PENGARUH NANOENKAPSULASI TERHADAP MUTU
SENSORI, FISIKOKIMIA, DAN FISIOLOGIS AKTIF
MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS KUMIS KUCING
(
Orthosiphon aristatus
Bl. Miq)
FRENDY AHMAD AFANDI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengaruh Nanoenkapsulasi terhadap Mutu Sensori, Fisikokimia, dan Fisiologis Aktif Minuman Fungsional Berbasis Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus Bl. Miq) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2014
Frendy Ahmad Afandi
RINGKASAN
FRENDY AHMAD AFANDI. Pengaruh Nanoenkapsulasi terhadap Mutu Sensori, Fisikokimia, dan Fisiologis Aktif Minuman Fungsional Berbasis Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus Bl. Miq). Dibimbing oleh C. HANNY WIJAYA dan BUDI NURTAMA.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh nanoenkapsulasi pada minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing terhadap mutu fisikokimia dan fungsionalnya. Nanopartikel polisakarida C dipreparasi dengan metode gelasi ionik. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk memperoleh partikel berukuran di bawah 300 nm dengan tingkat dispersitas dan citarasa minuman yang sesuai.
Nanopartikel polisakarida C minuman selanjutnya dianalisis mutu sifat fisikokimia dan fungsionalnya. Minuman nanopartikel dengan ukuran rata-rata diameter partikel 223.4 nm, indeks polidispersitas 0.183, dan nilai zeta potensial 18.28 mV memiliki mutu sensori, fisikokimia, dan fungsional yang berbeda signifikan dibandingkan dengan minuman yang dibuat non-nanoenkapsulasi (peningkatan nilai kesukaan terhadap produk (5.27 dari skala 9), intensitas rasa manis (11.28 dari skala 15), nilai pH (3.94), TPT (4.5 oBrix), indeks bias (1.3395), kekentalan (17.83 cP), kecerahan (nilai L=71.75), nilai warna a (-2.47), peningkatan volume buih (415 ml)).
Nanoenkapsulasi menurunkan ukuran partikel, polidispersitas indeks, nilai warna b, intensitas rasa asam, dan intensitas rasa pahit. Pengukuran aktivitas
antioksidan dan inhibisi α-glukosidase minuman secara in vitro belum dapat memberikan hasil akurat. Hasil penelitian secara keseluruhan menunjukkan bahwa nanopartikel polisakarida C sangat potensial untuk digunakan pada pembuatan minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing.
SUMMARY
FRENDY AHMAD AFANDI. Effect of Nanoencapsulation on The Sensory, Physicochemical, and Functional Quality of Java Tea Base Functional Drink. Supervised by C. HANNY WIJAYA and BUDI NURTAMA.
This study aimed to determine the effect of nanoencapsulation on the physicochemical and functional qualities of functional drinks based on Java-tea. Polysaccharide C nanoparticles were prepared by ionic gelation method using compound D as crosslinker. The initial experiment was conducted to obtain particle size below 300 nm with low polydispersity index and suitable flavor.
Polyssaccharide C nanoparticles-drink was then analyzed for its physicochemical and functional qualities. The result showed that the polyssacharide C nanoparticles-drink had z-average diameter size 223.4 nm, polydispersity index 0.183, and zeta potential 18.28 mV which had significantly effect on physicochemical and functional of functional drink based on Java-tea compared to non-nanoparticles-drink (increasing pH value (3.94), total dissolved solid (4.5 obrix), refractive index (1.3395), viscosity (17.83 cP), lightness (L=71.75), hue (a=-2.47), hedonic rating (5.27 of 9 scale), sweetness (11.28 of 15 scale), foam volume 415 ml; decreasing particle size, polydispersity index, saturation (b), the intensity of sourness, and bitterness).
Measurements of antioxidant activity and inhibition of α-glucosidase by utilizing in vitro method might not shown a credible result. Polyssacharide C nanoparticles showed as a potential capability to improve functional drink based on Java tea.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan
PENGARUH NANOENKAPSULASI TERHADAP MUTU
SENSORI, FISIKOKIMIA, DAN FISIOLOGIS AKTIF
MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS KUMIS KUCING
(
Orthosiphon aristatus
Bl. Miq)
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2014
Judul Tesis : Pengaruh Nanoenkapsulasi terhadap Mutu Sensori, Fisikokimia, dan Fisiologis Aktif Minuman Fungsional Berbasis Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus Bl. Miq)
Nama : Frendy Ahmad Afandi NIM : F251110171
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Ir. C.Hanny Wijaya, M.Agr Ketua
Dr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Ilmu Pangan
Prof.Dr.Ir.Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc.
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr.Ir. Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 25 November 2013
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2013 ini ialah nanoenkapsulasi, dengan judul Pengaruh Nanoenkapsulasi terhadap Mutu Sensori, Fisikokimia, dan Fisiologis Aktif Minuman Fungsional Berbasis Kumis Kucing (Orthosiphon aristatus Bl. Miq)1.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, M.Agr. dan Bapak Dr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr selaku pembimbing, serta Ibu Dr. Didah Nur Faridah, STP, M.Si dan Dr. Ir. Endang Prangdimurti, M.Si yang telah bersedia menjadi dosen penguji dan banyak memberi saran. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, istri, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Januari 2014
Frendy Ahmad Afandi
1
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 3
Manfaat Penelitian 3
Ruang Lingkup Penelitian 3
TINJAUAN PUSTAKA 4
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing 4
Nanoteknologi dan Nanoenkapsulasi 4
Pembuatan Nanoenkapsulasi 6
Scanning Electron Microscopy (SEM) 7
METODE 8
Bahan 8
Alat 8
Waktu dan Tempat Penelitian 9
Metode Penelitian 9
Prosedur Analisis 11
Analisis Data 16
HASIL DAN PEMBAHASAN 17
Serbuk Nanoenkapsulasi yang Dihasilkan, Nilai Warna L, a, b, dan
Penampakan Warna Minuman 17
Mutu Sensori Minuman Original, Minuman Mikroenkapsulasi, dan
Minuman Nanoenkapsulasi 21
Mutu Fisikokimia Minuman Original, Minuman Mikroenkapsulasi, dan
Minuman Nanoenkapsulasi 23
Mutu Fisiologis Aktif Minuman Original, Minuman Mikroenkapsulasi,
dan Minuman Nanoenkapsulasi 31
SIMPULAN DAN SARAN 33
Simpulan 33
Saran 34
DAFTAR PUSTAKA 34
LAMPIRAN 39
DAFTAR TABEL
1. Karakteristik minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing 4 2. Karakteristik fisik minuman serbuk effervescent berbasis kumis
kucing optimal 5
3. Kandungan senyawa fitokimia dalam setiap ekstrak secara kualitatif 5 4. Kandungan senyawa penciri yang diduga sebagai senyawa aktif pada
masing-masing ekstrak 6
5. Jumlah larutan pada analisis inhibisi α-amilase 15 6. Tahapan, pengamatan, dan analisis yang dilakukan dalam penelitian 16 7. Hasil pengukuran ukuran partikel, polidispersitas indeks, dan zeta
potensial dari larutan nanoenkapsulasi dan minuman nanoenkapsulasi
effervescent. 19
DAFTAR GAMBAR
1. Bagan alir kerangka perumusan masalah penelitian 3
2. Berbagai ukuran benda 6
3. Nanoenkapsulasi minuman dengan metode gelasi ionik 7
4. Tahap penelitian secara keseluruhan 10
5. Proses pembuatan serbuk nanokapsul minuman 11
6. Proses pembuatan serbuk mikrokapsul minuman 11
7. Proses pembuatan formula effervescent untuk 100 ml minuman
mikroenkapsulasi dan nanoenkapsulasi 12
8. Serbuk nanoenkapsulan yang dihasilkan, nilai warna L,a,b, dan
penampakan warna minuman. 19
9. Hasil uji rating kesukaan 21
10.Hasil uji rating intensitas rasa 22
11.Ukuran partikel minuman 23
12.Polidispersitas indeks minuman 25
13.Foto SEM serbuk minuman nano perbesaran 3000Χ 26
14.Nilai pH minuman. 27
15.Nilai TPT minuman 28
16.Indeks bias minuman. 28
17.Kekentalan minuman. 29
18.Reaksi pada formula effervescent 30
19.Waktu larut serbuk effervescent minuman. 30
20.Volume buih serbuk effervescent minuman. 31
DAFTAR LAMPIRAN
1. Form uji kesukaan 39
2. Form uji rating intensitas rasa manis, asam, dan pahit minuman
fungsional Java tea 40
3. Diagram alir proses pembuatan ekstrak jeruk (nipis/purut/lemon) 41 4. Diagram alir proses pembuatan ekstrak air daun kumis kucing 42
5. Diagram alir proses pembuatan ekstrak jahe 43
6. Diagram alir proses pembuatan ekstrak air secang 44 7. Diagram alir proses pembuatan ekstrak temulawak 45 8. Diagram alir proses pembuatan larutan stok CMC 1 % 46 9. Diagram alir pembuatan minuman fungsional berbasis kumis kucing
original (per 100 ml minuman) 47
10.Hasil analisis ragam (ANOVA) ukuran partikel antara minuman original, mikroenkapsulasi, dan nanoenkapsulasi 48 11.Hasil analisis ragam (ANOVA) nilai warna L,a,b antara minuman
original, mikroenkapsulasi, dan nanoenkapsulasi 49 12.Hasil analisis ragam (ANOVA) rating kesukaan antara minuman
original, mikroenkapsulasi, dan nanoenkapsulasi 52 13.Hasil analisis ragam (ANOVA) rating intensitas rasa pahit, asam, dan
manis antara minuman original, mikroenkapsulasi, dan
nanoenkap-sulasi 53
14.Hasil analisis ragam (ANOVA) pH, TPT, dan indeks bias antara minuman original, mikroenkapsulasi, dan nanoenkapsulasi 56 15.Hasil analisis ragam (ANOVA) kekentalan antara minuman original,
mikroenkapsulasi, dan nanoenkapsulasi 59
16.Hasil analisis ragam (ANOVA) waktu larut dan volume buih antara minuman original, mikroenkapsulasi, dan nanoenkapsulasi 60 17.Hasil analisis ragam (ANOVA) aktivitas antioksidan dan inhibisi α
-glukosidase antara minuman original, mikroenkapsulasi, dan
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan nanoteknologi yang begitu pesat di segala bidang termasuk di bidang pangan mendorong dilakukannya penelitian mengenai perbaikan mutu minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing dengan nanoenkapsulasi. Penerapan nanoteknologi pada pangan bahkan disebut sebagai pangan masa depan. Penelitian-penelitian mengenai aplikasi nanoteknologi pada pangan membuktikan bahwa dampak positif yang dihasilkan dapat memberikan nilai tambah tersendiri bagi produk pangan khususnya minuman fungsional. Tentunya hal ini dapat menjadi penelitian yang menarik mengingat jika produk minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing diberikan sentuhan nanoteknologi diharapkan dapat memperbaiki mutu produk minuman tersebut.
