SKRIPSI
PENENTUAN UMUR SIMPAN MINUMAN FUNGSIONAL CINNA-ALE INSTAN DENGAN METODE ARRHENIUS
DELLA EDRIA F24062797
2010
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
i
Della Edria. F24062797. Penentuan Umur Simpan Minuman Fungsional Cinna-Ale Instan dengan Metode Arrhenius. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Maggy T. Suhartono dan Dr. Ir. M. Arpah, MSi. 2010
RINGKASAN
Beberapa tahun terakhir ini, permintaan terhadap pangan fungsional meningkat. Minuman fungsional yang telah banyak dikonsumsi antara lain serbuk jahe, serbuk kunyit asam, serbuk temulawak, dan minuman berbasis kumis kucing. Salah satu minuman fungsional yang dikembangkan sejak tahun 2000 oleh Dulimarta adalah Cinna-Ale. Komposisi minuman ini telah dipatenkan dengan nomor paten P002001 00054. Rentang waktu antara masa produksi dengan konsumsi yang cukup lama membuat Cinna-Ale instan perlu disimpan. Selama penyimpanan, terjadi penurunan pada beberapa karakteristik mutu yang memperpendek umur simpan produk. Mutu dan keamanan produk pangan diawasi oleh pemerintah. Label waktu kadaluarsa diatur dalam PP No. 69 tahun 1999 tentang Label dan Iklan Pangan.
Pendugaan umur simpan merupakan salah satu cara untuk mengetahui tingkat ketahanan produk selama masa penyimpanan. Salah satu faktor yang berpengaruh terhadap perubahan mutu adalah suhu. Semakin tinggi suhu penyimpanan maka laju reaksi akan semakin cepat. Pendugaan umur simpan dapat dilakukan dengan metode Arrhenius. Pemakaian model ini didasarkan pada waktu pelaksanaan yang singkat dan metode yang sederhana. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perubahan mutu produk dan kadar antioksidan Cinna-Ale instan yang dikemas metalized plastic selama penyimpanan serta menduga umur simpan dengan metode Arrhenius.
Karakteristik mutu awal Cinna-Ale instan adalah kadar air 0.90%, kadar abu 0.36%, kadar lemak kasar 0.52%, kadar protein 2.40%, dan kadar karbohidrat 95.83%. Hasil analisis ini sesuai dengan kisaran mutu minuman serbuk tradisional yang ditetapkan oleh Badan Standardisasi Nasional. Penyimpanan Cinna-Ale instan terkemas metalized plastic dilakukan dalam tiga inkubator dengan suhu 350C, 450C, dan 550C serta produk tanpa kemasan pada suhu ruang (280C). Semakin lama penyimpanan dan semakin tinggi suhu penyimpanan menyebabkan peningkatan kadar air serta penurunan kadar volatile reducing substance, kadar antioksidan, kelarutan, dan kecerahan serbuk. Kemasan mempengaruhi Cinna-Ale instan selama penyimpanan. Produk tanpa kemasan akan mengalami kerusakan mutu yang lebih cepat dibandingkan produk terkemas.
ii
PENENTUAN UMUR SIMPAN MINUMAN FUNGSIONAL CINNA-ALE INSTAN DENGAN METODE ARRHENIUS
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh : DELLA EDRIA
F24062797
2010
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
iii
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENENTUAN UMUR SIMPAN MINUMAN FUNGSIONAL CINNA-ALE INSTAN DENGAN METODE ARRHENIUS
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh DELLA EDRIA
F24062797
Dilahirkan pada tanggal 15 Maret 1988 di Jakarta
Tanggal Lulus : 4 Agustus 2010
Menyetujui, Bogor, 4 Agustus 2010
Prof. Dr. Ir. Maggy T. Suhartono
Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. M. Arpah, MSi
Dosen Pembimbing II Mengetahui,
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc
iv
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
“Penentuan Umur Simpan Minuman Fungsional Cinna-Ale Instan dengan
Metode Arrhenius” adalah karya asli saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditujukan rujukannya.
Bogor, Agustus 2010 Yang Membuat Pernyataan
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama Della Edria, dilahirkan di Jakarta, 15 Maret 1988. Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara, dari pasangan Edy Saroyo dan Nurhaeni Sulastri. Pendidikan formal ditempuh penulis di TK Kristen Anglo Jakarta (1991-1994), SD Kristen Anglo Jakarta (1991-1995), SD Katolik Strada Kampung Sawah Bekasi (1995-2000), SLTPN 192 Jakarta (2000-2003), dan SMUN 48 Jakarta (2003-2006).Penulis melanjutkan pendidikan tingginya di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) di tahun 2006.
Selain mengikuti kegiatan perkuliahan, penulis terlibat di berbagai kegiatan kampus. Penulis pernah menjabat sebagai Staff Departemen Sosial Kemasyarakatan BEM Fateta (2007-2008), Staff Departemen HIMITEPA Coorporation (2008-2009), dan berbagai kepanitian kegiatan yang diselenggarakan di lingkungan Kampus IPB seperti Open House IPB, Masa Perkenalan Fakultas (Techno-F), Masa Perkenalan Departemen (BAUR), dan PLASMA HALAL. Penulis juga berperan serta menjadi penyuluh pada Kampanye Ketahanan Pangan (HIMITEPA CARE) dan trainer Penyuluhan Pedagang Pangan kerjasama HIMITEPA dan Seafast Center. Penulis juga aktif mengikuti kompetisi ilmiah nasional. Penulis juga pernah menjadi beaswan PPA (2007-2008) dan ASTAGA Peduli Pendidikan (2008-2010).
Penulis mengakhiri masa studi di IPB dengan menyelesaikan skripsi yang berjudul “Penentuan Umur Simpan Minuman Fungsional Cinna-Ale Instan
dengan Metode Arrhenius”. Penulisan ini terlaksana dengan bimbingan Prof.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT., pemilik segala cinta, kasih sayang, rahmat, dan segala yang ada di alam semesta ini. Atas rahmat dan Ridho-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul PENENTUAN UMUR SIMPAN MINUMAN FUNGSIONAL CINNA-ALE INSTAN DENGAN METODE ARRHENIUS ini. Skripsi ini disusun sebagai tugas akhir
strata S1 pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian Bogor, Institut Pertanian Bogor.
Dukungan dan bantuan baik moril maupun materil dari berbagai pihak sangatlah berarti bagi penulis. Penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Mama dan Papa, atas seluruh panjatan doa, curahan kasih sayang, perhatian,
pengertian, dukungan, dan kepercayaannya sehingga dapat memotivasi penulis untuk menjadi pribadi yang pantang menyerah. Pengorbanan, nasihat, cinta kasih, dan ketulusan Mama dan Papa adalah warisan terindah yang takkan lekang oleh waktu.
2. Ibu Prof. Dr. Ir. Maggy T. Suhartono, selaku dosen pembimbing Iyang dengan kesabaran membimbing dan mengarahkan penulis selama mengenyam pendidikan di Ilmu dan Teknologi Pangan hingga terselesaikannya skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. M. Arpah, M.Si., , selaku dosen pembimbing Iyang dengan
kesabaran membimbing dan mengarahkan penulis selama mengenyam pendidikan di Ilmu dan Teknologi Pangan hingga terselesaikannya skripsi ini. 4. Bapak Dr. Ir. Yadi Haryadi, M.Sc. selaku dosen penguji yang telah
meluangkan waktunya untuk menguji penulis dan memberikan masukan untuk perbaikan skripsi ini.
5. Kakak-kakakku terhebat, Andrianto Asasto Saroyo dan Indra Susatyo, kalian adalah contoh terbaikku.
6. Adikku tersayang, Ivanna Edria yang selalu ada untukku, mendengar semua curahan hati meskipun kita terpisah jarak.
vii
8. SC “Shobat Cihuy”, Andin, Agnes, Astri, Nana, Adawiyahw, DiDi, MirMir, Uut, atas persahabatan yang indah sejak 5 tahun silam.
9. Eri, Helen, Sadek, Henni, Yua, Laras, tante Dyah, Aan, Stefanus, Yogi, Abdi. Jadilah seperti matahari yang senantiasa memberikan sinar-Nya tanpa menuntut untuk disinari, jangan menjadi lilin yang menyinari orang lain sedangkan dia sendiri kehabisan energi. Semoga kesuksesan kita raih bersama. 10.Bletok Bang Lupus Crew (Adit, Dzikri, Ius, Laras). Kerja sama kita bukanlah suatu kebetulan. Ada skenario besar yang telah dirancang oleh Yang Maha Besar. Jauh dari kalian membuat hidup ini seperti ada yang hilang
11.Teman-teman seperjuangan ITP 43, atas segala jatuh bangun bersama meniti jalan selama menempuh pendidikan di ITP. Perjalanan kita bukanlah waktu yang singkat untuk mengukir kenangan, namun bukanlah waktu yang singkat pula untuk berbuat kesalahan. Mohon maaf atas segala khilaf.
12.Penghuni Puri Fikryah (Mba Ryu, Achie, Sars, Mba peye). Segala kenangan indah akan terukir selalu di hati.
13.ASTAGA Peduli Pendidikan yang telah sepenuh hati mendukung penulis dalam melewati pendidikan kuliah di IPB
14.Bapak dan Ibu dosen Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan serta para karyawan yang begitu sabar menghadapi kami agar menjadi lebih baik.
