MIKROENKAPSULASI EKSTRAK BEKATUL BERAS MERAH: KAJIAN JENIS DAN KONSENTRASI ENKAPSULAN
2.4 Parameter yang diamati
Parameter yang diamati pada tahap pertama meliputi : rendemen (Gardjito et al. 2006), total fenolik (Garcia et al. 2007), aktivitas antioksidan(Sompong et al. 2011), efi siensi mikroenkapsulasi (Cilek et al. 2012), kadar air (AOAC 1995), kelarutan (Marcoa et al. 2013), dan densitas(Umer et al. 2011).
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi enkapsulan berpengaruh nyata terhadap rendemen produk mikrokapsul yang dihasilkan.Nilai rata-rata rendemen produk mikrokapsul yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Grafi k hubungan antara jenis dan konsentrasi enkapsulan terhadap rendemen mikrokapsul
Gambar 1 menunjukkan bahwa rendemen mikrokapsul tertinggi diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan gum arab:maltodekstrin (1:1) dengan konsentrasi 20% yaitu sebesar 43.43%, sedangkan terendah diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan gum arab dengan konsentrasi enkapsulan 10% yaitu 28.60%. Semakin tinggi konsentrasi enkapsulan maka rendemen yang dihasilkan juga semakin tinggi.Hal ini dapat disebabkan oleh pada konsentrasi enkapsulan yang semakin tinggi mengandung jumlah padatan yang semakin tinggi pula.
Rendahnya rendemen yang dihasilkan pada mikrokapsul dengan menggunakan gumarab dapat disebabkan oleh viskositas gum arab yang tinggi. Menurut Gardjito (2006), gum arab mempunyai viskositas yang sangattinggi. Viskositasyang terlalu tinggi dapat mengganggu prosesatomisasi dan mengakibatkan pembentukandroplet yang besar dan panjang yang menyebabkan kecepatan pengeringan berkurangsehingga rendernen mikrokapsul berkurang.
Kadar Air
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi enkapsulan berpengaruh nyata terhadap kadar air produk mikrokapsul yang dihasilkan. Nilai rata-rata kadar air produk mikrokapsul yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 menunjukkan bahwa kadar air mikrokapsul tertinggi diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan gum arab dengan konsentrasi 10% yaitu sebesar 4.53% sedangkan terendah diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan maltodekstrin dengan konsentrasi enkapsulan 20% yaitu 2.02%. Semakin tinggi konsentrasi enkapsulan maka kadar air yang dihasilkan semakin rendah. Hal ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Frascareliet al. (2012) bahwa kadar air mikrokapsul menurun hingga konsentrasi enkapsulan 20%. Peningkatan konsentrasi enkapsulan mengakibatkan air yang tersedia semakin sedikit untuk diuapkan sehingga kadar air menjadi rendah. Tingginya kadar air pada produk mikrokapsul dengan enkapsulan gum arab dapat disebabkan oleh sifat gum arab yang memiliki viskositas tinggi. Menurut Gardjito (2006),
kadar air mikrokapsul dipengaruhioleh enkapsulan yang digunakan. Maltodekstrinmemiliki berat molekul yang lebihrendah (kurang dari 4000) dan struktur molekul yang lebih sederhana sehinggadengan mudah air dapat diuapkan ketikaproses pengeringan berlangsung. Gum arabmemiliki berat molekul yang lebih besar(± 500.000) dan struktur molekul yang lebihkompleks sehingga ikatan dengan molekulair lebih kuat, maka ketika proses pengeringanberlangsung molekul air agak sulitdiuapkan dan membutuhkan energi penguapanyang lebih besar.
Gambar 2. Grafi k hubungan antara jenis dan konsentrasi enkapsulan terhadap kadar air mikrokapsul
Kelarutan
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi enkapsulan berpengaruh nyata terhadap kelarutan produk mikrokapsul yang dihasilkan.Nilai rata-rata kelarutan produk mikrokapsul yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafi k hubungan antara jenis dan konsentrasi enkapsulan terhadap kelarutan mikrokapsul
Gambar 3 menunjukkan bahwa kelarutan mikrokapsul tertinggi diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan gum arab dengan konsentrasi 10% yaitu sebesar 92.45% yang berbeda tidak nyata dengan jenis enkapsulan campuran gum arab:maltodekstrin (1:1) pada konsentrasi 10% yaitu 92.05%, sedangkan terendah diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan maltodekstrin dengan konsentrasi enkapsulan 20% yaitu 85.85%. Semakin tinggi konsentrasi enkapsulan maka kelarutannya semakin rendah.Hal ini disebabkan oleh konsentrasi enkapsulan yang tinggi mengakibatkan viskositas yang semakin tinggi pula sehingga kelarutan menjadi semakin rendah.Kelarutan yang tinggi diperoleh pada jenis enkapsulan gum arab. Kelarutan mikrokapsul sangat ditentukan oleh sifat emulsifi kasi dari enkapsulan yang digunakan. Gum arab mempunyai sifat membentuk emulsi yang lebih baik dibandingkan maltodekstrin sehingga
dapat menghasilkan kelarutan yang lebih tinggi dibandingkan enkapsulan maltodekstrin(Gharsallaouiet al. 2007).