Metode nanoenkapsulasi yang digunakan adalah metode gelasi ionik dan pembuatan serbuk minumannya menggunakan spray drying (pengering semprot). Metode tersebut dipilih dengan mempertimbangkan berbagai aspek, seperti relatif lebih ekonomis, mudah dilakukan, dan sederhana. Hal tersebut tentunya menjadi nilai tambah tersendiri bagi penelitian ini untuk dapat diaplikasikan pada skala yang lebih besar. Pembuktian pertama keberhasilan dari nanoenkapsulasi pada minuman dilakukan dengan memeriksa ukuran partikel yang dihasilkan menggunakan particle size analyzer (PSA) dan mikroskop elektron. Jika ukuran yang dihasilkan sudah memenuhi kategori ukuran nano (<100 nm), maka dilakukan pengujian mutu sensori dan sifat fisiologis aktif baik minuman tanpa perlakuan nanoenkapsulasi maupun minuman dengan nanoenkapsulasi. Pengujian mutu sensori yang dilakukan meliputi uji rating kesukaan, uji rating intensitas rasa pahit, asam, dan manis. Pengujian mutu sifat fisiologis aktif yang dilakukan meliputi uji aktivitas antioksidan (metode DPPH) dan uji aktivitas antidiabetes (persentase inhibisi α-glukosidase).
Teknologi nanoenkapsulasi saat ini banyak digunakan untuk melindungi senyawa aktif dari degradasi, menghantarkan senyawa aktif menuju sel target, dan meningkatkan penyerapan senyawa aktif oleh tubuh (Luo et al. 2013; Tang
et al. 2013). Polisakarida C merupakan polimer alam yang dapat digunakan sebagai penyalut pada proses nanoenkapsulasi, tidak beracun, mudah menempel pada usus halus, dapat diuraikan oleh tubuh, tidak mengganggu sistem kekebalan tubuh, dan mudah dipreparasi menjadi nanopartikel (Lee et al. 2012). Nanopolisakarida C dapat dipreparasi dengan metode gelasi ionik menggunakan bahan crosslinker D (Koukaras et al. 2012).
Minuman fungsional berbasis kumis kucing (Orthosiphon aristatus Bl. Miq.) telah dikembangkan oleh Wijaya et al. (2013) sejak tahun 2007 dan telah memperoleh paten. Penelitian nanoenkapsulasi pada minuman fungsional masih belum banyak dilaporkan karena pada umumnya penelitian nanoenkapsulasi masih terbatas pada obat (Cushen et al. 2012). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh nanoenkapsulasi pada minuman fungsional berbasis kumis kucing terutama terhadap mutu sensori, fisikokimia, dan fisiologis aktifnya.
2
dapat meningkatkan absorbsifitas & bioavailibilitas senyawa bioaktif (Greiner 2009). Peran enkapsulasi terhadap senyawa bioaktif di antaranya dapat memperbaiki mutu sensori maupun mutu sifat fisiologis aktifnya.
Penelitian mengenai perbaikan mutu minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing dengan nanoenkapsulasi perlu dilakukan karena banyak sumber literatur yang menyebutkan dampak positif nanoenkapsulasi pada perbaikan mutu pangan khususnya minuman fungsional. Penelitian ini juga merupakan penelitian lanjutan terhadap minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing yang belum pernah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya. Penelitian ini diharapkan dapat menyempurnakan hasil penelitian sebelumnya sehingga diperoleh produk minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing dengan kualitas unggul (mutu yang baik) dan kompetitif.
Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing memiliki aktivitas antioksidan dan aktivitas antidiabetes yang cukup baik namun masih terdapat rasa pahit yang belum bisa dihilangkan. Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing memiliki aktivitas antioksidan sekitar 600-700 ppm AEAC dan aktivitas antidiabetes persentase inhibisi α-glukosidase sekitar 75% (Febriani 2012; Waziroh 2012). Fakta tersebut menunjukkan bahwa minuman ini sangat berpotensi sebagai minuman fungsional yang memiliki nilai ekonomi yang relatif tinggi di kemudian hari, terlebih lagi jika minuman ini memiliki citarasa yang dapat diterima secara sensori dan mutu sifat fisiologis aktif yang dapat dipertahankan lebih lama. Banyak cara yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya untuk memperbaiki atau meningkatkan penerimaan citarasa minuman fungsional tersebut, di antaranya dengan mengoptimasi jumlah dan variasi ekstrak jeruk yang ditambahkan, namun citarasa pahit pada minuman belum dapat dihilangkan sepenuhnya.
Khasiat dari minuman fungsional biasanya berbanding lurus dengan citarasa yang kurang enak pada minuman tersebut. Hal tersebut dikarenakan ingridien fungsional atau senyawa bioaktif dari tanaman obat ataupun rempah (seperti: fenol, flavonoid, dan lain-lain) memiliki citarasa yang pahit atau sepat. Nanoenkapsulasi diharapkan dapat melapisi partikel penyusun minuman fungsional tersebut sehingga rasa pahit dapat ditiadakan karena senyawa tersebut tidak dapat kontak secara langsung dengan reseptor perasa di mulut. Nanoenkapsulasi juga diharapkan dapat mempertahankan mutu sifat fisiologis aktif minuman selama penyimpanan.
Perumusan Masalah
3 dan mutu fisiologis aktif (memiliki aktivitas antioksidan dan antidiabetes yang lebih baik). Pendekatan yang digunakan dalam penyelesaian masalah tersebut adalah penelitian laboratorium dan pendekatan statistik. Bagan alir kerangka perumusan masalah dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Bagan alir kerangka perumusan masalah penelitian
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah membuktikan bahwa nanoenkapsulasi pada minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing dapat memperbaiki mutu sensori, fisikokimia, dan sifat fisiologis aktifnya.
Manfaat Penelitian
Manfaat hasil penelitian ini adalah pemberian nilai tambah terhadap produk minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing sehingga memiliki feasibilitas yang relatif baik jika diaplikasikan di industri. Jika produk minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing memiliki nilai tambah yang relatif tinggi dan dapat diaplikasikan di industri maka diharapkan dapat memotivasi petani di Indonesia untuk menanam tanaman yang digunakan sebagai bahan baku minuman fungsional tersebut sehingga diharapkan dapat memperkuat ekonomi kecil-menengah.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dalam penelitian ini adalah bidang ilmu teknologi pangan, khususnya kimia pangan dan rekayasa proses pangan dalam memperbaiki mutu sensori, fisikokimia, dan sifat fisiologis aktif produk minuman fungsional.