15.Pak Gatot, Bu Rubiyah, Bu antin, Pak Wahid, Pak Sob, Mba Darsih, Pak Rozak, Pak Taufik, Pak Sidik, Pak Yahya, dan semua komunitas laboratorium ITP atas kebaikan hati dan kesabarannya dalam menghadapi penelitian kami. 16.Karyawan Perpustakan PITP atas keramahan dan bantuannya dalam
menyediakan buku-buku yang dibutuhkan oleh kami.
17.Semua pihak yang telah hadir dalam kehidupan penulis, atas bantuan moril dan materil yang diberikan. Kalian adalah semangat dan inspirasiku.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak. Semoga tulisan ini dapat membantu bagi yang memerlukannya.
viii
DAFTAR ISI
RINGKASAN ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
SURAT PERNYATAAN ... iv
RIWAYAT HIDUP ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ...xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. MINUMAN FUNGSIONAL CINNA-ALE INSTAN ... 4
B. MINUMAN ... 13
1. Minuman Ringan ... 14
2. Minuman Serbuk ... 17
3. Effervescent ... 19
C. RADIKAL BEBAS ... 21
1. Pembentukan Radikal Bebas ... 22
2. Beberapa Jenis Radikal Bebas ... 24
3. Dampak Negatif Radikal Bebas ... 26
D. ANTIOKSIDAN ... 27
1. Mekanisme Antioksidasi ... 28
2. Jenis Antioksidan... 29
E. REMPAH-REMPAH SEBAGAI ANTIOKSIDAN ALAMI ... 32
F. STABILITAS BAHAN PANGAN DAN AKTIVITAS AIR (aW) ... 33
G. PENGEMASAN ... 35
ix
2. Beberapa Jenis dan Sifat Bahan Kemasan... 36
H. PENDUGAAN UMUR SIMPAN ... 39
1. Pengertian Umur Simpan ... 39
2. Dasar Penurunan Mutu ... 41
3. Perumusan Model Umur Simpan ... 42
III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN ... 49
A. BAHAN DAN ALAT ... 49
B. METODE PENELITIAN ... 49
1. Proses Produksi Minuman Fungsional Cinna-Ale Instan ... 49
2. Perubahan Mutu Minuman Cinna-Ale Instan Selama Penyimpanan ... 51
3. Pendugaan Umur Simpan dengan Metode Arrhenius ... 52
4. Penentuan Parameter Kritis ... 53
5. Transformasi Nilai Umur Simpan Menjadi Waktu Kadaluarsa ... 53
C. PROSEDUR ANALISIS ... 54
1. Analisis Kadar Air (AOAC, 1995) ... 54
2. Analisis Kadar Abu (AOAC, 1995) ... 54
3. Analisis Kadar Lemak, Metode Soxhlet (AOAC, 1995) ... 54
4. Analisis Kadar Nitrogen, Metode Mikro Kjehldal (AOAC, 1995) ... 54
5. Analisis Kadar Karbohidrat Metode by Difference ... 54
6. Analisis Kadar VRS (Volatile Reducing Substance) (Zein, 1998) ... 56
7. Pengukuran Aktivitas Antioksidan Menggunakan DPPH (Emmons, et al., 1999) ... 56
8. Warna (Metode Hunter) ... 57
9. Kelarutan (SNI 01-4239-1996) ... 57
10. Uji Organoleptik ... 58
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 59
A. KARAKTERISTIK PRODUK ... 59
B. KINETIKA PERUBAHAN MUTU SELAMA PENYIMPANAN ... 61
1. Aktivitas Antioksidan Minuman Cinna-Ale Instan ... 62
2. Kelarutan Minuman Cinna-Ale Instan ... 65
3. Kecerahan Serbuk Cinna-Ale Instan ... 66
x
5. Kadar Air Minuman Cinna-Ale Instan ... 69
6. Korelasi Data Organoleptik dan Data Kuantitatif ... 70
C. UMUR SIMPAN ... 73
1. Penentuan Nilai Kritis ... 73
2. Penentuan Orde Reaksi... 75
3. Penghitungan Umur Simpan pada Suhu Penyimpanan Berdasarkan Orde Reaksi Terpilih ... 77
a. Aktivitas Antioksidan Minuman Cinna-Ale Instan ... 77
b. Kelarutan Minuman Cinna-Ale Instan ... 79
c. Kecerahan Serbuk Cinna-Ale Instan ... 81
d. Kadar Volatile Reducing Substance Minuman Cinna-Ale Instan ... 82
e. Kadar Air Minuman Cinna-Ale Instan ... 84
D. VALIDASI REAKSI PERUBAHAN MUTU MELALUI PERHITUNGAN ENERGI AKTIVASI ... 86
E. KRITERIA PARAMETER YANG DIPILIH UNTUK DIHITUNG UMUR SIMPANNYA ... 90
F. SIMULASI PENDUGAAN UMUR SIMPAN DAN MASA KADALUARSA PRODUK PADA PARAMETER TERPILIH ... 91
1. Perhitungan Umur Simpan pada Parameter Terpilih dengan Metode Arrhenius ... 92
2. Transformasi Umur Simpan menjadi Waktu Kadaluarsa ... 94
G. PENGENDALIAN UMUR SIMPAN PRODUK ... 96
V. KESIMPULAN ... 98
1. Kesimpulan ... 98
2. Saran ... 99
DAFTAR PUSTAKA ... 100
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Jenis rempah, komponen mayor dan khasiat beberapa rempah yang digunakan dalam pembuatan minuman Cinna-Ale instan... 12 Tabel 2. Analisis sifat fisik alumunium foil (Laporan hasil uji laboratorium
uji dan kalibrasi BBKK, 2009) ... 38 Tabel 3. Hasil pengujian analisis proksimat dan standar SNI minuman
serbuk tradisional (SNI 01-4320-1996) (BSN, 1996 b) ... 59
Tabel 4. Perubahan tingkat kelarutan Cinna-Ale instan di berbagai suhu penyimpanan ... 66 Tabel 5. Nilai awal dan nilai kritis minuman fungsional Cinna-Ale instan
berdasarkan beberapa parameter ... 75 Tabel 6. Persamaan reaksi hubungan antara perubahan mutu dan suhu
penyimpanan pada orde reaksi nol dan orde reaksi satu ... 76 Tabel 7. Nilai konstanta perubahan mutu dan umur simpan Cinna-Ale instan
berdasarkan parameter kadar aktivitas antioksidan pada orde reaksi terpilih ... 78 Tabel 8. Nilai konstanta perubahan mutu dan umur simpan Cinna-Ale instan
berdasarkan parameter kelarutan pada orde reaksi terpilih ... 80 Tabel 9. Nilai konstanta perubahan mutu dan umur simpan Cinna-Ale instan
parameter kecerahan serbuk pada orde reaksi terpilih ... 81 Tabel 10. Nilai konstanta perubahan mutu dan umur simpan Cinna-Ale instan
berdasarkan kadar VRS pada orde reaksi terpilih ... 83 Tabel 11. Nilai konstanta perubahan mutu dan umur simpan Cinna-Ale instan
berdasarkan parameter kadar air pada orde reaksi terpilih ... 84 Tabel 12. Tabulasi umur simpan Cinna-Ale instan di suhu pengamatan pada
orde reaksi terpilih ... 86 Tabel 13. Nilai energi aktivasi (Ea) berbagai parameter mutu Cinna-Ale
instan ... 88 Tabel 14. Nilai koefisien determinasi (R2), nilai energi aktivasi dan umur
simpan beberapa parameter pengamatan di orde reaksi terpilih ... 90 Tabel 15. Nilai K, (1/T), k dan ln k pada 3 titik suhu penyimpanan parameter
aktivitas antioksidan orde reaksi satu... 93 Tabel 16. Nilai k, ln k dan umur simpan pada suhu 200C dan 250C
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Aneka rempah yang digunakan dalam formulasi Cinna-Ale
instan... 4
Gambar 2. Proses singkat pembuatan minuman ringan berkarbonasi... 16
Gambar 3. Hubungan aktivitas air (aw) dengan laju kerusakan produk pangan... 35
Gambar 4. Kurva hubungan nilai ln k dengan slope (-Ea/RT) pada persamaan Arrhenius ... 44
Gambar 5. Grafik hubungan waktu penyimpanan dengan perubahan mutu ordo nol ... 47
Gambar 6. Grafik hubungan waktu dan perubahan mutu ordo satu ... 48
Gambar 7. Diagram alir proses produksi minuman fungsional Cinna-Ale instan... 50
Gambar 8. Diagram pengamatan perubahan mutu minuman Cinna-Ale instan... 51
Gambar 9. Cinna-Ale instan serbuk dan terkemas metalized plastic ... 60
Gambar 10. Informasi nilai gizi CInna-Ale instan ... 61
Gambar 11. Kurva standar asam askorbat ... 63
Gambar 12. Perbandingan aktivitas antioksidan minuman serbuk Cinna-Ale instan dengan beberapa produk komersial (Roni, 2008) ... 63
Gambar 13. Perubahan aktivitas antioksidan Cinna-Ale instan di berbagai suhu penyimpanan ... 64
Gambar 14. Perubahan tingkat kecerahan Cinna-Ale instan selama penyimpanan di berbagai suhu penyimpanan... 68
Gambar 15. Kadar VRS Cinna-Ale instan selama penyimpanan di berbagai suhu penyimpanan ... 69
Gambar 16. Perubahan kadar air Cinna-Ale instan selama penyimpanan di berbagai suhu penyimpanan ... 70
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Analisis Antioksidan ... 106
Lampiran 2. Data Perubahan Kelarutan di Berbagai Suhu Selama Penyimpanan ... 108
Lampiran 3. Hasil Uji ANOVA (DUNCAN) Tingkat Kelarutan Cinna-Ale instan... 109
Lampiran 4. Data Perubahan Kadar VRS di Berbagai Suhu Selama Penyimpanan ... 112
Lampiran 5. Data Perubahan Kadar Air di Berbagai Suhu Selama Penyimpanan ... 113
Lampiran 6. Kurva orde reaksi kelima parameter pengamatan di masing-masing suhu penyimpanan ... 115
Lampiran 7. Data Organoleptik Penampakan ... 125
Lampiran 8. Hasil Uji Kruskall-Wallis Skor Penampakan ... 134
Lampiran 9. Data Organoleptik Aroma ... 135
Lampiran 10. Hasil Uji Duncan Skor Aroma ... 137
Lampiran 11. Data Organoleptik Warna ... 138
1
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Beberapa tahun terakhir, perkembangan penggunaan produk-produk alami semakin meningkat seiring dengan meningkatnya perhatian masyarakat terhadap kesehatan. Salah satu produk pangan fungsional adalah minuman kesehatan. Minuman kesehatan dapat diartikan sebagai minuman yang dapat meningkatkan fungsi fisiologis, seperti menurunkan kolesterol, meningkatkan sistem imun, mencegah kanker, dan sebagainya disamping mempunyai rasa dan aroma yang enak serta kandungan gizi yang sesuai dengan fungsinya. Aktivitas antioksidan pada rempah-rempah seperti jahe, kayu secang dan kayu manis tergolong tinggi sehingga banyak dikembangkan menjadi minuman fungsional. Antioksidan bermanfaat bagi kesehatan dan berperan penting untuk mempertahankan mutu produk pangan. Berbagai kerusakan seperti ketengikan, perubahan nilai gizi, perubahan warna dan rasa, serta kerusakan fisik lain pada produk pangan yang disebabkan reaksi oksidasi dapat dihambat oleh antioksidan.