Densitas
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi enkapsulan tidak berpengaruh nyata terhadap densitas produk mikrokapsul yang dihasilkan.Nilai rata-rata densitas produk mikrokapsul yang dihasilkan berkisar antara 0.36 g/ml-0.40 g/ml dan dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafi k hubungan antara jenis dan konsentrasi enkapsulan terhadap densitas mikrokapsul
Total Fenolik
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi enkapsulan berpengaruh sangat nyata terhadap total fenolik produk mikrokapsul yang dihasilkan. Nilai rata-rata total fenolik produk mikrokapsul yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafi k hubungan antara jenis dan konsentrasi enkapsulan terhadap total fenolik produk mikrokapsul
Gambar 5 menunjukkan bahwa total fenolik produk mikrokapsul tertinggi diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan gum arab dengan konsentrasi 10% yaitu sebesar 623.99 mg/g mikrokapsul sedangkan terendah diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan maltodekstrin dengan konsentrasi enkapsulan 20% yaitu 302.34 mg/g mikrokapsul. Semakin tinggi konsentrasi enkapsulan maka total fenolik produk mikrokapsul semakin rendah.Hal ini disebabkan oleh semakin tinggi konsentrasi enkapsulan mengakibatkan rasio antara ekstrak dengan enkapsulan semakin besar. Adapun rasio antara ekstrak dengan enkapsulan pada konsentrasi enkapsulan 10%, 15%, dan 20% masing-masing adalah 1:2, 1:3, dan 1:4. Kadar total feolik pada jenis enkapsulan gum arab lebih tinggi dari enkapsulan maltodekstrin dapat disebabkan oleh sifat pengemulsi yang dimiliki oleh gum arab lebih baik dibandingkan maltodekstrin.
Efi siensi Mikroenkapsulasi
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi enkapsulan berpengaruh sangat nyata terhadap nilai efi siensi mikroenkapsulasi yang dihasilkan.Nilai rata-rata efi siensi mikroenkapsulasi dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafi k hubungan antara jenis dan konsentrasi enkapsulan terhadap efi siensi mikroenkapsulasi
Gambar 6 menunjukkan bahwa efi siensi mikroenkapsulasi tertinggi diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan gum arab dengan konsentrasi 10% yaitu sebesar 75.96% sedangkan terendah diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan maltodekstrin dengan konsentrasi enkapsulan 20% yaitu 54.77%. Semakin tinggi konsentrasi enkapsulan maka efi siensi mikroenkapsulasi semakin rendah. Hal ini dipengaruhi oleh nilai total fenol yang semakin rendah sesuai dengan peningkatan konsentrasi enkapulan.
Menurut Gharsallaouiet al. (2007), jenis enkapsulan sangat mempengaruhi efi siensi proses mikroenkapsulasi. Gum arab digunakan sebagai enkapsulan karena memiliki sifat mengemulsi yang baik dan mampu membentuk lapisan/fi lm. Sifat mengemulsi yang baik dari gum arab disebabkan oleh kandungan proteinnya. Krishnan et al. (2005) melaporkan bahwa gum arab merupakan enkapulan yang lebih baik dibandingkan maltodekstrin pada proses mikroenkapsulasi cardamom oleoresin.
Aktivitas Antioksidan
Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi enkapsulan berpengaruh sangat nyata terhadap aktivitas antioksidan produk mikrokapsul yang dihasilkan.Nilai rata-rata aktivitas antioksidan produk mikrokapsul dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Grafi k hubungan antara jenis dan konsentrasi enkapsulan terhadap aktivitas antioksidan produk mikrokapsul
Gambar 7 menunjukkan bahwa aktivitas antioksidan produk mikrokapsul tertinggi diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan campuran gum arab dengan konsentrasi 10% yaitu sebesar 87,56% sedangkan terendah diperoleh pada perlakuan jenis enkapsulan maltodekstrin dengan konsentrasi enkapsulan 20% yaitu 47,40%. Semakin tinggi konsentrasi enkapsulan maka aktivitas antioksidan produk mikrokapsul
semakin rendah. Nilai aktivitas antioksidan produk mikrokapsul ini terkait dengan kadar total fenolik yang dihasilkan. Kadar total fenolik mikrokapsul yang tinggi akan menghasilkan aktivitas antioksidan yang tinggi pula.
