DAFTAR LAMPIRAN
F. PEMBUATAN MINUMAN INSTAN
Minuman kesehatan adalah minuman yang dapat meningkatkan fungsi fisiologis tubuh seperti menghilangkan stres, menurunkan kandungan kolesterol, dan meningkatkan sistem pertahanan tubuh (Sampoerno dan Fardiaz, 2001). Produk instan diartikan sebagai produk yang praktis dalam penggunannya dan tidak meninggalkan buangan sisa dalam rumah tangga ketika disajikan (Susanto, 2002). Sehingga produk minuman kesehatan instan dapat diartikan sebagai minuman yang dapat meningkatkan fungsi fisiologis tubuh dengan cara penyajian yang praktis dan tidak meninggalkan buangan sisa. Oktaviany (2002) juga menambahkan minuman instan merupakan produk jenis minuman yang berdaya tahan lama, cepat saji, praktis, dan mudah dalam pembuatannya.
Menurut Oktaviany (2002), proses pembuatan minuman instan secara umum terdiri dari dua tahapan, yaitu proses ekstraksi dan proses pengeringan atau penguapan. Ekstraksi dilakukan sebagai tahap awal dalam pembuatan minuman instan untuk mendapatkan sari atau bahan aktif yang diinginkan sedangkan pengeringan merupakan proses selanjutnya yang bertujuan untuk menghilangkan kadar air dalam bahan.
1. Ekstraksi
Ekstraksi adalah metode pemisahan dimana komponen-komponen terlarut dari suatu campuran dipisahkan dari komponen yang tidak larut dengan pelarut yang sesuai. Metode paling sederhana untuk mengekstraksi padatan adalah mencampurkan seluruh bahan dengan pelarut lalu memisahkan larutan dengan padatan tidak terlarut (Harborne, 1987).
Menurut Brown dalam Oktaviany (2002), ekstraksi dapat dilakukan secara fisik dan kimia. Ekstraksi secara fisik dapat dilakukan dengan
pengempaan/pengepresan, sedangkan ekstraksi secara kimia dapat dilakukan dengan perlakuan panas (hot extraction) dan penggunaan pelarut (perkolasi).
Metode dasar ekstraksi tanaman obat adalah maserasi dan perkolasi. Maserasi adalah cara ekstraksi yang paling sederhana, yaitu dengan merendam bahan yang akan diekstrak dengan pelarut hingga susunan sel dalam bahan melunak (Voigt, 1994). Perkolasi dinyatakan sebagai proses pemisahan zat yang larut dengan cara mengalirkan pelarut ke dalam bahan melalui suatu kolom. Bahan dimampatkan dalam alat yang disebut perkulator dan ekstrak yang dihasilkan disebut sebagai perkolat (Ansel, 1989).
Menurut Ketaren (1985), persiapan bahan baku sebelum proses ekstraksi mencakup pengeringan bahan dan pengecilan ukuran bahan hingga mencapai ukuran yang tepat sesuai dengan keperluan ekstraksi. Ukuran partikel bahan merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap keberhasilan proses ekstraksi. Untuk bahan yang bersifat mudah ditembus zat cair dan uap (permeable) seperti daun, ranting, akar, rumput, bunga, dan buah maka perlu dilakukan proses pengecilan ukuran. Proses pengecilan ukuran bertujuan untuk mengurangi sifat kamba dari bahan dan membantu penetrasi pelarut ke dalam sel tumbuhan sehingga mempercepat pelarutan komponen bioaktif dan meningkatkan rendemen ekstraksi. Teknik pengecilan ukuran dapat dilakukan dengan cara pengirisan, penghancuran atau penggilingan dengan mesin.
2. Pengeringan
Pengeringan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan bantuan energi panas. Biasanya kandungan air tersebut dikurangi sampai suatu batas tertentu agar mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi di dalamnya (Winarno, 1982).
Keuntungan proses pengeringan adalah bahan menjadi lebih awet dan volume bahan menjadi lebih ringan sehingga memudahkan dan menghemat
ruang pengangkutan dan pengemasan (Rankell et al., 1987). Sedangkan kerugian proses pengeringan adalah hilangnya flavor yang mudah menguap, pemucatan pigmen, perubahan struktur, dan timbulnya bau gosong bila kondisi pengeringan tidak terkendali (Buckle et al., 1985).
Menurut Rankell et al. (1987), metode pengeringan yang paling umum digunakan dalam proses pembuatan bubuk instan adalah dengan menggunakan alat pengering semprot (spraydryer). Menurut Voigt (1994), produk yang dihasilkan dari proses pengering semprot berupa serbuk halus yang berukuran 100-200 µm.