Masih adanya rasa pahit Potensi sifat fungsional
minuman Ukuran partikel yang
lebih kecil
Nanoenkapsulasi
4
TINJAUAN PUSTAKA
Minuman Fungsional Berbasis Ekstrak Daun Kumis Kucing
Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing merupakan minuman fungsional yang memilki potensi aktivitas antioksidan dan aktivitas antidiabetes yang cukup baik. Minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing memiliki aktivitas antioksidan sekitar 726.82 ppm AEAC dan memiliki potensi meningkatkan penyerapan glukosa oleh sel diafragma sekitar 54.81% (Indariani 2011). Karakteristik minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing dan karakteristik fisik minuman serbuk effervescent berbasis kumis kucing formula optimal dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2. Kandungan senyawa fitokimia dalam ekstrak penyusun minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing secara kualitatif dan kandungan senyawa penciri yang diduga sebagai senyawa aktif pada masing-masing ekstrak dapat dilihat pada Tabel 3 dan 4 (Indariani 2011). Meskipun demikian, minuman tersebut masih memiliki rasa pahit yang belum dapat dihilangkan. Potensi dan kekurangan dari minuman tersebut diharapkan dapat diatasi dengan penerapan nanoenkapsulasi pada minuman tersebut.
Nanoteknologi dan Nanoenkapsulasi
Definisi nanoteknologi secara bahasa adalah kerdil atau cebol.
Nanoteknologi berasal dari bahasa Yunani “nano”. Definisi nanoteknologi secara istilah adalah teknologi yang menghasilkan benda-benda dengan ukuran 1-100 nm atau < 100 nm (Winarno dan Fernandez 2010). Penjelasan lebih gamblang mengenai benda berukuran nano dapat dilihat pada Gambar 2.
Nanoteknologi yang diterapkan pada proses pengolahan pangan disebut dengan nanofood (pangan nano). Salah satu aplikasi nanoteknologi pada pangan
Tabel 1 Karakteristik minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing (Indariani 2011)
Parameter Nilai Satuan
Kadar air 98.88 + 0.10 % b.b
Total padatan terlarut 0 °Brix
pH 3.7 + 0.1 -
5 adalah nanoenkapsulasi. Nanoenkapsulasi adalah enkapsulasi suatu material (dapat berupa senyawa bioaktif) dalam ukuran nano. Benda berukuran nano memiliki keunikan sifat yang menjadi daya tarik tersendiri, yaitu benda berukuran nano akan menghasilkan sifat fisik dan kimia yang berbeda secara signifikan dibandingkan dengan benda berukuran lebih besar dari nano (Sekhon 2010).
Keuntungan nanoenkapsulasi di antaranya dapat menghilangkan rasa yang tidak disukai seperti rasa pahit dan memperbaiki mutu sifat fisiologis aktif (seperti aktivitas antioksidan dan antidiabetes). Nanoenkapsulasi dapat menghilangkan rasa pahit karena senyawa bioaktif yang bersifat pahit dienkapsulasi sehingga tidak ada kontak langsung antara senyawa bioaktif tersebut dengan reseptor perasa pahit di lidah. Nanoenkapsulasi dapat
Tabel 2 Karakteristik fisik minuman serbuk effervescent berbasis kumis kucing optimal (Kusumasari 2012)
Parameter Standar produk
effervescent di pasaran
Hasil uji
Tabel 3 Kandungan senyawa fitokimia dalam setiap ekstrak secara kualitatif (Indariani 2011)
Ekstrak Senyawa fitokimia
Daun kumis kucing Alkaloid, flavonoid, tanin, saponin, triterpe-noid, dan hidroquinon.
Kayu secang Flavonoid, tannin, saponin, triterpenoid, dan hidroquinon.
Temulawak Alkaloid, flavonoid, tanin, triterpenoid, dan hidroquinon.
Jahe Alkaloid, flavonoid, tanin, triterpenoid, dan hidroquinon.
6
memperbaiki sifat fisiologis aktif karena senyawa bioaktif yang dienkapsulasi terlindungi dengan baik sehingga tidak mudah teroksidasi dan di dalam saluran pencernaan mudah diserap dengan baik oleh tubuh karena memiliki ukuran nano (Greiner 2009).
Pembuatan serbuk nanoenkapsulasi dapat dilakukan dengan beberapa metode di antaranya: fluid bed coating, wax and lipid coating, spray drying
(pengeringan semprot), spray congealing, hydrogel encapsulation, dan melt extrution. Pembuatan serbuk nanoenkapsulasi yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah metode pengeringan semprot (spray drying) dan pembuatan nanoenkapsulasi dengan metode gelasi ionik. Pemilihan metode tersebut karena metode tersebut relatif mudah dilakukan dan sederhana.
Gambar 2 Berbagai ukuran benda (Winarno dan Fernandez 2010)
Pembuatan Nanoenkapsulasi
Metode pembuatan nanoenkapsulasi dilakukan secara kimia dengan metode gelasi ionik. Pencampuran larutan polisakarida C dalam asam B yang
Tabel 4 Kandungan senyawa penciri yang diduga sebagai senyawa aktif pada masing-masing ekstrak (Indariani 2011)
Jenis ekstrak Senyawa penciri Jumlah (mg/ml)
Daun kumis kucing Sinensetin 0.02
Kayu secang Brazilin 1.32
Temulawak Kurkumin Buah jeruk purut Hesperidin
Naringin
0.09 0.01
7 telah direduksi ukurannya dengan polianion bahan crosslinker D diharapkan menghasilkan interaksi elektrostatik sehingga membentuk nanopolisakarida C berpori melalui proses gelasi ionik. Proses terbentuknya nanopolisakarida C dengan gelasi ionik dapat dilihat pada Gambar 3. Penambahan surfaktan dapat memperkecil ukuran partikel senyawa yang akan di enkapsulasi dan mencegah aglomerasi. Surfaktan yang banyak dipakai adalah surfaktan nonionik Tween 80. Selanjutnya penambahan formula minuman dengan senyawa bioaktif yang mengalami reduksi ukuran dapat terjerap masuk ke dalam nanopolisakarida C berpori tersebut (Sidqi 2011 dan Rachmania 2011). Proses keseluruhan tersebut dapat membentuk nanoenkapsulasi minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing.
Metode pengeringan semprot merupakan metode pembuatan serbuk yang relatif mudah dilakukan dan relatif sederhana karena larutan yang sudah dinanoenkapsulasi cukup diproses dengan penyedot dari alat pengering semprot dan akan menghasilkan serbuk nanokapsul sebagai produk. Keuntungan pembuatan serbuk nanoenkapsulasi dengan metode pengering semprot di antaranya adalah biayanya relatif murah dan bersifat fleksibel (dapat digunakan untuk enkapsulasi bahan yang berbeda-beda serta suhu yang digunakan dapat diatur sesuai kebutuhan).
larutan polisakarida C nanopolisakarida C
Gambar 3 Nanoenkapsulasi minuman dengan metode gelasi ionik (Rachmania 2011)
Scanning Electron Microscopy (SEM)
SEM adalah mikroskop elektron yang biasa digunakan untuk melihat permukaan benda yang berukuran kecil. SEM menggunakan elektron dan cahaya tampak sebagai sumber cahayanya. Elektron menghasilkan gelombang yang lebih pendek daripada cahaya foton dengan ukuran 0.1 nm dan menghasilkan gambar dengan resolusi yang lebih baik. SEM memiliki perbesaran hingga 50.000 kali. SEM hanya bisa digunakan untuk mengamati permukaan berbentuk serbuk dan tidak dapat mengamati permukaan berbentuk cairan.
Lensa SEM berbeda dengan lensa mikroskop cahaya. Bagian electron gun
berfungsi memancarkan elektron. Condensing lenses berfungsi untuk memantulkan elektron. Lensa objek adalah lensa yang berdekatan dengan sampel. Pancaran elektron yang mengenai permukaan sampel diteruskan oleh detektor sehingga penampakan permukaan sampel dapat terlihat pada monitor.
8
Elektron bermuatan negatif sehingga untuk mengamati permukaan sampel diperlukan pelapis sampel yang bersifat konduktor. Pelapis yang umumnya digunakan antara lain platina, emas, dan perak. Namun, platina relatif mahal dibandingkan dengan emas dan perak. Perak memiliki harga yang relatif lebih murah dibandingkan dengan platina dan emas, namun memiliki daya konduktor yang kurang baik. Sehingga emas lebih banyak digunakan sebagai pelapis sampel.
METODE
Bahan
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan nanoenkapsulasi minuman fungsional berbasis kumis kucing adalah daun kumis kucing (kebun tanaman obat Pusat Studi Biofarmaka IPB), jahe gajah, kayu secang, jeruk nipis, jeruk lemon, jeruk purut, temulawak (supermarket), CMC, flavor enhancer, pemanis (aspartam, asesulfam, & sukralosa), bahan pengisi A, Na-benzoat, Na-bikarbonat, asam sitrat, asam tartarat, asam B, Polisakarida C (Sigma Aldrich), bahan
crosslinker D (toko kimia), bahan pengemulsi E, dan kertas saring Whatman 42. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis yaitu: akuades, buffer asetat, metanol, etanol (Merck), DMSO (Merck), 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl/DPPH
(Sigma Aldrich D9132), asam askorbat, enzim α-glukosidase dari Bacillus stearothermophilus (Sigma Aldrich G36-51), buffer fosfat, K2HPO4 (Merck), Na2CO3(Merck), 4-nitrofenil α-D-glukopiranosi-da/PNPG (Sigma Aldrich N1377).