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa interaksi perlakuan jenis dan konsentrasi enkapsulan berpengaruh nyata terhadap kadar air, kelarutan, total fenol, efi siensi mikroenkapsulasi, dan aktivitas antioksidan produk mikrokapsul sedangkan interaksi perlakuan jenis dan konsentrasi enkapsulan tidak berpengaruh nyata terhadap densitas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produk mikrokapsul dengan karakteristik terbaik diperoleh dari jenis enkapsulan gum arab dengan konsentrasi 10%. Adapun nilai rendemen, total fenol, aktivitas antioksidan, efi siensi mikroenkapsulasi, kadar air, kelarutan, dan densitas yaitu 28,60%, 623,99 mg/g mikrokapsul, 87,58%, 75,96% , 4,53%, 92,45%, dan 0,4 g/ml.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Udayana yang telah memberikan pendanaan terhadap penelitian ini melalui dana Hibah Unggulan Udayana 2014 dengan No kontrak :238-06/UN14.2/PNL.01.03.00/2014
DAFTAR PUSTAKA
AOAC. 1995. Offi cial Methods of Analysis of AOAC International. Sixteenth Edition, 5th Revision, 1999. Vol. 2.USA : AOAC Inc.
Cilek B, A Luca, V Hasirci, S Sahin, G Sumnu. 2012. Microencapsulation of phenolic compounds extracted from sour cherry pomace: effect of formulation, ultrasonication time and core to coating ratio. Eur Food Res Technol. 235:587–596. DOI 10.1007/s00217-012-1786-8
Frascareli EC, VM Silva, RV Tonona, MD Hubinger. 2012. Effect of process conditions on the microencapsulation ofcoffee oil by spray drying. Food and bioproducts processing 90: 413–424. Doi:10.1016/j.fbp.2011.12.002
Garcia CA, G. Gavino, M.B. Mosqueda, P. Hevia, V.C. Gavino. 2007. Correlation of tocopherol, tokotrienol, γ-oryzanol and total polyphenol content in rice bran with different antioxidant capacity assays.
J.Food Chem.102 : 1228–1232
Gardjito M, A. Murdiati, N. Aini. 2006. Mikroenkapsulasi β-karoten buah labu kuning dengan enkapsulan whey dan karbohidrat. J. Teknologi Pertanian 2(1): 13-18
Gharsallaoui A, G Roudaut, O Chambin, AVoilley, R Saurel. 2007. Applications of spray-drying in microencapsulation of foodingredients: An overview. Food Res Int 40:1107–1121
Krishnan S., Bhosale R., Singhal RS. 2005. Microencapsulation ofcardamom oleoresin: Evaluation of blends of gum arabic, maltodextrinand a modifi ed starch as wall materials. Carbohydrate Polymers. 61:95–102.
Marcoa RD, AMSVieira, MCA Ugrib, ARG Monteiroa, RC Bergamasco.2013. Microencapsulation of annatto seed extract: stability and application. Chem Engi Transactions 32:1777-1782. Doi:10.3303/ CET1332297
Sompong R, S Siebenhandl-Ehn, G Linsberger-Martin, E Berghofer. 2011. Physicochemical and antioxidative properties of red and black rice varieties from Thailand, China and Sri Lanka. J. Food Chem. 124 (2011) 132–140
Steel RGD.dan J.H. Torrie. 1993. Prinsip dan Prosedur Statistik Suatu Pendekatan Biometric. Penerjemah Bambang Sumantri. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta
Sugindro, E Mardliyati, J Djajadisastra. 2008. Pembuatan dan mikroenkapsulasi ekstrak etanol biji jinten hitam pahit (Nigella sativa Linn.). Majalah Ilmu Kefarmasian, V(2): 57 – 66
Tandale SR. 2007. Microencapsulation of Vitamin C and Gallic Acid in Whey Protein Concentrated by Spray and Freeze Drying – Characterization and Degradation Kinetics. [Thesis] The University of Georgia
Umer H, H Nigam, AM Tamboli, MSM Nainar. 2011. Microencapsulation: Process, Techniques and Applications. International Journal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences.Vol. 2 (2) Apr – Jun 2011.
Widarta IWR dan IW Arnata.2013. Mikroenkapsulasi Ekstrak Bekatul Beras Merah dalam Upaya Pemanfaatan Limbah Gabah di Bali sebagai Pangan Fungsional. Laporan Penelitian Hibah Bersaing Universitas Udayana. Tidak dipublikasikan.
Young SL, X Sarda and M Rosenberg. 1993. Microencapsulating properties of whey proteins. 1. Microcapsulation of anhydrous milk fat. J Dairy. Sci.76: 2868-2877.