2 simpan produk, kemudahan dalam distribusi dan peningkatan harga jual produk. Atas dasar itulah muncul produk Cinna-Ale yang memanfaatkan teknologi instanisasi yang disebut bir pletok instan. Kelebihan lain dari bir pletok instan adalah ringkas, awet, higienis dan praktis.
Rentang waktu antara masa produksi dengan konsumsi membuat produk Cinna-Ale instan perlu disimpan terlebih dahulu. Selama masa penyimpanan dapat terjadi penurunan pada beberapa karakteristik mutu Cinna-Ale instan. Penurunan mutu dan aktivitas antioksidan produk dapat menurunkan umur simpan produk. Pencantuman informasi tentang waktu kadaluarsa suatu produk pangan adalah kewajiban bagi produsen. Hal ini telah ditetapkan dalam Undang-undang RI No. 3 tahun 1992 tentang kesehatan. Undang-Undang-undang ini menyatakan setiap makanan dan minuman yang dikemas wajib memberi label yang berisi tentang informasi bahan pangan yang dipakai, komposisi, tanggal, bulan dan tahun kadaluarsa serta ketentuan lainnya. Pencantuman waktu kadaluarsa akan memberikan informasi kepada konsumen tentang batas waktu konsumsi suatu makanan. Masa kadaluarsa akan memberikan informasi bagi distributor atau penjual agar dapat mengatur stok barang dan membantu dalam pengawasan mutu produk bagi pihak produsen.
3 Salah satu faktor yang berpengaruh terhadap perubahan bahan pangan adalah suhu. Semakin tinggi suhu penyimpanan maka laju reaksi akan semakin cepat. Penentuan kecepatan reaksi kimia bahan pangan yang berhubungan dengan suhu dapat dilakukan dengan metode Arrhenius. Penentuan umur simpan yang dilakukan pada penelitian ini adalah dengan metode Accelerated Storage Studies (ASS) dan model yang dipakai adalah model Arrhenius. Pemakaian model ini didasarkan pada waktu pelaksanaan yang singkat dan metode pengukuran yang sederhana (Floros, 1993).
B. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengembangkan minuman berbasis rempah-rempah menjadi bubuk instan
dengan mengaplikasikan teknologi pengolahan pangan kokristalisasi yang sederhana, mudah dan murah tanpa menghilangkan fungsinya sebagai minuman fungsional.
2. Mendapatkan karakteristik awal produk minuman fungsional Cinna-Ale instan. 3. Mengetahui perubahan mutu produk dan perubahan aktivitas antioksidan
minuman fungsional Cinna-Ale instan selama masa penyimpanan.
4. Memvalidasi perubahan mutu produk dengan energi aktivasi minuman
fungsional Cinna-Ale instan.
5. Menentukan parameter kritis dan titik kritis mutu produk minuman fungsional
Cinna-Ale instan.
6. Melakukan pendugaan umur simpan produk minuman fungsional Cinna-Ale
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. MINUMAN FUNGSIONAL CINNA-ALE INSTAN
Cinna-Ale adalah minuman tradisional yang terbuat dari rempah-rempah asli Indonesia dengan karakteristik berwarna merah, memiliki aroma dan rasa yang khas. Nama Cinna-Ale berasal dari bahasa Latin, yaitu Cinnamomum burmanii Blume (kayu manis) dan Zingiber officionale R (jahe). Cinna-Ale merupakan minuman fungsional yang terbuat dari 17 macam rempah, yaitu jahe (Zingiber officionale Roscoe), kayu manis (Cinnamomum burmanii Blume), cabe jawa (Piper retrofactum Vahl), secang (Caesalpinia sappan linn), lada putih (Piper nigrum L.), lada hitam (Piper nigrum L.), sereh (Andropogon citratus), daun pandan (Pandanus amaryllifolius Roxe), kapulaga (Amomum cardamomum Willd), kapol kecil (Elettaria cardamomum Maton), kembang pala dan biji pala (Myristica fragans Houtt), adas manis (Pimpinella anisum L.), jinten hitam (Carum carvi L.), cengkeh (Syzigium aromaticum), pekak (Illicium verum Hooker f.), dan kayu mesoyi (Crypearya messoy). Komposisi minuman ini telah dipatenkan dengan nomor paten P002001 00054. Rempah-rempah yang digunakan dalam pembuatan minuman ini seperti terlihat pada Gambar 1.
5 Pembuatan formula ini terinspirasi dari minuman tradisional mayarakat Betawi, yaitu Bir Pletok. Keunggulan Cinna-Ale dibandingkan dengan Bir Pletok dan minuman rempah lainnya yang telah ada dipasaran adalah : (a) beberapa jenis rempah sebagai bahan baku utama memiliki efek fisiologis terhadap tubuh, (b) kombinasi dengan bahan lain dalam jumlah sedikit memperkuat khasiat minuman, (c) ukuran atau jumlah rempah dalam formula telah distandarkan. Menurut Dulimarta (2000), karakteristik minuman Cinna-Ale antara lain berwarna merah, aroma yang dominan adalah jahe dan kayu manis, berasa hangat di badan dan pedas. Proses pembuatan Cinna-Ale relatif sederhana. Rempah-rempah dihancurkan, diekstraksi dengan menggunakan air mendidih dan dilakukan pemisahan antara ekstrak dengan ampas.
Cinna-Ale adalah minuman yang memiliki khasiat sebagai stimulan atau penyegar dan sebagai minuman kesehatan. Khasiat Cinna-Ale diperoleh dari zat aktif rempah-rempah yang terkandung di dalamnya, seperti zingerberin, gingerol, oleoresin, brazilin, kumarin, eugenol dan masih banyak lagi. Menurut Dulimarta (2000), dari ketujuhbelas rempah tersebut yang memiliki jumlah yang besar dalam penggunaannya adalah jahe, kayu secang, kayu manis dan cabe jawa. Rempah-rempah yang memiliki kemampuan sebagai antioksidan diantaranya pala, cengkeh, jahe, kayu manis, kapulaga, lada hitam dan lada putih.
6 dan cengkeh merupakan rempah-rempah yang efektif sebagai antimikroba. Kandungan senyawa antimikroba mampu meningkatkan umur simpan produk. Hal ini telah dibuktikan oleh Damayanti (2004), bahwa ekstrak campuran rempah Cinna-Ale memiliki aktivitas antibakteri terutama terhadap bakteri patogen dan perusak E. coli, S. typhimurium, P. aeruginosa dan S. aureus.
Berikut adalah rempah-rempah yang digunakan dalam pembuatan Cinna-Ale instan beserta komponen aktif dan khasiatnya :
1. Jahe (Ginger)
Jahe adalah rimpang dari tanaman Zingiber officionale Roscoe, yang termasuk dalam famili Zingiberaceae. Menurut Agusta (2000), sifat khas jahe disebabkan adanya minyak atsiri dan oleoresin. Minyak atsiri jahe berupa cairan kental berwarna hijau sampai kekuningan dan beraroma khas jahe. Rimpang jahe pada umumya mengandung atsiri 0.25%-3.3% yang terdiri dari zingiberin, kurkumin dan phelladrin (Guzman dan Siemonsma, 1999). Oleoresin pada jahe sebesar 4.3-6.0%, mengandung komponen pemberi rasa pedas pada jahe seperti gingerol (33-45%), shogaol, dan gingeron (Agusta, 2000). Ekstrak jahe juga dapat menyembuhkan sakit reumatik, disentri bakteri yang akut, penyakit malaria, radang, influensa, batuk dan pendarahan. Rimpang ini juga dapat merangsang nafsu makan, memperlancar pencernaan dan mengurangi asam perut karena ada zat antioksidan yang merangsang selaput lendir dan usus. Herlina, et al.(2002) membuktikan bahwa ekstrak jahe dapat menghambat waktu terjadinya oksidasi lipida dari 20 detik menjadi 10 menit. Muchtadi dan Sugiono, 1992 menyatakan bahwa ekstrak jahe mempunyai daya antioksidan yang dapat dimanfaatkan untuk mengawetkan minyak dan lemak.