Menurut Masters (1979), cara pengeringan dengan menggunakan pengering semprot terdiri dari empat tahapan proses, yaitu : (1). Atomisasi atau penyemprotan bahan melalui sebuah penyemprot atau pengatomisasi; (2). Kontak antara droplet dengan udara pengering; (3). Pengeringan semprot secara evaporasi; dan (4). Pemisahan partikel kering dari udara.
Menurut Kjaergaard (1974), keuntungan penggunaan pengering semprot adalah produk menjadi kering tanpa menyentuh permukaan logam yang panas, suhu produk akhir rendah walaupun udara pengering yang digunakan relatif bersuhu tinggi. Penguapan terjadi pada permukaan yang luas sehingga waktu pengeringan yang dibutuhkan relatif singkat, dan produk akhir yang dihasilkan berupa tepung yang stabil yang siap dikemas. Menurut Masters (1979), kecepatan penguapan atau evaporasi dipengaruhi oleh komposisi bahan terutama kandungan total padatan. Semakin tinggi total padatan bahan maka akan mempercepat proses penguapan.
Menurut Rankell et al. (1989), berdasarkan kelebihan yang dimiliki oleh pengering semprot terutama jika dibandingkan dengan alat pengering lainnya, maka pengering semprot secara khusus digunakan untuk mengeringkan bahan-bahan yang peka terhadap panas tanpa merusak bahan tersebut meskipun menggunakan udara bertemperatur tinggi. Menurut Voigt (1994), pengering semprot merupakan metode yang baik untuk mengeringkan bahan-bahan yang peka seperti hormon, enzim, vitamin, glikosida, minyak atsiri, dan lain-lain.
G. ANTIOKSIDAN
1. Antioksidan dan Mekanisme Antioksidasi
Menurut Schuler (1990), antioksidan adalah zat yang mampu memperlambat atau mencegah terjadinya proses oksidasi. Begitu pula disebutkan dalam http://www.kompas.com/ (2003), antioksidan merupakan zat yang anti terhadap zat lain yang bekerja sebagai oksidan. Zat lain itu populer disebut radikal bebas atau reactive oxygen species (ROS), yaitu suatu molekul oksigen dengan atom yang pada orbit terluarnya memiliki elektron yang tidak berpasangan. Karena kehilangan pasangannya itu, molekul lalu menjadi tidak stabil, liar, dan radikal. Radikal bebas tersebut menurut Karyadi (1997) muncul disebabkan berbagai proses kimia kompleks dalam tubuh, berupa hasil sampingan dari proses oksidasi (pembakaran) sel yang berlangsung pada waktu bernafas, metabolisme sel, olahraga yang berlebihan, peradangan atau ketika tubuh terpapar polusi lingkungan seperti asap kendaraan bermotor, asap rokok, bahan pencemar, dan radiasi matahari.
Menurut Karyadi (1997), reaksi pembentukan radikal bebas sebenarnya merupakan mekanisme biokimia tubuh normal. Radikal bebas umumnya hanya bersifat perantara yang dapat dengan cepat diubah menjadi substansi yang tidak lagi membahayakan tubuh. Tetapi jika radikal bebas berada dalam jumlah berlebihan sementara jumlah antioksidan seluler tetap atau lebih sedikit, maka kelebihannya tidak bisa dinetralkan dan berakibat pada kerusakan sel. Kerusakan sel tersebut meliputi kerusakan DNA pada inti sel, kerusakan membran sel, kerusakan protein, kerusakan lipid, dan dapat menimbulkan autoimun.
Menurut Sofia (2007), kerusakan tersebut tentu saja berujung pada timbulnya berbagai macam penyakit dalam tubuh seperti peradangan, penuaan dini, pemacuan zat karsinogenik yang menyebabkan kanker, peningkatkan kadar LDL (low density lipoprotein) yang kemudian menjadi penyebab penimbunan kolesterol pada dinding pembuluh darah. Akibatnya timbullah atherosklerosis atau lebih dikenal dengan penyakit jantung koroner. Di samping itu juga terjadi penurunan suplai darah atau ischemic
karena penyumbatan pembuluh darah serta parkinson menurut patologi juga dikarenakan radikal bebas.
Supaya radikal bebas tersebut tidak merajalela, tubuh dengan sendirinya spontan memproduksi zat antioksidannya. Antioksidan yang diproduksi dari dalam tubuh (endogen) berupa tiga enzim yaitu, superoksida dismutase (SOD), glutation peroksidase (GSH Px), dan katalase, serta non enzim, yaitu senyawa protein kecil glutation. Ketiga enzim dan senyawa glutation ini bekerja menetralkan radikal bebas. Pekerjaannya itu dibantu oleh asupan antioksidan dari luar (eksogen) yang berasal dari bahan makanan. Misalnya, vitamin E, vitamin C, beta-karoten, dan senyawa flavonoid yang diperoleh dari tumbuhan (http://www.kompas.com/, 2003).