Alat
Alat yang digunakan untuk mengukur diameter partikel dan indeks polidispersitas minuman adalah particle size analyzer VASCO Cordouan Technologies dengan kisaran deteksi ukuran partikel 2-7 000 nm. alat pengukur zeta potensial digunakan untuk mengukur nilai zeta potensial dari minuman. mikroskop electron JEOL JSM-6510LA digunakan untuk mengamati penampakan morfologi serta ukuran partikel. Pengukuran absorbansi sampel untuk mendapatkan nilai aktivitas antioksidan dan antidiabetes dilakukan menggunakan microplate reader Epoch Biotek made in USA. refraktometer/spectronic digunakan untuk mengukur nilai TPT dan indeks bias.
Spray dryer BUCHI-B190 digunakan untuk membuat serbuk dari larutan
minuman cair yang sebelumnya dihomogenkan dengan homogenizer armfield L4R. Magnetic stirrer digunakan untuk melakukan pengadukan pada saat pembuatan larutan nanoenkapsulasi. Pengukuran warna minuman dilakukan menggunakan chromameter Konica Minolta CR 310 Japan. Brookfield 60
viscometer digunakan untuk mengukur viskositas minuman. Alat-alat lainnya yang digunakan untuk analisis antara lain: termometer dan termohygrometer
9 Alat-alat yang digunakan untuk mendapatkan ekstrak jahe, temulawak, dan jeruk adalah juice extractor atau parutan manual. Saringan vakum dan rotary evaporator diperlukan untuk pemekatan ekstrak secang, kumis kucing, dan minuman. Bahan baku dipersiapkan dengan menggunakan baskom, pisau, talenan, dan panci. Neraca analitik dan pipet tetes diperlukan dalam pembuatan minuman. Botol kaca gelap diperlukan sebagai wadah minuman. Autoclave, hot plate, dan water bath digunakan untuk sterilisasi botol dan pasteurisasi produk minuman akhir.
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan pada bulan Februari 2013 hingga Juli 2013 di laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, SEAFAST IPB (laboratorium kimia pangan, laboratorium pengolahan, dan laboratorium evaluasi sensori), Pusat Studi Biofarmaka IPB, Fisika FMIPA IPB, dan Masyarakat Nanoteknologi Indonesia Puspitek Serpong.
Metode Penelitian
Metode penelitian ini secara umum dibagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap pembuatan nanoenkapsulasi, tahap pengukuran diameter partikel nanokapsul, dan tahap pengukuran parameter (sifat sensori, fisikokimia, dan fisiologis aktif) yang diperlukan untuk mengetahui ada tidaknya perbaikan mutu nanoenkapsulasi terhadap minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing. Minuman mikroenkapsulasi dan minuman nanoenkapsulasi menggunakan konsentrasi ekstrak yang sama dengan minuman original (hanya bentuknya saja yang berbeda). Tahap pembuatan nanoenkapsulasi dilakukan dengan metode gelasi ionik dan pembuatan serbuknya dengan pengering semprot. Morfologi dan ukuran partikel dilakukan analisis dengan SEM. Tahap pengukuran parameter (sensori, fisikokimia, dan fisiologis aktif) yang dilakukan meliputi uji rating kesukaan, intensitas rasa manis, asam, pahit, ukuran partikel, indeks polidispersitas, zeta potensial, morfologi partikel, pH, TPT, indeks bias, kekentalan, waktu larut, volume buih, aktivitas antioksidan dan antidiabetes dengan sampel berupa minuman original, minuman mikroenkapsulasi, dan minuman nanoenkapsulasi. Tahap penelitian secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 4.
Pembuatan Minuman Original
Minuman cair original dibuat menggunakan formula Febriani (2012) (Lampiran 3-9).
Pembuatan Minuman Mikroenkapsulasi (Kusumasari 2012)
10
Pembuatan Minuman Nanoenkapsulasi (Sidqi 2011; Suptijah et al. 2011)
Pemilihan enkapsulan untuk mendapatkan ukuran nano sangat menentukan keberhasilan nanoenkapsulasi. Hal lain berkenaan dengan enkapsulan yang harus diperhatikan adalah enkapsulan harus food grade dan GRAS. Enkapsulan yang memenuhi kriteria tersebut di antaranya adalah polisakarida C. Polisakarida C memiliki beberapa keunggulan di antaranya dapat digunakan sebagai pengawet alami, berfungsi sebagai antioksidan, dan memberikan perlindungan terhadap inti (Darmadji et al. 2012).
Prosedur pembuatan nanoenkapsulasi minuman dilakukan seperti prosedur pembuatan nanopartikel ekstrak temulawak yang dilakukan Sidqi (2011) dan Suptijah et al. (2011) dengan sedikit modifikasi (putaran magnetic stirrer yang digunakan menjadi M rpm yang sebelumnya digunakan 6000 rpm) yang dapat dilihat pada Gambar 5. Formula minuman fungsional berbasis ekstrak daun kumis kucing yang digunakan adalah formula Febriani (2012). Pembuatan nanoenkapsulasi minuman dilakukan dengan cara seperti yang dapat dilihat pada Gambar 5.
Pembuatan Formula Effervescent (Kusumasari 2012)
Pembuatan formula effervescent untuk 100 ml minuman mikroenkapsulasi dan nanoenkapsulasidapat dilihat pada Gambar 7.
11
Gambar 5 Proses pembuatan serbuk nanokapsul minuman
Prosedur Analisis
Derajat Warna (Stinco et al. 2013)
Kolorimeter (chromameter) sebelum digunakan untuk mengukur sampel dikalibrasi dahulu dengan plat standar berwarna putih. Sampel cair diletakkan pada plat gelas transparan. Pengukuran dilakukan menggunakan skala L, a, b. Pengukuran dilakukan dengan menempelkan kepala optik dengan sampel, kemudian ditekan tombol start. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali dan nilai yang terbaca adalah nilai rata-ratanya.
Gambar 6 Proses pembuatan serbuk mikrokapsul minuman Formula minuman Febriani (2012) sebanyak 100 ml
Ditambahkan bahan pengisi (A) I g
Dikeringkan menggunakan spray dryer dengan suhu inlet J oC, suhu
12
Gambar 7 Proses pembuatan formula effervescent untuk 100 ml minuman mikroenkapsulasi dan nanoenkapsulasi
Penampakan Morfologi Ukuran Partikel
Nanokapsul yang dihasilkan dipastikan ukurannya dalam selang 1-100 nm dengan SEM untuk menghasilkan pencitraan permukaan serbuk nanokapsul dalam bentuk 2 dimensi. Serbuk nanopartikel polisakarida C diletakkan pada potongan kuningan (stub) berdiameter 1 cm dengan menggunakan selotip dua sisi. Selanjutnya serbuk tersebut dibuat menjadi konduktif secara elektrik dengan seberkas sinar platina lapis tipis dari coater selama 30 detik pada tekanan dibawah 2 Pa dan kuat arus 30 mA. Foto diambil pada tegangan elektron 10 kV dengan perbesaran yang diinginkan (Sidqi 2011).
Uji Kesukaan (Cordonnier dan Delwiche 2008)
Uji rating kesukaan dapat digunakan untuk mengetahui perubahan mutu produk akibat perubahan atau perbaikan proses produksi sehingga dapat diukur dan diketahui produk baru yang dihasilkan memiliki kualitas yang sama, lebih baik, atau lebih buruk dari produk sebelumnya. Panelis menerima tiga sampel berkode dan diminta untuk menilai seberapa besar intensitas kesukaan pada skala kategori kesukaan 1-9 yang dibuat berimbang dari amat sangat tidak suka sampai amat sangat suka (Lampiran 1). Jumlah panelis yang digunakan pada uji rating intensitas kesukaan adalah 74 orang panelis tidak terlatih. Hasil pengujian kemudian diolah dengan uji Anova untuk melihat ada tidaknya perbedaan yang signifikan di antara sampel uji. Jika terdapat perbedaan yang signifikan maka dilanjutkan dengan uji Duncan untuk mengetahui kelompok mana yang berbeda nyata.
Pencampuran kering:
E g natrium bikarbonat (soda kue) + F g asam sitrat + G g asam tartrat + H g serbuk
nanokapsul atau mikrokapsul hasil pengeringan + I g aspartam + J g asesulfam +
K g sukralosa
Dilakukan homogenisasi dengan
blender
13
Uji Intensitas Rating Rasa Manis, Asam, dan Pahit (Cordonnier dan Del-wiche 2008)
Uji rating (intensitas rasa manis, asam, dan pahit) dapat digunakan untuk mengetahui perubahan mutu produk akibat perubahan atau perbaikan proses produksi sehingga dapat diukur dan diketahui produk baru yang dihasilkan memiliki kualitas yang sama, lebih baik, atau lebih buruk dari produk sebelumnya. Panelis menerima tiga sampel berkode dan diminta untuk menilai seberapa besar intensitas rasa manis, asam, dan pahit pada skala garis dengan panjang 15 cm (Lampiran 2). Jumlah panelis yang digunakan pada uji rating intensitas rasa manis-asam-pahit adalah 74 orang panelis tidak terlatih. Hasil pengujian kemudian diolah dengan uji Anova untuk melihat ada tidaknya perbedaan yang signifikan di antara sampel uji. Jika terdapat perbedaan yang signifikan maka dilanjutkan dengan uji Duncan untuk mengetahui kelompok mana yang berbeda nyata.