2. Kayu Secang (Sepang)
7 alami karena mengandung brazilin yang berwarna merah dan mudah larut dalam air panas. Selain sebagai bahan pewarna, brazilin kayu secang mempunyai aktivitas sebagai antibakteri dan bakteriostatik. Brazilin yang merupakan komponen terbesar dari kayu secang merupakan senyawa antioksidatif yang memiliki gugus catechol pada struktur kimianya. Berdasarkan sifat antioksidannya, brazilin merupakan pelindung terhadap bahaya radikal bebas pada sel. Menurut Sanusi (1999), kelompok senyawa fenol homoisoflavanoid diduga bertanggung jawab atas khasiat obat pepagan dan kayunya. Batang dan daunnya mengandung alkaloid dan tanin, serta banyak mengandung saponin dan fitosterol. Kayu ini digunakan sebagai obat untuk muntah darah, berak darah atau luka luar yang berdarah, diare, disentri, menurunkan kolesterol dalam darah dan antibiotik (Sanusi, 1999).
3. Cabe Jawa (Long Pepper)
Lada panjang (Piper retrofractum Vahl.) atau lebih dikenal dengan nama cabe jawa atau cabe puyang merupakan tanaman asli Indonesia dan tumbuh menyebar di mana-mana. Rasa cabe jawa ini lebih pedas dibandingkan dengan jenis lada panjang lainnya. Menurut Winarto (2008), rasa pedas ini disebabkan oleh senyawa piperin dan piperanin. Cabe jawa juga mengandung minyak atsiri yang terdiri atas linalool, terpenil asetat, sitronelil asetat dan sitral (Sait, 1992). Cabe jawa dapat digunakan untuk mengobati demam, tekanan darah rendah, sukar bersalin, perut mulas, beri-beri, influensa, lambung lemah dan masuk angin (Winarto, 2008).
4. Kayu Manis (Cinnamon)
8 penting untuk memberi cita rasa khas flavor alami kayu manis. Kayu manis mampu berperan sebagai antioksidan karena mengandung senyawa tanin dan eugenol (King, 2000). Rempah ini dimanfaatkan sebagai obat sariawan, encok, tekanan darah tinggi, asma, masuk angin dan antidiare.
5. Sereh (Lemongrass)
Sereh termasuk famili Gramineae dengan kandungan utama minyak sereh adalah sitral dengan jumlah 66%-85%. Sitral dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan vitamin, dan bahan aroma sintetis. Komponen kimia lainnya adalah metil heptenon, metil heptenol, decylaldehid, nerol, geraniol, dan farnesol. Sereh dapat dimanfaatkan untuk mengobati sakit kepala, otot dan sendi ngilu, batuk nyeri lambung, diare, antiradang dan memperlancar sirkulasi darah. Rempah ini dapat juga digunakan untuk membantu pencernaan, mengurangi tekanan darah dan mencegah flatulensi (Santoso, 2008).
6. Lada Hitam (Black Pepper) dan Lada Putih (White Pepper)
Lada hitam adalah buah lada yang masih mempunyai kulit yang berwarna hitam hasil fermentasi dan penjemuran. Lada putih adalah buah lada yang tidak mempunyai kulit lagi dan telah dikeringkan. Biji lada memiliki dua sifat yang khas yaitu berasa pedas dan aroma yang khas. Rasa pedas lada diakibatkan oleh adanya piperin, piperanin, dan chavicin yang merupakan persenyawaan dari piperin dengan semacam alkaloida (Rismunandar dan Riski, 2003). Chavicin banyak terdapat dalam daging biji lada dan tidak hilang walaupun biji yang masih berdaging dijemur hingga menjadi lada hitam. Oleh karena itu, lada hitam lebih pedas dibandingkan lada putih. Lada mengandung komponen monoterpen dan sesuiterpen. Kandungan piperin lada hitam berkisar antara 3-8%, piperilin 0.2-0.3% dan 0.2-1.6%. Secara umum, lada bersifat sebagai antobakteri dan dapat digunakan untuk mengobati haid tidak teratur, masuk angin, influenza, demam serta tekanan darah rendah (Farrel, 1990).
7. Pandan (Pandanus)
9 klorofil, yang selain berfungsi sebagai pigmen, juga berkhasiat sebagai antioksidan. Aroma daun pandan bukan golongan minyak eteris atau minyak atsiri tetapi merupakan cairan yang langsung menguap dari jaringan epidermis. Menurut Muchtadi (2006), pandan memiliki komponen aroma spesifik dalam bentuk alkil fenol dan 2-asetil-1-pirolin. Khasiat daun ini diantaranya untuk antiarteosklerosis, mengobati encok dan urat syaraf yang tegang.
8. Cengkeh (Clove)
Cengkeh tergolong ke dalam famili Myrtaceae. Komponen utama minyak esensial cengkeh adalah fenol eugenol. Sekitar 99% minyak yang terdapat pada cengkeh terdiri atas 70%-90% eugenol, lebih dari 17% eugenol asetat, dan caryophyllene sesquiterpenes (terutama beta-caryophyllene, 5-12%) (Ningsih, 2001). Minyak cengkeh memiliki fungsi antiseptik dan digunakan dalam pembuatan pasta gigi (Farrel, 1990). Bunga cengkeh digunakan untuk mengobati masuk angin, batuk dan mata terasa sakit.
9. Kembang Pala (Mace) dan Biji Pala (Nutmeg)
10 dalam pengobatan tradisional adalah untuk menghentikan muntah-muntah dan menghilangkan rasa sakit sewaktu haid. Biji pala juga berkhasiat untuk kejang lambung dan encok (Sugiyono, et al., 2001).
10. Adas Manis (Anise)
Adas manis adalah biji dari tanaman Pimpinella anisum L. yang termasuk dalam famili Umbelliferae. Minyak esensial adas manis mengandung tidak kurang dari 80% anethole, 7.5% fenchone, dan tidak lebih dari 10% estragole. Minyak esensial adas manis juga mengandung alfa-pinene, limonene, p-cymene, beta-alfa-pinene, dan beta-myrcene (EMEA, 2008). Dosis 0,05 ml sampai 0,30 ml adas manis berkhasiat untuk mengatasi sakit perut, mual, muntah, diare, dan nyeri haid (Hartini, et al., 2007).
11. Kapulaga (Elettaria Cardamomum)
Kapulaga memiliki bentuk buah yang pipih, berwarna cokelat dan di ujungnya terdapat aril berwarna putih yang rasanya manis. Biji ini mempunyai rasa campuran antara lada dan jahe bila dikunyah. Biji tersebut mengandung minyak atsiri sebanyak 10%. Komponen mayor minyak atsiri kapulaga adalah 25-40% sineol dan α-terpinyl asetat (28-34%). Kapulaga juga mengandung komponen borneol, mirsen, limonene, linalool, dan d-champor yang memberikan rasa dan aroma pada rempah ini (Agusta, 2000). Kandungan fixed oil pada kapulaga sebesar 1-2% yang terdiri dari glyserida, oleat, stearat, linoleat, palmitat, caprilyc acid. Kapulaga dapat dipergunakan sebagai tanaman obat penyakit radang amandel, tenggorokan, gatal-gatal, perut mulas, sesak nafas, keletihan dan demam. Selain itu, dapat juga digunakan untuk penyakit muntah-muntah, sakit dalam tulang, influenza, reumatik dan batuk (Farrel, 1990 ).
12. Kapulaga Kecil (Amomum Cardamomum)
11 laksatif (untuk mencuci perut), sebagai stimulan dan mengobati gangguan lambung dan antikejang perut (Santoso, 2008).
13. Jintan Hitam (Caraway Seed)
Jintan hitam adalah buah kering dari Carum carvi L., yang mengandung 3-7% minyak atsiri yang terdiri atas anethole (15-22%), karvon, limonene, dihidrokarvon, karveol, dihidrokarveol, asetaldehida dan furol. Jinten hitam mampu mengatasi radang pada selaput lendir mata, batuk rejan, keputihan, lepra, radang hidung, sembelit, encok, digigit serangga dan influenza (Achyad et al., 2000). Kandungan zat pada jintan hitam berkhasiat untuk mengatasi karminativ (adanya gas dalam saluran pencernaan) dengan dosis sekitar 1-2 gram. Hasil penelitian Houghton, et al. (1995) menunjukkan jinten hitam meningkatkan rasio antara sel-T penolong dan sel-T penekan sebesar 55% dengan pencapaian aktivitas sel pembunuh alami sebesar 30%.
14. Pekak (Anise China Star)
Pekak atau adas bintang termasuk ke dalam famili Magnoliaceae. Aroma dan flavor pekak mirip dengan aroma dan flavor adas manis. Minyak atsiri yang terkandung pada pekak sebesar 8-9%. Komponen mayornya adalah anetole (88-90%), sedangkan komponen minornya metal kavikol, pinene, limonene, dan phellandrene (Agusta, 2000). Pekak dapat dimanfaatkan untuk menghindari masuk angin dan perut kembung (Farrel, 1990).
15. Kayu Mesoyi (Mesoi)
12 (2007) menunjukkan mesoyi bersifat antibakteri terhadap Salmonella thypimurium dan Bacillus cereus. Kayu mesoyi juga berkhasiat untuk batuk yang tidak mengeluarkan dahak, mencret, mulas, encok, menghangatkan badan serta dapat mengharumkan badan (Iskandar dan Ismanto, 2001).