Menurut Sofia (2007), sumber antioksidan dari luar, yaitu vitamin E dan vitamin C dapat diperoleh dari kacang-kacangan, biji-bijian, buah- buahan, dan sayuran hijau; beta-karoten dapat diperoleh dari wortel, brokoli, kentang, dan tomat; sedangkan senyawa flavonoid menurut Schuler (1990), dapat diperoleh dari rempah-rempah dan tanaman obat, seperti teh, kayu manis, ginseng dan lain-lain.
Menurut Gordon (1990), autooksidasi lemak seperti semua reaksi berantai lainnya, mekanisme reaksinya terjadi melalui tahap inisiasi, dimana terjadi pembentukan radikal bebas; reaksi propagasi, dimana radikal bebas diubah menjadi radikal yang lain; dan reaksi terminasi, dimana terjadi penggabungan dua radikal membentuk formasi yang stabil.
Menurut Gordon (1990), berdasarkan mekanismenya antioksidan dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu antioksidan primer yang dapat bereaksi dengan radikal bebas membentuk produk yang lebih stabil, dan antioksidan sekunder atau antioksidan pelindung, berperan dalam mereduksi kecepatan rantai inisiasi melalui berbagai mekanisme dan berperan dalam memperlambat laju autooksidasi lemak dengan cara mengikat ion logam, memecah hidroperoksida menjadi spesies non radikal, menyerap radiasi ultraviolet atau menginaktifkan oksigen singlet. Mekanisme autooksidasi oleh radikal bebas dan mekanisme penghambatan oksidasi oleh antioksidan menurut Gordon (1990) dapat digambarkan seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Mekanisme autooksidasi oleh radikal bebas dan mekanisme penghambatan oksidasi oleh antioksidan
2. Uji Aktivitas Antioksidan
Menurut Damayanti (2004), Aktivitas antioksidan dapat dievaluasi dengan cara menentukan proteksi antioksidan terhadap oksidasi minyak atau lemak, dengan kata lain sejauh mana daya tahan minyak atau lemak tersebut terhadap proses oksidasi. Penentuan aktivitas antioksidan dapat dilakukan pada tahap oksidasi yang berbeda, yaitu tahap awal, pada saat oksidasi menghasilkan produk primer seperti bilangan peroksida (PV) dan diena terkonjugasi; serta pada tahap selanjutnya yang menghasilkan produk sekunder yang lebih stabil seperti heksanal, asam karboksilat volatil, dan sebagainya.
Inisiasi ROOH ROO• + H• ROOH RO• + •OH
2 ROOH RO• + H2O + ROO•
Propagasi R• + O2 ROO• ROO• + R1H ROOH + R1• Terminasi ROO• + R1OO• ROOR1 + O
2
RO• + R1 ROR1 Mekanisme Autooksidasi oleh Radikal Bebas ROO• + e ROO- ROOH ROO• + AH ROOH + A•
R• + e R+ alkena + H+ RO• + AH ROOH + A•
Mekanisme Penghambatan Oksidasi oleh Antioksidan Primer 2O2•- + 2H+ H2O2 + 3O2 (superoksida dismutase) 2H2O2 H2O + 3O2 (katalase) 1 O2 + 1β -karoten 3O2 + 3β -karoten
Mekanisme Penghambatan Oksidasi oleh Antioksidan Sekunder Keterangan :
ROO• = alkil peroksida AH = donor hidrogen R• = alkil radikal
Metode pengukuran aktivitas antioksidan yang biasa digunakan pada berbagai penelitian meliputi : (1). Uji active oxygen method (AOM), (2). Uji TBA, (3). Metode sistem model β-karoten/linoleat, (4). Metode diena terkonjugasi, (5). Metode rancimat, (6). Metode tiosianat, (7). Metode scavenging effect on DPPH radical, dan (8). Metode kromatografi.
Metode diena terkonjugasi merupakan metode yang digunakan untuk mengukur absorbansi yang disebabkan oleh adanya struktur diena terkonjugasi yang terdapat di dalam sampel minyak atau lemak (White, 1995). Diena terkonjugasi dapat diartikan sebagai suatu keadaan dimana ikatan rangkap dari suatu atom C berpindah menuju atom C disebelahnya. Menurut White (1995), perpindahan posisi ikatan rangkap ini terjadi ketika lemak kehilangan satu atom hidrogen dari gugus metilen pada posisi α dari ikatan rangkap. Perpindahan ini biasanya terjadi akibat oksidasi lemak. Menurut fennema (1996) hal tersebut dapat digambarkan seperti Gambar 2.