Ukuran Partikel, Zeta Potensial, dan Morfologi Partikel (Wu et al. 2012)
Ukuran partikel diukur dengan menggunakan particle size analyzer (PSA). Sampel sebanyak 3 tetes diletakkan pada tempat preparat objek. Wadah tempat preparat objek ditutup dan dilakukan pengukuran menggunakan software NanoQ dengan input data berupa indeks bias pelarut dan kekentalannya serta dilakukan pengaturan intensitas sinar laser. Penembakan sinar laser dilakukan pada 30 titik medan sampel yang berbeda. Hasil ukuran partikel dan indeks polidispersitas dapat dilihat pada hasil keluaran metode kumulan (cumulant method) pada
Zaverage dan PDI (Lampiran 18). Zeta potensial diukur dengan menggunakan alat PSA yang terintegrasi dengan perangkat tambahan pengukur zeta potensial.
Morfologi partikel serbuk minuman nanokapsul diamati dengan mikroskop elektron SEM. Bubuk sampel kering dibungkus dengan tip karbon konduktif dan diletakkan pada spesimen yang dilapisi dengan lapisan tipis emas dan platina konduktif menggunakan sputter coater. Tegangan yang digunakan 20 kV, tekanan 40 Pa, dan perbesaran 3000 ×. Foto morfologi partikel dapat diambil dengan sistem terintegrasi komputer.
Nilai pH (AOAC 1995)
Alat pH meter dikalibrasi terlebih dahulu sebelum digunakan dengan larutan buffer pH 4.0 dan pH 7.0. Sampel sebanyak 30-50 ml selanjutnya langsung diukur nilai pH-nya dengan menggunakan pH meter.
Total Padatan Terlarut (AOAC 932.12 1995)
14
yang terbaca dicatat sebagai °Brix. Sebelum dan setelah digunakan, prisma refraktometer dibersihkan dengan alkohol untuk memastikan tidak ada partikel yang tersisa pada prisma refraktometer.
Indeks Bias
Indeks bias diukur dengan menggunakan alat pengukur indeks bias. Filtrat sampel diteteskan di atas prisma sampel, alat pengukur indeks bias diarahkan menghadap cahaya, lalu dilakukan pembacaan. Nilai yang terbaca dicatat sebagai indeks bias. Sebelum dan setelah digunakan, prisma sampel dibersihkan dengan alkohol untuk memastikan tidak ada partikel yang tersisa pada prisma sampel.
Kekentalan
Pengukuran kekentalan dilakukan menggunakan Brookfield viscometer. Sampel sebanyak 300 ml diletakkan pada gelas piala 500 ml. Spindle dipilih berdasarkan tingkat kekentalan sampel agar dapat terbaca. Spindle dibiarkan memutar selama 1 menit. Selanjutnya dilakukan pembacaan dan nilai kekentalan diperoleh dari hasil konversi dari ukuran spindle yang digunakan.
Waktu Larut dan Volume Buih (Kusumasari 2012 dengan modifikasi)
Serbuk sampel effervescent sebanyak 8 gram diletakkan pada gelas ukur 500 ml kemudian ditambahkan 100 ml air suling dan dilakukan gerakan memutar gelas. Waktu larut dihitung sejak air dimasukkan hingga semua serbuk larut dalam air. Volume buih yang dicatat adalah pertambahan volume tertinggi selama proses pelarutan berlangsung.
Uji Aktivitas Antioksidan Metode DPPH (Khalil et al. 2012)
15
Campuran reaksi diperoleh dengan mencampurkan 100 μl larutan buffer
asetat (pH 5.5), 187.5 μl methanol, dan 10 μl larutan DPPH 13 mM dalam metanol. Selanjutnya campuran larutan tersebut divorteks. Sebanyak 50 μl
larutan sampel atau larutan standar antioksidan ditambahkan ke dalam larutan campuran tersebut. Setelah campuran reaksi diinkubasi pada suhu 37oC selama 30 menit kemudian diukur absorbansinya pada panjang gelombang 517 nm dengan microplate reader (Tabel 5). Jika sampel berupa bubuk maka larutan sampel dibuat dengan cara melarutkan 1 g bubuk sampel minuman ke dalam 25 ml air.
Uji Aktivitas Antidiabetes Metode Inhibisi -glukosidase (Sancheti et al. 2009)
Larutan enzim α-glukosidase dibuat dengan melarutkan 50 mg enzim α -glukosidase 104 unit/mg dari Bacillus stearothermophilus dalam 50 ml buffer
fosfat yang mengandung 200 mg bovine serum albumin sehingga diperoleh larutan enzim dengan konsentrasi 0.01M. Larutan enzim kemudian diencerkan dengan melarutkan 1 ml larutan enzim dalam buffer fosfat pH 7.0 sampai 25 ml.
Tabel 5 Jumlah larutan pada analisis antioksidan dengan metode DPPH
Tabel 6 Jumlah larutan pada analisis inhibisi α-glukosidase Larutan Blanko Kontrol (+) Kontrol (-) Sampel
16
Buffer fosfat diperoleh dengan melarutkan 3.4 g KH2PO4 dalam 250 ml air suling, kemudian KH2PO4 ditambahkan sedikit demi sedikit sampai mencapai pH 7.0. Larutan Na2CO3 dibuat dengan melarutkan 2.1198 g dalam 100 ml akuades. Larutan substrat diperoleh dengan melarutkan 0,151 g 4-nitrofenil α -D-glukopiranosida/PNPG dalam 25 ml buffer fosfat 0.1 M pH 7.0. Larutan sampel dibuat dengan cara melarutkan serbuk sampel sebanyak 1 g dalam buffer fosfat 25 ml jika sampel berbentuk bubuk.
Campuran reaksi terdiri dari 25 μl larutan substrat, 50 μl buffer fosfat pH
7.0, dan 10 μl larutan sampel. Setelah campuran reaksi diinkubasi selama 5
menit pada suhu 37oC, 25 μl larutan enzim ditambahkan dan selanjutnya diinkubasi selama 30 menit pada suhu 37oC. Reaksi enzim dihentikan dengan
penambahan 100 μl larutan Na2CO3 (Tabel 6). Produk nitrofenol yang dihasilkan kemudian dibaca absorbansinya pada 410 nm dengan microplate reader.
Analisis Data
Tahapan, pengamatan, dan analisis yang dilakukan dalam penelitian dapat dilihat pada Tabel 7. Data hasil perlakuan nanokapsul (berupa formula
effervescent) dibandingkan dengan data hasil perlakuan mikrokapsul (berupa formula effervescent) dan minuman original untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan yang signifikan di antara perlakuan dan seberapa besar perbedaan tersebut.
Tabel 7 Tahapan, pengamatan, dan analisis yang dilakukan dalam penelitian Tahapan Pengamatan Rancangan
percobaan Analisis ngan pengukuran hasil pencitraan SEM dan hasil PSA dengan 2 ngan mono (masing-masing ula-ngan 1 kali pengukuran), rata-rata ukuran selanjutnya dihitung. Uji sensori Intensitas
rasa manis,
Uji rating intensitas rasa manis, asam, pahit dilakukan dengan skala garis (dengan panjang garis 15 cm), uji rating hedonik overall dilaku-kan dengan menggunadilaku-kan skala 1-9, masing-masing sampel dengan 1 ulangan mono menggunakan 74 pa-nelis tidak terlatih, analisis data
17 Tabel 7 Tahapan, pengamatan, dan analisis yang dilakukan dalam penelitian
(lanjutan)
Tahapan Pengamatan Rancangan percobaan kukan pengukuran 2 ulangan triplo, analisis data
menggu-nakan ANOVA (α=5 %) de -ngan uji lanjut Duncan meng-gunakan SPSS 20.0.
Uji aktivitas antioksidan dan aktivitas antidiabetes, masing -masing sampel dilakuan de-ngan 2 ulade-ngan triplo kemu-dian data kemu-dianalisis dengan ANOVA (α=5%) dengan uji lanjut Duncan menggunakan software SPSS 20.0.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Serbuk Nanoenkapsulasi yang Dihasilkan, Nilai Warna L, a, b, dan Penampakan Warna Minuman
Penelitian pendahuluan yang dilakukan menunjukkan bahwa proses pembuatan larutan nanoenkapsulasi minuman dan serbuk nanokapsul minuman (Gambar 5) dapat menghasilkan ukuran partikel larutan nanoenkapsulasi dan serbuk enkapsulasi kurang dari 300 nm (Tabel 8 dan Lampiran 18) dengan citarasa minuman mendekati atau seperti formula minuman yang effervescent. Karakteristik larutan nanoenkapsulasi dan minuman nanoenkapsulasi
effervescent berdasarkan Tabel 8 tidak berbeda nyata. Hal tersebut menunjukkan bahwa larutan nanoenkapsulasi yang dibuat serbuk dan diformulasi effervescent
akan terlarut secara sempurna sebagaimana sebelum dibuat serbuk.