Tabulasi jenis rempah, komponen mayor yang terkandung dan khasiat beberapa rempah yang digunakan dalam pembuatan minuman Cinna-Ale instan terdapat dalam Tabel 1.
Tabel 1. Jenis rempah, komponen mayor dan khasiat beberapa rempah yang digunakan dalam pembuatan minuman Cinna-Ale instan
No. Jenis Bahan
Jumlah (%)
Komponen
Bioaktif Khasiat Sumber Acuan
1 Jahe 19.63 Gingerol
3 Cabe jawa 19.63 Sitral 24.3% Antihipotensi, mengobati
demam, sakit perut Sait, (1992)
4 Kayu manis 6.54 Sinamaldehid
8 Pandan 3.27 Klorofil Antiarteosklerosis Muchtadi, (2006)
13 Tabel 2. Jenis rempah, komponen mayor dan khasiat beberapa rempah yang
digunakan dalam pembuatan minuman Cinna-Ale instan (lanjutan)
No. Jenis Bahan
Jumlah (%)
Komponen
Bioaktif Khasiat Sumber Acuan
10 Kembang
pala 3.27
Monoterpen
87.5% Antimikroba Hirasa et al., (1998)
11 Biji pala 3.27 Trimisristisin 24-30%
batuk, reumatik Farrel, (1990)
14 Kapulaga
14 tubuh, memperoleh kesehatan dan kenikmatan. Menurut Sugiyono (2007), beberapa jenis minuman diantaranya air minum (water beverages), minuman berkafein (kokoa, kopi, teh), minuman yang memabukkan (bir dan wine), susu, jus buah dan sayuran, dan minuman ringan. Perkembangan zaman menuntut segala macam minuman disajikan dalam bentuk yang siap saji dan siap santap, ringkas, praktis, awet dan menarik. Beberapa produk minuman kini telah disediakan dalam bentuk hancuran (teh,kopi), celup, serbuk instan, dan effervescent.
1. Minuman Ringan
Minuman ringan sering pula disebut sebagai soda, pop, soda pop, coke, minuman soda, atau minuman manis adalah minuman tidak beralkohol baik berkarbonasi maupun nonkarbonasi. Minuman ini mengandung sirup, pemanis, asam, esense atau konsentrat buah. Beberapa minuman ringan diantaranya minuman rasa cola, minuman rasa buah, ginger ale, root beer, dan air soda. Kopi, teh, susu, kokoa dan jus (buah dan sayur) tidak termasuk ke dalam minuman ringan. Klasifikasi jenis minuman ringan terdiri atas :
a. minuman bergas (carbonated). Golongan ini dapat mengandung gula, asam, perisa, flavor dan konsentrat.
b. Minuman tidak bergas (still). Jenis ini dapat ditambah bubur buah-buahan (pulp) atau perisa.
c. Minuman bergas yang tidak mengandung gula, asam atau perisa misalnya air soda.
Green (1981) menggolongkan minuman ringan menjadi tiga kategori yaitu minuman berkarbonat baik mengandung asam maupun tidak seperti cola, minuman berflavor buah atau tidak, dan golongan yang mencakup sari buah dan air soda. Persyaratan minuman ringan menurut Green (1981) antara lain : 1. Campuran minuman yang tidak menimbulkan after taste yang kurang
disukai
15 3. Disuguhkan dalam keadaan yang cukup dingin
4. Jika digunakan es sebagai pendingin maka es yang digunakan todak mudah mencair
5. Karbonasi yang cukup bisa memberikan efek yang menyegarkan 6. Wadah yang bersih dan jernih
Bahan baku yang dibutuhkan dan teknik yang digunakan untuk pembuatan minuman ringan nonkarbonasi hampir sama dengan minuman ringan berkarbonasi. Perlakuan panas yang biasa digunakan untuk produk ini adalah pasteurisasi (Sugiyono, 2007). Bahan-bahan penyusun minuman ringan antara lain air, pemanis, asam, gum, pewarna dan perisa. Persentase air dalam minuman ringan bisa mencapai 90% sehingga kualitas air yang digunakan dalam industri minuman ringan harus terkontrol. Pemanis berperan terhadap cita rasa minuman ringan dan bertindak sebagai pengikat komponen flavor. Pemanis yang digunakan untuk minuman ringan dapat berupa gula sukrosa atau pemanis buatan seperti sakarin, asesulfam, dan aspartam. Konsentrasi akhir pemanis dalam minuman ringan mencapaia 8-14%.
16 Pada minuman berkarbonasi, minuman ditambahkan karbondioksida. Karbondioksida berfungsi sebagai penyegar, pengawet, dan memperkuat flavor minuman. Gas CO2 tidak berwarna dan tidak berbau tajam, dan biasanya
ditambahkan pada minuman untuk memperoleh mouthfeel dan rasa yang khas. Penambahan gas CO2 dalam pembuatan minuman ringan berkarbonat akan
menurunkan pH karena larut dalam air hingga membentuk asam karbonat. Menurut Thorner dan Herzberg (1978), CO2 berbentuk gas pada suhu dan
tekanan normal, bersifat asam sehingga dapat menghambat pertumbuhan kapang, tidak berwarna, tidak berbau dan pada tekanan 50 atm berubah menjadi cair. Satuan karbondioksida dalam industri minuman ringan adalah volume, satu volume CO2 didefinisikan sebagai jumlah CO2 yang terlarut
dalam satu unit volume air pada tekanan atmosfer (760 mmHg) dan suhu 15.50C. Larutan sirup yang telah dicampur dengan flavor dan kosentrat tertentu akan dialirkan ke tangki pencampur dalam karbonator untuk dilakukan proses pencampuran denga air. Mesin yang digunakan dalam proses pecampuran ini adalah DBC (Deaerator Beverages Carbcooler) yang dilengkapi dengan mesin pendingin berkompresor untuk menurunkan suhu. Proses singkat pembuatan minuman ringan berkarbonasi ditunjukkan pada Gambar 2.
17 Salah satu jenis minuman ringan yang cukup terkenal adalah root beer atau sarsaparila . Root beer bersoda manis, tidak mengandung alkohol, dibuat dari berbagai akar tanaman dan rempah-rempah. Rasa utama minuman ini berasal dari tanaman sassafras (atau kulit pohon sassafras) dan biasanya ditambahkan vanili, wintergreen, ceri, pala, akasia, adas manis, tetes tebu, kayu manis, cengkeh dan madu. Pada awalnya root beer mengandung sedikit alkohol dan digunakan sebagai obat untuk keluhan mulut, termasuk sakit tenggorokan, batuk dan sariawan. Selain root beer, minuman ringan berbasis rempah yang banyak dikonsumsi adalah ginger-ale atau limun jahe. Minuman ini menjadi populer sebagai minuman ringan pengganti minuman beralkohol sejak kebijakan pemerintah di negara maju membatasi penggunaan dan perdagangan minuman beralkohol sehingga biasa digunakan sebagai pengganti champagne atau pelengkap koktail. Kandungan jahe dapat membantu mengatasi masalah perut, menghangatkan badan, dan bersifat tonik (penyegar)
2. Minuman Serbuk
Kebutuhan akan minuman serbuk minuman ringan nonkarbonasi dan berkarbonasi telah sejak lama dibutuhkan dan semakin meningkat setiap tahunnya. Kepedulian manusia terhadap botol dan kaleng bekas minuman berkarbonasi menjadikan kebutuhan akan minuman ini semakin meningkat. Untuk diterima dimasyarakat, serbuk minuman harus mudah dilarutkan di dalam air dingin, memiliki rasa dan penampakan yang sama seperti minuman berkarbonasi dalam kaleng atau botol. Salah satu hal yang penting untuk produk minuman ini adalah waktu pelarutan serbuk di dalam air dingin.
18 enak. Instanisasi membuat produk mudah dibawa, dapat disimpan sehingga dapat mempermudah pendistribusian produk, dan memperpanjang umur simpan produk. Serbuk instan yang diperoleh harus memenuhi syarat yaitu mudah dituang tanpa tersumbat, tidak higroskopis dan tidak menggumpal, mudah dibasahi dan cepat larut. Sediaan instan berlangsung melalui proses berulang serbuk yang diperoleh dan diakhiri dengan pengeringan. Pembuatan sediaan instan dilakukan dengan penambahan komponen pangan lain atau bahan tambahan pangan seperti gula. Penambahan gula digunakan untuk kristalisasi, bahan pengawet, pemanis serta penambah energi.
Beberapa teknik yang digunakan untuk pembuatan minuman instan diantaranya kristalisasi, spray drying, cool drying dan mikroenkapsulasi. Menurut Iskandar dan Tajudin (1990), kristalisasi adalah suatu proses pemisahan dengan cara pemekatan larutan sampai konsentrasi bahan yang terlarut (solute) menjadi lebih besar daripada pelarutnya pada suhu yang sama. Pembuatan gula semut dapat dilakukan dengan cara melarutkan gula dalam air. Menurut Cahyono (2005), 1 kg sampai 3 kg gula pasir dilarutkan dengan 1 L air untuk membuat larutan gula. Kemudian dilakukan proses penyaringan, pemekatan larutan dengan pemanasan dan pendinginan yang disertai pengadukan dengan cepat untuk pembentukan serbuk. Proses kristalisasi akan menghasilkan serbuk berwarna kuning kecoklatan hingga coklat dan kadar air maksimum 3.0%. Keunggulan instanisasi dengan gula semut dibandingkan dengan teknologi (spray drying) adalah mudah, murah, peralatan sederhana dan tidak dibutuhkan kemampuan operator yang tinggi, sehingga bisa diterapkan pada industri kecil dan rumah tangga dan industri menengah.