Gambar 2. Pembentukan diena terkonjugasi pada asam lemak linoleat 13 12 11 10 9 − C = C − C − C = C − − C = C − Ç − C = C − − C = C − Ç − C = C − − C = C − C = C − Ç − − Ç − C = C − C = C − O2 O2 − C = C − C − C = C − − C = C − C = C − C − O O Ọ Ọ − C − C = C − C = C − O Ọ RH RH − C = C − C − C = C − − C = C − C = C − C − O O O O H H − C − C = C − C = C − O O H
Struktur 1,4-pentadiena linoleat sangat mudah teroksidasi. Bahkan menurut Fennema (1996) struktur ini 20 kali lebih mudah teroksidasi daripada struktur propena pada asam oleat, hal ini karena gugus metil pada posisi 11 diapit oleh dua ikatan rangkap. Perpindahan posisi atom hidrogen menghasilkan pentadienyl radical intermediate yang bila bereaksi dengan molekul oksigen menghasilkan campuran yang seimbang antara 9- dan 13- diena hidroperoksida terkonjugasi.
Menurut White (1995), pengukuran diena terkonjugasi dapat digunakan sebagai indikator mutu minyak. Tetapi metode ini tidak dapat diaplikasikan pada semua jenis minyak karena nilai diena terkonjugasi tergantung pada komposisi asam lemak pada minyak tersebut. Metode diena terkonjugasi sering diaplikasikan pada minyak yang banyak mengandung asam linoleat atau asam lemak tak jenuh lainnya seperti minyak kedelai dan minyak jagung.
Menurut Damayanti (2004), metode diena terkonjugasi dapat digunakan sebagai indeks kestabilan lipid menggantikan bilangan peroksida karena lebih cepat daripada penentuan bilangan peroksida, jauh lebih sederhana, tidak tergantung dari reaksi kimia atau perubahan warna dan membutuhkan sampel dalam ukuran yang lebih kecil. Kulas dan Ackman dalam Fatimah (2005) menambahkan, bahwa meskipun bilangan peroksida merupakan metode yang telah banyak dipakai dalam penentuan produk oksidasi primer minyak dan lemak, tetapi prosedur tersebut membutuhkan waktu yang lama sehingga banyak digantikan dengan diena terkonjugasi. Keunggulan metode diena terkonjugasi dibandingkan bilangan peroksida adalah lebih sensitif dan sangat berguna dalam menentukan efektivitas antioksidan.
III. METODOLOGI
A. BAHAN
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas bahan baku pembuatan minuman herbal instan dan bahan kimia untuk analisis. Bahan baku pembuatan minuman herbal instan terdiri atas teh hijau (Gambar 3), pegagan (Gambar 4), daun jeruk purut (Gambar 5), daun stevia (Gambar 6), gum arab, maltodekstrin, dan sirup glukosa. Bahan kimia untuk analisis terdiri atas CuSO4, Na2SO4, H2SO4 pekat, NaOH 50%, HCl 0,02 N, NaOH 0,02 N, indikator mensel, H2SO4 0,325 N, NaOH 1,25 N, larutan Iod 0,01 N, indikator kanji, etanol 95%, folin-ciocalteu reagent 50%, Na2CO3, minyak kedelai, vitamin C dosis tinggi (You C-1000), Tween 80, dan metanol p.a.
Semua bahan baku yang digunakan telah diperoleh dalam “bentuk kering” (telah dikeringkan) dari PT. LHI (Liza Herbal Internasional), Jln. Ir. H. Juanda No. 8, Bogor. Bahan pemanis sirup glukosa, bahan pengisi maltodekstrin dan gum arab diperoleh dari toko kimia Setia Guna, Bogor.
B. ALAT
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas peralatan untuk membuat produk dan peralatan untuk analisis. Peralatan yang digunakan untuk membuat produk terdiri atas pengering semprot (Mini Spray Dryer) merek Buchi tipe B-191 (Gambar 7), blender, alat perkolasi, pemanas listrik, penyaring vakum, shaker batch, water batch, kertas saring, panci dan alat-alat gelas. Peralatan untuk analisis terdiri atas oven, tanur, neraca analitik, desikator, labu kjeldahl, alat destilasi, autoklaf, rotary vacum evaporator, refraktometer Abbe, spektrometer, inkubator, alat vorteks, dan alat-alat gelas.