Definisi nanoenkapsulasi yang digunakan pada penelitian ini adalah partikel enkapsulasi dengan ukuran diameter kurang dari 300 nm seperti yang disebutkan pada beberapa buku teks; definisi dari Friends of the Earth Australia,
Europe, and United States; ketentuan dari FDA (Food and Drug
18
hingga kurang dari 100 nm sehingga FDA dan ilmuwan pangan dari CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) Australia memberikan kekhususan definisi nanopartikel pada pangan dengan ukuran kurang dari 1000 nm yang menunjukkan karakteristik fisikokimia yang berbeda dengan partikel yang berukuran lebih besar/ skala mikron (USFDA 2006, FOEA 2008).
Nanopartikel polisakarida C dipreparasi dengan metode gelasi ionik mengguna-kan bahan D sebagai crosslinker (Gambar 3). Mekanisme pembentukan nanoenkapsulasi senyawa aktif dari minuman melalui beberapa tahapan, yaitu larutan polisakarida C direduksi ukurannya (sizing) menggunakan putaran cepat magnetic stirrer, penambahan bahan pengemulsi E dimaksudkan agar polisakarida C yang telah tereduksi ukurannya tidak mudah beragregasi kembali dan stabil, penambahan larutan crosslinker D dimaksudkan agar terjadi ikatan elektrostatik di antara struktur kimia penyusun polisakarida C yang telah tereduksi sehingga terjadi proses gelasi ionik yang menghasikan nanopolisakarida C yang berbentuk bola-bola kecil dengan pori-pori permukaan yang semakin merapat. Senyawa aktif dari penambahan ekstrak minuman akan terjerap ke dalam bola-bola kecil nanopolisakarida C melalui pori-pori permukaannya yang belum tertutup secara sempurna. Polisakarida C memiliki kemampuan untuk menjerap secara kuat benda-benda disekitarnya dan seiring berjalannya waktu maka pori-pori tersebut akan tertutup secara rapat sehingga terbentuk suatu enkapsulasi dari senyawa aktif minuman pada skala nano atau yang disebut dengan nanoenkapsulasi/nanopartikel (Gambar 13). Perlakuan nanoenkapsulasi terhadap senyawa aktif seperti kurkumin dengan metode gelasi ionik sudah banyak dilaporkan pada jurnal internasional khususnya pada bidang farmasi dengan tujuan untuk melindungi senyawa aktif dari degradasi, meningkatkan efektivitas penyerapan di usus, dan menghantarkan senyawa aktif menuju target-site (Anand et al. 2007). Metode gelasi ionik juga relatif mudah untuk dilakukan dibandingkan dengan metode lainnya. Oleh karena itu, pada penelitian ini peneliti mencoba mengenkapsulasi senyawa aktif dari minuman fungsional dengan metode gelasi ionik.
Banyak faktor yang dapat berpengaruh pada pembentukan nanopartikel di antaranya adalah konsentrasi polisakarida C, konsentrasi bahan crosslinker D, rasio volume polisakarida C terhadap bahan crosslinker D, konsentrasi dan jenis
emulsifier yang ditambahkan, serta teknik sizing yang digunakan (Suptijah et al.
2011). Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan beberapa trial and error
sebagai penelitian pendahuluan agar diperoleh hasil yang mendekati harapan. Langkah yang dilakukan adalah dengan studi literatur mengenai nanoenkapsulasi dari ekstrak bahan alam, seperti temulawak yang dianggap cukup representatif mendekati dengan apa yang akan dilakukan pada penelitian ini (Weiss et al. 2006). Hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa metode pembuatan larutan nanoenkapsulasi minuman yang dilakukan pada penelitian utama adalah dengan memodifikasi cara yang dilakukan Sidqi (2011) (Gambar 5).
Warna merupakan salah satu atribut mutu yang sangat penting dari produk pangan. Peranan warna sangat nyata karena yang menjadi penilaian pertama mengenai kesukaan konsumen terhadap produk pangan adalah warnanya (Joshi
19 yang seharusnya maka biasanya konsumen tidak tertarik lagi untuk memberikan penilaian yang baik terhadap atribut mutu lainnya (Andarwulan et al. 2011).
Gambar 8 Serbuk nanoenkapsulan yang dihasilkan, nilai warna L,a,b, dan penampakan warna minuman
Nilai L menyatakan kecerahan warna, nilai a menyatakan (jenis) warna kromatik, dan nilai b menyatakan tingkat intensitas warnanya. Nilai L,a,b masing-masing memiliki kisaran nilai antara 0 s.d ±100. Nilai L= 0 berarti hitam dan nilai L= 100 berarti putih. Nilai L menyatakan cahaya pantul yang menghasilkan warna akromatik putih, abu-abu, dan hitam. Nilai a menyatakan
Tabel 8 Hasil pengukuran ukuran partikel, polidispersitas indeks, dan zeta potensial dari larutan nanoenkapsulasi dan minuman nanoenkap-sulasi effervescent.
Sampel Ukuran partikel (nm)
Polidispersitas indeks
Zeta potensial (mV) Larutan
nanoenkapsulasi
226.2±58.4a 0.290 -10.47±37.56b Minuman
nanoenkapsulasi
effervescent
223.4±23.8a 0.747 18.28±0.07b
20
warna kromatik campuran merah-hijau dengan nilai a positif dari 0 sampai +100 untuk warna merah dan nilai a negatif dari 0 sampai -80 untuk warna hijau. Nilai b menyatakan nilai kromatik campuran biru-kuning dengan nilai b positif dari 0 sampai +70 untuk warna kuning dan nilai b negatif dari 0 sampai -70 untuk warna biru (Andarwulan et al. 2011).
Hasil pengukuran warna minuman menggunakan kromameter menunjukkan perbedaan perlakuan pada minuman memberikan pengaruh yang nyata pada nilai warna L,a,b minuman (Gambar 8 dan Lampiran 11). Minuman nanoenkapsulasi memiliki nilai L (kecerahan) yang paling tinggi dibandingkan dengan sampel minuman lainnya hal tersebut dikarenakan senyawa aktif pada minuman tersebut tetap terenkapsulasi di dalam polisakarida C yang bersifat tidak larut dalam air sehingga senyawa aktif yang seharusnya dapat mengekspresikan warna kuning tidak dapat terlihat. Ron et al. (2010) melaporkan bahwa ukuran nanoenkapsulasi senyawa aktif yang semakin kecil menyebabkan warna minuman menjadi lebih cerah. Minuman mikroenkapsulasi memiliki nilai kecerahan yang lebih rendah dibandingkan dengan minuman original karena pada minuman mikroenkapsulasi bahan pengkapsulnya adalah bahan pengisi A yang bersifat larut air sehingga senyawa aktif yang tadinya terenkapsulasi menjadi terpecah di dalam matrik air dan dapat mengekspresikan warna kuningnya. Warna minuman nanoenkapsulasi menjadi berwarna cerah putih diduga disebabkan oleh senyawa aktif yang memberikan warna pada minuman terenkapsulasi oleh polisakarida C sehingga penampakan warna tidak terlihat dan hal tersebut bukan terjadi akibat adanya pereduksian ukuran senyawa yang dapat memutuskan ikatan konjugasinya (Shpigelman et al. 2010).
Penurunan kecerahan dari minuman mikroenkapsulasi diduga juga disebabkan adanya reaksi kimia dari senyawa effervescent pada matriks cair minuman sehingga dapat mengoksidasi senyawa aktif yang menjadikan warna kuningnya semakin pekat dan menurunkan kecerahan. Unsur warna merah pada minuman original (dinyatakan dengan semakin positifnya nilai a) relatif lebih rendah dibandingkan dengan minuman mikroenkapsulasi sedangkan unsur warna kuning pada minuman mikroenkapsulasi (dinyatakan dengan semakin positifnya nilai b) relatif paling tinggi dibandingkan dengan minuman original dan minuman nanoenkapsulasi. Penampakan warna minuman secara utuh dapat dilihat pada Gambar 8.
Jika minuman original dijadikan standar dan tingkat perbedaan warna
dinyatakan dengan ΔE, maka dapat ditentukan minuman mikroenkapsulasi atau minuman nanoenkapsulasi yang memiliki tingkat perbedaan yang paling besar
dibandingkan dengan minuman original. Nilai ΔE dihitung dengan
21 warna minuman nanoenkapsulasi terlihat putih kejernihan seperti warna produk
minuman “lemon water” di pasaran.
