsier, 2002).

Susu rendah lemak atau susu skim merupakan susu yang telah

diambilblemaknya (BSN, 2006). Susu tanpa lemak atau yang disebut dengan susu

skimmerupakan produk susu cair yang sebagian besar lemaknya telah dihilangkan

dan dipasteurisasi atau disterilisasi atau diproses secara Ultra High Temperature

(UHT). Susu skim mengandung semua zat makanan dari susu kecuali lemak dan

vitamin-vitamin yang larut dalam lemak. Susu skim dapat digunakan oleh orang

yang menginginkan nilai kalori yang rendah dalam makanannya karena hanya

mengandung 55% dari seluruh energi susu dan skim juga dapat digunakan dalam

pembuatan keju rendah lemak dan yogurt (Buckle et al., 1987).

2.3.3 Bahan Pemanis

Bahan pemanis digunakan untuk meningkat kualitas organoleptik (Guinard

et al., 1994; Trindade et al., 2001) dan yang biasa digunakan dalam pembuatan es

krim adalah gula pasir dan gula bit. Penggunaan gula sebanyak 14-16 % akan

menghasilkan es krim yang sangat baik. Gula yang digunakan minimal 12%. Selain

sebagai pemanis, gula juga digunakan untuk memperoleh tekstur es krim yang halus

(Idris, 2003).

29

Penambahaan gula dapat mengurangi kerusakan tekstur es krim diakibatkan

adanya kristalisasi laktosa yang menyebabkan tekstur es krim seperti berpasir atau

candy defect (Astawan, 2005). Selain itu, penggunaan gula dalam konsentrasi yang

terlalu tinggi akan menurunkan kemampuan pengembangan (Marshall et al., 2003).

2.3.4 Bahan Penstabil

Penstabil atau yang biasanya disebut dengan stabilizer merupakan suatu

kelompok dari senyawa dan biasanya yang digunakan adalah golongan gum

polisakarida. Stabilizer akan bertanggung jawab untuk menambah viskositas dalam

campuran fase tidak beku dari es krim dan memperlambat kecepatan meleleh (Goff,

2000; Cody et al., 2007). Bahan penstabil yang sering digunakan adalah gelatin,

sodium, atau bahan penstabil polisakarida (Malaka, 2007).

Bahan penstabil pada pengolahan es krim berfungsi untuk meningkatkan

viskositas pada tahap selanjutnya, sehingga dapat menambah karakteristik es krim

saat dimakan. Penggunaan bahan penstabil juga bermanfaat untuk mencegah

terbentuknya kristal es yang besar, karena membentuk sistem dispersi koloid yang

mampu mengikat air dan meningkatkan viskositas. Partikel yang tersuspensi akan

tertangkap dalam sistem tersebut dan tidak mengendap (Syahrul, 2005). Bahan

penstabil bekerja dengan cara menurunkan tegangan permukaan melalui

pembentukan lapisan pelindung yang menyelimuti globula fase terdispersi,

sehingga senyawa yang tidak larut akan lebih terdispersi dan lebih stabil dalam

emulsi (Sinurat dkk, 2007).

30

2.4 Proses Pembuatan Es Krim Yoghurt

Perhitungan komposisi es krim dilakukan dengan menetapkan terlebih

dahulu bahan-bahan yang akan digunakan sebagai bahan penyusun adonan es krim

atau Ice Cream Mix (ICM), kemudian dilakukan analisis komposisi masing-masing

bahan, terutama kadar lemak dan bahan kering total. Berdasarkan hasil analisis

tersebut dilakukan perhitungan mengenai jumlah masing-masing bahan yang

diperoleh dalam menyusun ICM untuk menghasilkan es krim dalam jumlah tertentu

dengan kadar lemak dan kadar bahan kering total yang dikehendaki (Susrini, 2003).

Tahap awal dalam pembuatan es krim adalah pencampuran semua bahan

yang digunakan dalam pembuatan es krim, setelah dilakukan perhitungan

komposisi masing-masing bahan untuk menghasilkan es krim dalam jumlah tertentu

dengan kadar lemak dan kadar bahan total yang dikehendaki (Susrini, 2003).

Penambahan ekstrak kulit buah naga sebesar 6 % diketahui meningkatkan

kadar antioksidan sebesar 15,65% pada produk es krim. Penambahan antioksidan

juga meningkatkan intinsitas warna dari produk es krim sebesar 4,47 (merah)

(Waladi, 2015). Hasil penelitian penambahan kombinasi wortel dan tomat

berpengaruh terhadap kualitas es krim yang dihasilkan yang meliputi kadar

betakaroten dan sukrosa (Dewi dkk, 2014).