19 melindungi komponen mudah rusak akibat perlakuan panas dan hentakan mekanis namun, teknik ini akan memberikan penampakan flavor yang mungkin akan berbeda dari bahan alaminya dan biaya proses yang relatif mahal (Cahyono, 2005).
Proses pembuatan serbuk minuman berkarbonasi sama seperti pembuatan serbuk sumber karbonasi. Serbuk sumber karbonasi dibuat dengan teknik cogrinding kalsium karbonat dengan asam anhidrat (malat, fumarat, sitrat) sekitar 1-20%. Proses cogrinding akan menghasilkan partikel kalsium karbonat berukuran 100 milimikron sampai 10 mikron. Pencampuran serbuk sumber karbonasi dengan flavor dan pemanis untuk menghasilkan konsentrat minuman serbuk berkarbonasi. Karbondioksida yang dilepaskan merupakan reaksi antara asam dan kalsium karbonat.
3. Effervescent
Tablet effervescent dalam dunia farmasi didefinisikan tablet tanpa penyalut yang terdiri dari satu atau lebih asam organik dan senyawa garam karbonat yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkam gas karbondioksida (Lindberg, 1992). Effervescent juga dapat diterapkan dalam dunia pangan yaitu sebagai flavoured beverage effervescent. Flavoured beverage effervescent didefinisikan sebagai bentuk sediaan yang menghasilkan gelembung gas sebagai hasil reaksi kimia dalam larutan (Mohrle, 1989). Gas yang dihasilkan umumnya adalah karbondioksida meskipun pada beberapa formulasi, gas yang dihasilkan adalah oksigen.
20 dalam air. Oleh karena itu kadar air bahan baku dan kelembaban lingkungan perlu dikendalikan tetap rendah untuk mencegah penguraian atau ketidakstabilan produk. Sekali terinisiasi, reaksi akan terus berlangsung terus secara cepat karena hasil reaksinya adalah air (Mohrle, 1989). Oleh karena itu bahan baku yang dipilih dalam bentuk anhidrat atau dalam bentuk hidrat yang stabil. Penggunaan bahan baku dalam bentuk anhidrat memiliki kelebihan daripada bentuk hidrat yang stabil karena dapat berperan sebagai penyerap uap air.
Komponen utama minuman effervescent ialah asam dan senyawa karbonat. Senyawa asam yang lebih banyak digunakan dalam bentuk serbuk atau tablet effervescent adalah asam sitrat karena tersedia berlimpah di alam, bentuk granular atau serbuknya dapat diperoleh secara komersial dan harganya relatif murah dibandingkan asam makanan lain. Ada dua bentuk sediaan asam sitrat di pasaran yaitu bentuk anhidrat dan bentuk monohidrat. Penanganan dan penyimpanan asam sitrat memerlukan perhatian khusus karena bersifat sangat higroskopis. Senyawa karbonat yang banyak digunakan dalam formulasi effervescent adalah garam karbonat kering karena kemampuannya untuk menghasilkan karbondioksida.
21
C. RADIKAL BEBAS
Radikal bebas adalah molekul atau senyawa yang mempunyai keberadaan yang bebas dan mempunyai satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas tersebut dapat menimbulkan kerusakan yang cukup beragam pada biomolekul. Produksi radikal bebas yang dapat menyebabkan kerusakan pada materi biologis, terjadi selama metabolisme aerob normal (Halliwell dan Gutteridge, 1999). Zat oksidan atau yang dikenal dengan nama radikal bebas merupakan atom atau molekul yang sifatnya tidak stabil (mempunyai satu atau lebih elektron tanpa pasangan), sehingga untuk memperoleh pasangan elektron senyawa ini reaktif dan merusak jaringan.
Senyawa radikal bebas 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 (Karyadi,2009). Reaksi pembentukan radikal bebas merupakan mekanisme biokimia tubuh normal. Radikal bebas umumnya hanya bersifat perantara yang dapat dengan cepat diubah menjadi substansi yang tidak lagi membahayakan tubuh. Sebaliknya, 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, antara lain kerusakan DNA pada inti sel, kerusakan membran sel, kerusakan protein, kerusakan lipid peroksida, dan dapat menimbulkan autoimun (Karyadi,2009).
Menurut Halliwell dan Gutteridge (2000), radikal bebas dapat terbentuk karena hilangnya satu elektron dari molekul non radikal
X e- + X-
-22 Radikal bebas juga dapat terbentuk ketika ikatan kovalen putus dan jika satu elektron dari setiap pasangan berbagi dengan setiap atom, yang prosesnya dikenal dengan nama hemolytic fission (Halliwell dan Gutteridge, 1999).
1. Pembentukan Radikal Bebas
Terjadinya radikal bebas dalam tubuh, antara lain dari proses reduksi molekul oksigen dalam rangkaian transpor elektron dalam mitokondria atau dalam proses-proses lain yang terjadi secara acak dari berbagai proses kimiawi dalam tubuh. Proses-proses tersebut melibatkan senyawa organik maupun senyawa anorganik (Zakaria, 1996).
Menurut Halliwell dan Gutteridge (2000), ketika radikal bebas bereaksi dengan senyawa non radikal, terbentukklah radikal baru dan reaksi berantai dapat terjadi.
a. Radikal (x) dapat bergabung dengan molekul lain. Hasil penggabungan itu merupakan senyawa yang masih memiliki elektron yang tidak berpasangan
X + Y [X-Y]
b. Radikal berperan sebagai zat pereduksi, memberikan satu elektron ke molekul non radikal. Molekul penerima mempunyai elektron yang tidak berpasangan.
X + Y X+ + Y+
c. Radikal berperan sebagai zat pengoksidasi, menerima satu elektron dari molekul non radikal. Molekul non radikal kemudian mempunyai elektron yang tidak berpasangan
PR + OH PR+ + OH
-d. Radikal mengganti atom H dari ikatan C-H, sehingga atom H hanya mempunyai satu elektron dan atom karbon akan mempunyai elektron yang tidak berpasangan
23 Radikal bebas secara umum berkesinambungan dibuat oleh tubuh kita (Wijaya, 1996) :
a. Umumnya sebagai reaksi redoks biokimiawi yang melibatkan oksigen, sebagai bahan dari metabolisme sel normal. Ketika terjadi proses oksidasi molekul dengan oksigen, molekul oksigen dengan sendirinya membentuk senyawa intermediet yang tereduksi. Beberapa senyawa intermediet tersebut merupakan radikal bebas.
O2 + e- + H+ HO2 (hidroperoksil radikal)
HO2 H+ + O2- (superoksida radikal)
O2- + 2H+ + e- H2O2 (hidrogen peroksida)
H2O2 + e- OH- + OH- (hidroksil radikal)
Menurut Karyadi (2009), secara umum sebagai senyawa intermediet, radikal bebas tersebut tidak berumur lama, tetapi dalam jangka waktu yang pendek itu, bila radikal bebas dapat bertemu dengan DNA, enzim, asam lemak tak jenuh, maka hal ini akan mengawali terjadinya kerusakan sel.
b. Oleh proses fagositosis, sebagai bagian dari reaksi inflamatori yang terkontrol. Proses fagositosis akan menghasilkan sejumlah besar superoksida sebagai bagian dari mekanisme yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme asing. Pada inflamasi kronis, mekanisme perlindungan yang normal ini akan bersifat merusak.
c. Sebagian respon terhadap radiasi, sinar ultraviolet, polusi lingkungan, asap rokok, hiperoksida, olahraga yang berlebihan dan iskemia. Radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang rendah (misalnya sinar gamma) dapat memecah air (H2O) dalam tubuh kita untuk menghasilkan
radikal hidroksil (OH). Radikal ini akan menyerang semua molekul yang berdekatan dengannya, dan menimbulkan reaksi berantai.
24 dengan peroksida. Senyawa pemutih bahan pangan seperti benzoil peroksida dalam tubuh dapat dirubah menjadi senyawa radikal yang telah diteliti berperan dalam kerusakan DNA sehingga dapat menyebabkan terbentuknya tumor atau kanker. Hidrokarbon aromatik yang mengkontaminasi bahan pangan dari asap rokok, tanah, polusi udara dan air, bahan tambahan makanan, melalui reaksi oksidasi, reduksi dan hidroksilasi akan diubah menjadi senyawa epoksi yang bersifat elektrofil dan dapat menyerang DNA. Senyawa amin heterosiklik yang terbentuk selama proses pemanggangan atau pembakaran, bila masuk ke dalam tubuh akan berubah menjadi senyawa radikal yang dapat bereaksi dengan rantai DNA. Senyawa pestisida seperti karbon tetraklorida, paraquat dan diquat yang sering terdapat dalam produk sayur dan buah, dapat juga menjadi radikal yang reaktif yang dapat menyebabkan peroksidasi lemak (Zakaria, 1996).
2. Beberapa Jenis Radikal Bebas
a. Hidroksil radikal (OH-)
Hidroksil radikal bereaksi sangat cepat dengan kebanyakan molekul dalam sel hidup seperti gula, asam amino, fosfolipid, basa DNA dan asam organik. Hidroksil radikal adalah oksigen radikal paling reaktif dengan potensial reduksi positif yang tinggi (Halliwell dan Gutteridge, 1999). Senyawa ini dapat terbentuk dari H2O2 yang dikatalis oleh ion Fe2+. Reaksi
ini dikenal dengan nama reaksi Fenton (Gutteridge, 1995) H2O2 + Fe2+ OH- + Fe2+ + OH
b. Anion superoksida radikal (O2-)
25 tetapi merupakan senyawa pereduksi yang kuat untuk beberapa kompleks besi seperti sitokrom c dan ferric-EDTA. Radikal ini akan segera mengalami reaksi dismutase dengan katalisator superoksida dismutase (SOD) membentuk hidrogen peroksida dan oksigen dalam larutan encer (Gutteridge, 1995).