Mutu Sensori Minuman Original, Minuman Mikroenkapsulasi, dan Minuman Nanoenkapsulasi
Uji sensori minuman yang dilakukan pada penelitian ini adalah uji hedonik, intensitas rasa manis, intensitas rasa asam, dan intensitas rasa pahit. Jumlah panelis yang digunakan pada penelitian ini adalah 74 panelis tidak terlatih seperti yang dipersyaratkan American Standard Testing Material untuk uji rating hedonik (Carpenter et al. 2000). Panelis terdiri dari 31 laki-laki dan 43 perempuan dengan selang usia 19-40 tahun. Panelis merupakan mahasiswa dan staf IPB.
Keterangan: huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5% dan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5%.
Gambar 9 Hasil uji rating kesukaan
Nilai kesukaan terhadap produk yang paling tinggi diperoleh minuman mikroenkapsulasi yaitu 5.55 dari skala 1-9, tidak berbeda nyata dengan nilai kesukaan minuman nanoenkapsulasi yaitu 5.27 dari skala 1-9 (Gambar 9 dan Lampiran 12). Nilai kesukaan keduanya yaitu antara netral dan agak suka, sedangkan minuman original memiliki nilai kesukaan 3.31 dari skala 1-9, yaitu antara tidak suka dan agak tidak suka. Minuman original memiliki nilai kesukaan yang paling kecil mungkin dikarenakan memiliki intensitas rating rasa
22
manis yang relatif paling kecil serta intensitas rasa asam dan pahit yang paling besar.
Intensitas rating rasa manis minuman original dirasakan lebih kecil meskipun menggunakan formula takaran pemanis yang relatif sama dengan minuman lainnya. Hal ini mungkin dikarenakan intensitas rasa manis pemanis tertutupi oleh intensitas rasa asam dari ekstrak jeruk dan intensitas rasa pahit dari ekstrak rempah seperti temulawak dan jahe. Pengaruh enkapsulasi dapat menurunkan intensitas rating rasa asam dan pahit seperti yang terlihat pada minuman mikroenkapsulasi dan minuman nanoenkapsulasi (Gambar 10 dan Lampiran 13). Fenomena ini mungkin terjadi karena senyawa aktif yang biasanya bersifat pahit dari rempah-rempah terbungkus oleh enkapsulan sehingga tidak kontak langsung dengan reseptor indera perasa di lidah sehingga dapat menekan rasa pahit dari minuman.
Keterangan: huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5% dan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5%.
Gambar 10 Hasil uji rating intensitas rasa
Ukuran partikel juga berpengaruh signifikan terhadap penurunan intensitas rasa asam dan pahit seperti yang terlihat pada Gambar 10. Beberapa literatur menyebutkan bahwa ukuran partikel yang lebih kecil dalam skala nano akan menghasilkan sifat positif baru yang berbeda dengan sifat ukuran partikel yang lebih besar khususnya dalam hal ini terjadi penurunan intensitas rasa asam dan pahit (WHO 2010, Nedovic et al. 2011, Magnuson et al. 2011). Minuman nanoenkapsulasi dengan intensitas rasa asam dan pahit yang lebih rendah tidak menjadikan minuman tersebut lebih disukai dibandingkan dengan minuman mikroenkapsulasi mungkin dikarenakan terdapat rasa dari polisakarida C yang
2.
Rasa manis Rasa asam Rasa pahit
23 ada pada minuman nanoenkapsulasi. Beberapa orang secara pribadi menyatakan bahwa mereka bahkan merasa agak heran atau aneh jika minuman jamu tidak berasa pahit karena ciri khas dari minuman jamu adalah rasa pahitnya. Hal tersebut dapat diatasi dengan cara mensosialisasikan bahwa jamu tidak harus selalu berasa pahit namun dapat juga berasa enak (tidak pahit).
Mutu Fisikokimia Minuman Original, Minuman Mikroenkapsulasi, dan Minuman Nanoenkapsulasi
Ukuran Partikel, Indeks Polidispersitas, Zeta Potensial, dan Morfologi Partikel Nanoenkapsulasi
Hasil pengukuran diameter partikel serta polidispersitas indeks pada minuman original, minuman mikroenkapsulasi, dan minuman nanoenkapsulasi dapat dilihat pada Gambar 11-12, Tabel 8, serta Lampiran 10 dan 18. Tiga sampel minuman yang diamati pada penelitian ini menurut Nanotech Indonesia (2013a) termasuk dalam klasifikasi suspensi atau dispersi kasar, yaitu sistem dispersi dengan ukuran partikel-partikel zat yang didispersikan lebih besar dari 100 nm. Sistem dispersi dapat dikatakan baik jika partikel terdispersikan dengan baik, artinya partikel tidak cepat mengendap, menunjukkan gerak brown, dan cenderung stabil (Tang et al. 2013). Tingkat kestabilan sistem dispersi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain muatan permukaan dari partikel (zeta potensial), serta pH dan kekuatan ionisasi dari media pendispersi (Li et al.
2012).
Keterangan: huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5% dan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5%.
Gambar 11 Ukuran partikel minuman
24
Hasil penelitian menunjukkan bahwa diameter ukuran partikel minuman nanoenkapsulasi berbeda nyata dengan minuman original dan minuman mikroenkapsulasi (Gambar 11). Ukuran partikel minuman nanoenkapsulasi bersifat lebih homogen dibandingkan minuman non-nanoenkapsulasi (Gambar 12). Rata-rata diameter ukuran partikel minuman nanoenkapsulasi (223.4 nm) berukuran lebih kecil dibandingkan dengan minuman original dan minuman mikroenkapsulasi karena pada proses pembuatan larutan nanoenkapsulasi terdapat tahapan pereduksian ukuran (sizing), adanya interaksi elektrostatik, dan gelasi ionik menghasilkan bulatan-bulatan nanopolisakarida C yang siap menjerap senyawa aktif dari ekstrak minuman sehingga dihasilkan nanopartikel dengan ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan ukuran partikel minuman non-nanoenkapsulasi.
Rata-rata diameter ukuran partikel antara minuman original (521.9 nm) dan minuman mikroenkapsulasi (563.1 nm) memiliki ukuran yang tidak jauh berbeda, meskipun demikian diameter partikel minuman mikroenkapsulasi memiliki ukuran yang lebih besar. Hal tersebut mungkin dikarenakan adanya bahan pengisi A yang ditambahkan sebagai zat pengisi ketika dilakukan pembuatan serbuk minuman sehingga partikel senyawa aktif yang telah dienkapsulasi dengan bahan pengisi A pada minuman mikroenkapsulasi menjadi berukuran lebih besar dibandingkan dengan partikel senyawa aktif tanpa pengenkapsulasian pada minuman original.
Polidispersitas indeks menunjukkan tingkat keseragaman ukuran partikel suatu sistem emulsi (Luo et al. 2013). Semakin kecil nilai polidispersitas indeks suatu sistem emulsi berarti distribusi ukuran-ukuran partikel pada suatu sistem emulsi semakin seragam (rentang distribusi ukuran-ukuran partikel didalam suatu sistem emulsi kecil). Batasan nilai suatu sistem emulsi dapat dikatakan memiliki tingkat keseragaman cukup baik jika polidispersitas indeksnya kurang dari 0.3. Jika nilai polidispersitas suatu sistem emulsi lebih dari 0.3 maka suatu sistem emulsi dikatakan memiliki tingkat keseragaman ukuran-ukuran partikel yang kurang baik (Wu et al. 2012). Hasil polidispersitas indeks minuman nanoenkapsulasi yang diperoleh dalam penelitian ini adalah 0.290 (<0.3) yang berarti menunjukkan ukuran-ukuran partikel pada minuman memiliki tingkat keseragaman yang baik sehingga dapat meyakinkan reabilitas data dari hasil pengukuran PSA.
Minuman original dan minuman mikroenkapsulasi memiliki polidispersitas indeks berturut-turut sebesar 0.553 dan 0.747 (>0.3) yang menunjukkan tingkat keseragaman ukuran partikel yang kurang baik meskipun memiliki rata-rata ukuran partikel berturut-turut 521.9 nm dan 563.1 nm (Gambar 11 dan 12).
25 terjadi flokulasi yang diikuti dengan pengendapan (De Britto et al. 2012). Nilai zeta potensial yang baik adalah nilai zeta potensial di luar dari kisaran -30 s.d +30 mV. Nilai zeta potensial yang tinggi pada sistem koloid akan memberikan stabilitas larutan untuk menolak agregasi. Sebaliknya, nilai zeta potensial yang rendah akan membuat daya tarik menarik muatan antar partikel dispersi melebihi daya tolak menolaknya sehingga terjadi flokulasi. Jadi, koloid dengan nilai zeta potensial tinggi bersifat elektrik stabil, sedangkan koloid dengan nilai zeta potensial yang rendah cenderung akan mengental/ flokulasi. Parameter zeta potensial dapat digunakan antara lain untuk mengetahui kestabilan suatu larutan dan muatan permukaan (Nanotech Indonesia 2013b).
Gambar 12 Indeks polidispersitas minuman
Morfologi partikel foto SEM (Gambar 13) menunjukkan bulatan-bulatan nanoenkapsulasi yang berbentuk bulatan sempurna. Hasil foto SEM sangat berguna untuk menentukan keberhasilan proses enkapsulasi. Gambar bulatan yang tidak sempurna (cekung atau kisut) menunjukkan bahwa proses enkapsulasi tidak berhasil karena senyawa aktif yang ingin dienkapsulasi tidak terdapat di dalamnya (De Britto et al. 2012). Sebaliknya gambar bulatan utuh (sempurna dan permukaan yang relatif halus seperti pada Gambar 13) menunjukkan bahwa proses enkapsulasi relatif berhasil karena senyawa aktif yang di enkapsulasi terdapat di dalamnya (Darmadji et al. 2012).
Pada foto SEM (Gambar 13) dapat dilihat adanya bongkahan-bongkahan kecil berwarna putih pucat yang berbentuk tidak teratur dan beberapa terlihat pecah yang kemungkinan besar itu adalah bentuk enkapsulan yang kurang sempurna (gagal terbentuk) atau bentuk dari bahan pengisi A yang digunakan sebagai zat pengisi pada pembentukan serbuk ekstrak nanoenkapsulasi. Pada hasil foto SEM penelitian ini diperlihatkan bahwa bentuk bentuk bongkahan
26
lebih dominan dibandingkan dengan bentuk yang bulat, namun masih dapat dikatakan bahwa proses enkapsulasi berhasil dengan nilai efisiensi pengenkapsulasian tertentu. Nilai efisiensi pengenkapsulasian pada penelitian ini tidak dilakukan pengukuran karena diasumsikan bahwa bentuk bongkahan tersebut adalah bahan pengisi A yang bersifat larut air ketika dibuat menjadi minuman.
Nilai pH, TPT, dan Indeks Bias Minuman
Nilai pH menyatakan tingkat kesaman dari bahan pangan. Pangan dapat dikategorikan menjadi 4 berdasarkan nilai pH dan aw, yaitu pangan berisiko rendah yaitu pangan yang memiliki pH< 4.5 dan aw < 0.85, pangan berisiko sedang A (produk pangan basah tetapi asam) memiliki pH < 4.5 dan aw > 0.85, pangan berisiko sedang B (produk pangan relatif kering dengan pH tinggi termasuk didalamnya produk pangan semi basah (intermediate moisture foods/IMF)) memiliki pH > 4.5 dan aw < 0.85, serta pangan berisiko tinggi memiliki pH > 4.5 dan aw > 0.85. Nilai pH kritis dari produk pangan adalah 4.5 (Hariyadi P dan Hariyadi RD 2011). Minuman original dan minuman nanoenkapsulasi berdasarkan kategori tersebut dapat digolongkan sebagai pangan berisiko sedang A sedangkan minuman mikroenkapsulasi digolongkan sebagai pangan berisiko tinggi.
Gambar 13 Foto SEM serbuk nanoenkapsulasi perbesaran 3000 ×
Pada Gambar 14, minuman original memiliki pH 3.4 yang nilainya tidak jauh berbeda dengan nilai pH minuman original formula Febriani (2012), yaitu pada kisaran pH 3.71-3.96. Minuman original memiliki pH rendah dikarenakan minuman ini menggunakan ekstrak jeruk nipis, lemon, dan purut sebagai pemberi citarasa minuman, asidulan alami, dan tidak diberi perlakuan
27
effervescent yang bersifat basa. Ketiga sampel minuman (minuman original, minuman mikroenkapsulasi, dan minuman nanoenkapsulasi) memiliki pH dengan kisaran antara 3.40-6.02 (Lampiran 14).
Minuman serbuk mikroenkapsulasi effervescent memiliki pH 6.02 dikarenakan minuman ini dibuat dalam bentuk formula effervescent yang salah satu komponen penyusunnya bersifat basa lemah dan dalam pembuatan serbuknya ditambahkan bahan pengisi A sebanyak H% sehingga dapat menaikkan pH minuman dari 3.4 menjadi 6.02.
Keterangan: huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5% dan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5%.
Gambar 14 Nilai pH minuman
Minuman nanoenkapsulasi memiliki pH yang lebih rendah (3.94) dibandingkan dengan minuman mikroenkapsulasi (6.02) (dapat dilihat pada Gambar 14). Hal ini mungkin dikarenakan kedua serbuk walau sama-sama menggunakan bentuk formua effervescent tetapi dalam proses pembuatan larutan nanoenkapsulasi telah ditambahkan larutan asam (B) X% (v/v) (Gambar 5) sehingga menurunkan pH minuman menjadi 3.94.
Nilai rata-rata TPT minuman original sangat rendah, yakni 0.2 oBrix (Gambar 15 dan Lampiran 14). Hal ini dikarenakan pada proses pembuatan minuman ini tidak ditambahkan bahan pengisi berupa bahan pengisi A. Minuman mikroenkapsulasi dan minuman nanoenkapsulasi memiliki nilai TPT berturut-turut sebesar 5.5 oBrix dan 4.5 oBrix (Gambar 15 dan Lampiran 14). Pada proses pembuatan serbuk keduanya ditambahkan bahan pengisi A yang temasuk kelompok karbohidrat sederhana sehingga menaikan nilai TPT. Kedua minuman tersebut memenuhi standar nilai TPT untuk produk effervescent di pasaran yaitu antara 2.9-5.5 oBrix (Kusumasari 2012).
Indeks bias adalah perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium. Nilai indeks bias
28
selalu ≥ 1. Pembelokkan cahaya dapat terjadi pada 2 medium yang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin rapat suatu medium (konsentrasi penyusunnya semakin tinggi) maka medium tersebut akan semakin mampu membelokkan cahaya mendekati garis normal. Air pada suhu 20 oC memiliki nilai indeks bias sebesar 1.3330. Indeks bias dapat digunakan untuk mengetahui konsentrasi larutan, komponen bahan-bahan penyusun larutan, kualitas larutan, dan menentukan konsentrasi gula pada produk pangan (Rofiq 2010). Pada Gambar 16 ditunjukkan indeks bias minuman original, minuman serbuk mikroenkapsulasi, dan minuman serbuk nanoenkapsulasi memiliki nilai berturut-turut 1.3332, 1.3410, dan 1.3395. Secara statistik perlakuan pada minuman memberikan pengaruh perbedaan yang nyata pada nilai indeks bias (Gambar 16 dan Lampiran 14). Meskipun ketiga jenis minuman tersebut relatif memiliki komponen bahan-bahan penyusun yang sama, namun perlakuan enkapsulasi dan perbedaan ukuran partikel dapat memberikan pengaruh yang nyata pada indeks biasnya (Mont et al. 2008). Pada Gambar 15 dan 16 diperlihatkan bahwa nilai indeks bias berbanding lurus nilai TPT-nya.
Keterangan: huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5% dan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5%.
Gambar 15 Nilai TPT minuman
Keterangan: huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5% dan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5%.
29 Kekentalan
Kekentalan adalah gaya hambat atau friksi internal yang mempengaruhi kemampuan mengalir suatu fluida (Yero dan Hainin 2012). Produk pangan cair sangat penting untuk diketahui kekentalannya dalam rangka standardisasi mutu, sebagai petunjuk adanya kandungan zat-zat tertentu, faktor kritis dalam optimasi proses, berpengaruh pada penerimaan produk oleh konsumen, dan petunjuk adanya penurunan mutu (Andarwulan et al. 2011). Viskositas air pada tekanan udara 1 atm dan suhu udara 20 °C adalah 1.0019 cP. Minuman nanoenkapsulasi memiliki nilai kekentalan yang paling tinggi dan berbeda secara signifikan dengan minuman mikroenkapsulasi dan minuman original (Gambar 17 dan Lampiran 15). Hal tersebut dikarenakan pada proses pembuatan serbuknya digunakan larutan polisakarida (C) X%. Larutan polisakarida C memiliki sifat kental seperti larutan CMC sehingga diperkirakan dapat meningkatkan kekentalan minuman nanoenkapsulasi. Kekentalan dari minuman original dan minuman mikroenkapsulasi secara subjektif mirip dengan kekentalan cairan seperti minuman teh pada umumnya, sedangkan kekentalan minuman nanoenkapsulasi berdasarkan pengamatan secara subjektif mirip dengan
kekentalan susu cair kemasan “tetrapack” yang ada di pasaran.
Waktu Larut dan Volume Buih Minuman
Perbedaan ukuran partikel berpengaruh nyata pada kecepatan waktu larut dan volume buih minuman (Wang et al. 2013). Minuman nanoenkapsulasi yang memiliki ukuran partikel lebih kecil akan lebih cepat larut dibandingkan minuman mikroenkapsulasi (Gambar 19 dan Lampiran 16). Semakin kecil ukuran partikel serbuk maka akan semakin luas permukaannya sehingga lebih cepat berinteraksi pada sistem larutan yang sama (air) atau dengan kata lain lebih mudah larut.
Keterangan: huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5% dan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata pada taraf α=5%.