+ e-
O2 O2- (superoksida)
c. Hidroperoksil radikal (HO2-)
Hidroperoksil radikal merupakan bentuk terprotonasi dari O2- yang
mempunyai kereaktifan lebih besar daripada O2- itu sendiri. Hidroperoksil
radikal dapat menginisiasi peroksidasi asam lemak. Sejumlah hidroperoksil radikal tetap ada bersama O2- meskipun pada pH fisiologis. Hidroperoksil
radikal dapat menembus membrane semudah H2O2 (Halliell dan
Gutteridge, 1990).
d. Hidrogen Peroksida (H2O2)
Hidrogen peroksida merupakan oksidan lemah yang relatif stabil, tetapi dengan adanya ion logam transisi, maka senyawa ini akan membentuk radikal yang reaktif. Senyawa ini akan segera bercampur dengan air, dan diperlakukan seperti molekul air oleh tubuh, yang dapat berdifusi melewati membrane sel. Hidrogen peroksida yang tidak dikehandaki dihilangkan dari sel dengan bantuan enzim katalase, glutation peroksidase (GSH) dan peroksidasi lainnya. (Gutteridge, 1995).
e. Oksida Nitrit (NO)
26 merusak Fe-S protein di mitokondria. Tetapi efek tersebut kemungkinan karena turunan oksida nitrit (N2O3, ONOO-) daripada oksida nitrit itu
sendiri (Halliwell dan Gutteridge, 1999).
Contoh dari radikal bebas yang lain adalah peroksil radikal (RO2),
alkoksil radikal (RO), thiyl (RS, pusat sulfur radikal) dan triklorometil (CCl3-, pusat karbon radikal) (Halliwell dan Gutteridge, 1999).
3. Dampak Negatif Radikal Bebas
Radikal bebas merupakan oksidan yang sangat kuat, walaupun derajat kekuatannya berbeda-beda. Dampak negatif senyawa-senyawa tersebut timbul karena reaktifitasnya sehingga dapat merusak komponen-komponen sel yang penting untuk mempertahankan integritas dan kehidupan sel. Serangan radikal bebas terhadap sel tubuh akan menimbulkan berbagai kerusakan, antara lain : a. Kerusakan Membran Sel
Komponen terpenting membran sel adalah fosfolipid, glikolipid, protein dan kolesterol. Dua komponen pertama mengandung asam lemak tak jenuh ganda yang sangat rentan terhadap serangan radikal bebas, terutama radikal hidroksil. Radikal hidroksil dapat menimbulkan reaksi berantai yang dikenal dengan nama peroksidasi lipid. Akibat dari reaksi ini adalah terputusnya rantai asam lemak menjadi berbagai senyawa yang bersifat toksis terhadap sel, antara lain aldehida seperti malondialdehida (MDA), 9-hidroksinonenal, serta berbagai hidrokarbon seperti etana (C2H6)
dan pentane (C3H12). Semuanya mengakibatkan kerusakan membran sel
yang parah dan membahayakan kehidupan sel (Wijaya, 1996). b. Kerusakan Protein dan DNA
27 R-SH + OH R-S + H2O
2 R-S R-SS-R
Pembentukan ikatan disulfida menimbulkan ikatan intra dan antar molekul protein, sehingga protein tersebut kehilangan fungsi fisiologisnya.
Radikal bebas merupakan salah satu penyebab kerusakan DNA. Kerusakan ini dapat mengakibatkan terjadinya mutasi sel dan menimbulkan penyakit kanker (Halliwell dan Gutteridge, 1999).
c. Autoimun
Autoimun adalah terbentuknya antibodi terhadap sel tubuh sendiri. Adanya antibodi terhadap sel tubuh akan menyebabkan kerusakan jaringan tubuh (Halliwell dan Gutteridge, 1999).
d. Penuaan Dini
Kerusakan jaringan oleh radikal bebas terjadi secara terus menerus, perlahan lahan dan pasti. Hal ini disebabkan karena proses pemusnahan radikal bebas dalam tubuh tidak dapat terjadi secara sempurna. Jaringan yang rusak ini akan mengakibatkan terjadinya proses penuaan (Halliwell dan Gutteridge, 1999).
e. Ateroskeloris
Oksidan LDL (low density lipoprotein) seperti kita ketahui merupakan tahap awal terjadinya aterosklerosis. Serangan radikal hidroksil pada PUFA (Poly Unsaturated Fatty Acid) yang terdapat pada permukaan LDL mengawali terjadinya reaksi peroksidasi lipid. Reaksi ini menyebabkan modifikasi oksidatif dari PUFA dan degradasi apolipoprotein B. (Wijaya, 1996).
D. ANTIOKSIDAN
28 konsentrasi kecil bila dibandingkan dengan bahan yang dapat teroksidasi, dapat menghambat atau mencegah proses oksidasi dari bahan tersebut secara signifikan (Halliwell dan Gutteridge, 1999). Menurut Karyadi (2009), antioksidan tubuh dikelompokkan menjadi tiga yaitu antioksidan primer, antioksidan sekunder, dan antioksidan tersier. Antioksidan primer berfungsi untuk mencegah pembentuk senyawa radikal bebas baru. Antioksidan primer mengubah radikal bebas menjadi molekul yang lebih stabil sebelum radikal bebas ini sempat bereaksi. Antioksidan sekunder berfungsi menangkap senyawa bebas serta mencegah terjadinya reaksi berantai. Antioksidan tersier berfungsi memperbaiki kerusakan sel-sel.
1. Mekanisme Antioksidasi
Berdasarkan mekanisme kerjanya, antioksidan memiliki dua fungsi. Fungsi pertama merupakan fungsi utama dari antioksidan yaitu sebagai pemberi atom hidrogen. Antioksidan (AH) yang mempunyai fungsi utama tersebut sering disebut sebagai antioksidan primer. Senyawa ini dapat memberikan atom hidrogen secara cepat ke radikal lipida (R*, ROO*) atau mcngubahnya ke bentuk lebih stabil, sementara turunan radikal antioksidan (A*) tersebut memiliki keadaan lebih stabil dibanding dengan radikal lipida. Fungsi kedua merupakan fungsi sekunder antioksidan, yaitu memperlambat laju autoksidasi dengan berbagai mekanisme diluar mekanisme pemutusan rantai autoksidasi. Mekanisme yang berlangsung adalah pengubahan radikal lipida ke bentuk lebih stabil (Gordon, 1990).
Penambahan antioksidan (AH) primer dengan konsentrasi rendah pada lipida dapat menghambat reaksi autoksidasi lemak dan minyak. Penambahan tersebut dapat menghalangi reaksi oksidasi pada tahap inisiasi maupun propagasi. Radikal antioksidan (A*) yang terbentuk pada reaksi tersebut relatif stabil dan tidak mempunyai banyak energi untuk bereaksi dengan molekul lipida lain membentuk radikal lipida baru (Gordon, 1990).
29 Besar konsentrasi antioksidan yang ditambahkan dapat berpengaruh pada laju oksidasi. Konsentrasi tinggi mengakibatkan aktivitas antioksidan grup fenolik sering lenyap bahkan antioksidan tersebut menjadi prooksidan. Pengaruh jumlah konsentrasi pada laju oksidasi bergantung pada struktur antioksidan. kondisi dan sampel yang akan diuji.
AH + O2 A* + HOO
AH + ROOH RO* + H20 - A*
2. Jenis Antioksidan
Menurut Halliwell dan Gutteridge (2000), pertahanan antioksidan antara lain,
a. Zat yang secara katalitik menghilangkan radikal bebas dan senyawa reaktif lainnya. Contoh, enzim superoksida dismutase (SOD), enzim katalase, enzim peroksidase dan antioksidan spesifik dari thiol.
b. Protein yang meminimalkan kemampuan prooksidan seperti ion besi dan tembaga dalam heme. Contohnya transferin, haptoglobin, haemopexin dan etallothionein.
c. Protein yang dapat mencegah kerusakan biomolekul (termasuk kerusakan oksidatif) dengan mekanisme lain seperti Heat Shock Protein
d. Zat atau senyawa bermassa rendah yang dapat menangkap ROS (Reactive Oxygen Species) dan RNS (Reactive Nitrogen Species). Contohnya α -tokoferol, dan gluthatione. Beberapa antioksidan berasal dari diet terutama
asam askorbat dan α-tokoferol.
Menurut Halliwell dan Gutteridge (2000), dalam cairan intraseluler enzim yang berpartisipasi dalam proses degradasi senyawa ROS antara lain : a. Enzim Superoksida Dismutase (SOD)
Semua CuZnSODs mengkatalisis reaksi yang sama yaitu mempercepat dismutase O2- menurut reaksi :
O2- + O2- + 2H+ SOD H2O2 + O2
Spesifitas SOD terhadap reaksinya dengan O2- sering digunakan untuk
30 dapat bereaksi dengan OH, RO*, ROH* dan singlet oksigen, karena SODs mengandung histidin dan rantai lain yang dapat bereaksi dengan molekul tersebut. CuZnSOD bereaksi dengan peroksinitrit menjadi nitrat.
b. Enzim katalase
H2O2 yang dihasilkan dari proses dismutase O2- diurai dalam
keadaan aerob oleh dua tipe enzim. Katalase mengkatalisis langsung dekomposisi H2O2 menjadi O2menurut reaksi :
2 H2O2 2 H2O + 2 O2
Enzim peroksidase mengurai H2O2 dengan cara menggunakan H2O2 itu
untuk mengoksidasi substrat lain (SH2) menurut reaksi :
SH2 + H2O2 S + 2 H2O
Kebanyakan sel aerob mempunyai aktivitas katalase. Katalase dalam sel darah merah dapat melindungi sel dari terbentuknya H2O2 karena
penghilangan O2- oleh autooksidasi dari hemoglobin.
c. Enzim glutation peroksidase (G-SH Px)
Glutation peroksidase menguraikan H2O2 menjadi H2O dengan
mengoksidasi G-SH (Glutation tereduksi) menurut reaksi :
H2O2 + 2 G-SH GSSG + 2 H2O
Degaradasi H2O2 menggunakan enzim GPx terjadi pada jaringan hewan
dengan GSH sebagai hidrogen donor. Beberapa kasus grup peroksida dapat diurai menjadi alkohol menurut reaksi :
LOOH + 2 GSH GSSG + H2O +LOH
Pengurangan jumlah glutation tereduksi (GSSG atau GSH) dalam sel normal sangat tinggi, sehingga harus ada mekanisme yang mengubah GSSG kembali menjadi GSH. Reaksi ini dapat dilakukan oleh enzim glutation reduktase yang mengkatalisis reaksi :
31 Antioksidan berberat molekul rendah yang didapat dari diet antara lain (Halliwell dan Gutteridge, 1999) :
a. Vitamin C
L-asam askorbat (vitamin C) merupakan antioksidan larut air yang paling penting. Senyawa ini secara efektif menangkap O2, OH*, peroksil
radikal, singlet oksigen dan dapat berperan dalam regenerasi vitamin E. Keefektifan senyawa ini dalam menangkap peroksil radikal dalam cairan dan plasma atau sitosol menjadikan senyawa ini dapat melindungi biomembran dari kerusakan peroksidasi.
Vitamin C juga mampu menangkap HO2*, thiol oksisulfur radikal,
turunan ergothionine radikal, asam hipoklorit, asam peroksinitrit dan zat nitrat, nitrosida radikal, O3, NO2, dan radikal yang disebabkan oleh
beberapa obat-obatan. Selain itu, merupakan substrat untuk askorbat peroksidase yang merupakan enzim penting dalam penghilangan H2O2
pada kloroplas. b. Vitamin E
Vitamin E merupakan penangkap radikal peroksil dan merupakan antioksidan yang paling penting pada peroksidasi lipid pada binatang. Tokoferol dan tokotrienol dapat menghambat peroksidasi lipid secara efektif karena senyawa ini dapat menangkap lipid peroksil (LO2) radikal
lebih cepat daripada reaksi radikal tersebut dengan rantai asam lemak atau dengan protein membran menurut reaksi :
α TocH + LO2 Toc* + LO2H
Tokoferol juga dapat bereaksi dengan singlet oksigen dan dapat
melindungi membran dari senyawa ini, Senyawa α Toc bereaksi pelan dengan O2* atau HO2* dan dapat bereaksi pula dengan peroksil radikal
32 yang tidak berpasangan dalam atom oksigen dilokalisasi pada cincin aromatik sehingga meningkatkan stabilitas.
c. Karotenoid
Meskipun beberapa karotenoid memiliki efek antioksidan, tetapi
perhatian terpusat pada β-karoten yang mempunyai kemampuan penangkapan efektif terhadap peroksil radikal dalam kondisi fisiologi dan dapat menangkap singlet oksigen.Studi terbaru menyatakan β-karoten mengindikasikan kemungkinan efek yang sinergis dengan vitamin E. d. Flavonoid
Beberapa flavonoid yang mempunyai struktur fenolik yang hampir sama dengan vitamin E, berperan sebagai antioksidan dalam sistem lemak, bereaksi dengan O2*, lipid peroksil radikal dan membentuk kompleks besi
yang mencegah kereaktifan radikal O2*. Zat ini juga menjaga vitamin C,
terutama dengan adanya ion logam yang secara normal mempercepat oksidasi asam askorbat, contohnya quercetin, morin, myricetin, kaempferol, dan asam tanat yang diketahui mempunyai aktivitas antioksidan (Kochar dan Rossell, 1995).
Fenol juga dilaporkan mempunyai efek kardioprotektif dengan meminimalkan terjadinya oksidasi LDL secara in vivo. Derajat hidroksilasi dan posisi relatif dari grup OH adalah faktor penting untuk mengetahui kemampuan antioksidan. Komponen flavonoid ini banyak terkandung pada rempah-rempah.
E. REMPAH-REMPAH SEBAGAI ANTIOKSIDAN ALAMI
33 pada sel-sel tubuh), dan dapat berinteraksi dengan reaksi-reaksi fisiologis. Tidak kurang dari 30 jenis rempah-rempah dan tumbuh-tumbuhan bumbu menunjukkan aktivitas antioksidan, terutama fenolik (Kochar dan Rossell, 1995). Senyawa antioksidan alami tumbuhan umumnya adalah senyawa fenolik atau polifenolik yang dapat berupa golongan flavonoid (flavonol, isoflavon, ilavon, katekin dan flavonon), derivat asam sinamal, kumarin, tokoferol dan asam organik polifungsional (Pratt dan Hudson. 1992). Kandungan ini yang menyebabkan rempah mempunyai kapasitas antimikroba, anti pertumbuhan sel kanker, dan sebagainya.
Senyawa antioksidan alami polifenolik dapat beraksi sebagai (a) pereduksi, (b) penangkap radikal bebas, (c) pengkelat logam, (d) peredam terbentuknya singlet oksigen. Senyawa-senyawa fenolik volatil seperti eugenol, thymol, kurkumin, kapsaisin dan lain-lain memiliki aktivitas antioksidan menonjol, tapi memiliki odor yang terlalu kuat, sehingga membatasi kegunaannya sebagai bahan tambahan pangan. Oleh karena itu, penelitian dialihkan pada isolasi komponen aktif antioksidan dari fraksi-fraksi nonvolatil yang memiliki sifat antioksidan, tidak berbau, berasa dan tidak berwama. Kemudian lebih lanjut penelitian ditekankan pada senyawa-senyawa fenolik nonvolatil yang memiliki aktivitas antioksidan (Dulimarta, 2000).
F. STABILITAS BAHAN PANGAN DAN AKTIVITAS AIR (aw)
34 mempengaruhi sifat fisik, sifat fisikokimia, perubahan kimia, kerusakan enzimatis, dan kerusakan mikrobiologis (Winarno, 1997). Kadar air kritis merupakan kadar air suatu produk dimana produk tersebut masih dapat diterima oleh konsumen.
Air dalam bahan pangan dapat ditemukan dalam bentuk air bebas dan air terikat. Air bebas dapat dengan mudah menghilang jika dilakukan pengeringan. Air terikat sulit dibebaskan dengan cara penguapan atau pengeringan biasa. Terdapat paling sedikit tiga bentuk yang berbeda. Pertama, air sebagai pelarut untuk dispersi molekuler dari komponen-komponen kristaloid seperti gula, garam, dan asam-asam yang memiliki berat molekul yang rendah atau sebagai medium dispersi bagi molekul makro hidrofilik seperti protein, gum, dan fenolik membentuk larutan koloid. Kedua, air diserap sebagai lapisan monokuler atau polimolekuler yang tipis pada komponen padat atau dalam kapiler-kapiler halus oleh kondensasi kapiler. Ketiga, air terikat secara kimia dalam bentuk hidrat seperti monohidrat yang stabil dari dekstrosa, maltosa, dan laktosa (Buckle, 1995).
Air yang terkandung di dalam bahan makanan memiliki kaitan dengan daya awet bahan tersebut. Pengurangan air yang tersedia melalui proses penguapan dapat mengawetkan bahan pangan terhadap kerusakan mikrobiologis atau kimiawi. Salah satu sifat fisikokimia yang berkaitan adalah aktivitas air (aw).
Saat keadaan normal, aw dapat diartikan sebagai perbandingan tekanan uap dalam
makanan pada kesetimbangan dengan tekanan uap air murni pada suhu yang sama (Winarno, 1997). Winarno (1997) menyatakan bahwa aw (water activity) adalah
jumlah air bebas yang dapat digunakan mikroba untuk pertumbuhannya. Masing-masing mikroba punya aw pertumbuhannya masing-masing.
Keterkaitan aw dengan ketahanan atau stabilitas makanan digambarkan
35 tidak dikehendaki, ditinjau dari segi keamanan dan kualitas. Hubungan aktivitas air (aw) dengan laju kerusakan produk pangan seperti terlihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Hubungan aktivitas air (aw) dengan laju kerusakan produk pangan
(Labuza, 1982)
G. PENGEMASAN
1. Pengertian Pengemasan
Pengemasan sering juga disebut sebagai pewadahan, pembungkusan, atau pengepakan. Pembungkusan berperan penting dalam mempertahankan mutu suatu bahan pangan dan telah dianggap sebagai bagian integral dari proses produksi. Menurut (Syarief dan Irawati, 1988), kemasan berfungsi sebagai :
a. Wadah untuk menempatkan produk dan memberi bentuk, sehingga lebih memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan dan distribusi.
b. Memberi perlindungan terhadap mutu produk dari kontaminasi luar dan kerusakan.
c. Menambah daya tarik produk
