4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tumbuhan Kacang Panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp)
Kacang panjang merupakan salah satu tanaman semusim yang berbentuk perdu. Tanaman kacang panjang ini bersifat menjalar dengan membelit. Daunya bersusun tiga-tiga helai. Batangnya panjang, liat, dan sedikit berbulu. Bunga kacang panjang seperti kupu-kupu, sementara itu buahnya bulat panjang dan ramping. Panjangnya berkisar antara 10-80 cm yang disebut polong. Kacang panjang muda buahnya berwarna hijau keputih-putihan, namun setelah tua berwarna putih kekuning-kuningan dan kering. Buah yang masih muda mudah dipatahkan akan tetapi setelah tua menjadi liat karena banyak seratnya dan menjadi lemas kering (Sunarjono,2016).
Dalam sistematis (taksonomi) tumbuhan, tanaman kacang panjang di klasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Fabales Famili : Papilionaceae Genus : Vigna
Spesies : Vigna unguiculata (L.) Walp. (Herbarium Medanense,2017).
5 2.1.1 Nilai Kandungan Gizi Kacang Panjang
Menurut Haryanto (1995), kacang panjang penting sebagai sumber vitamin dan mineral. Sayuran ini banyak mengandung vitamin A, vitamin B, dan vitamin C terutama pada polong muda. Bijinya banyak mengandung protein, lemak dan karbohidrat. Dengan demikian kacang panjang merupakan salah satu sumber protein nabati yang cukup potensial. Pada tabel berikut di uraikan kandungan gizi pada polong, biji, dan daun kacang panjang.
Tabel 1. Komposisi Zat Gizi Kacang Panjang Per 100 gr Bahan.
Jenis Zat Gizi Polong
Kalori 44,00 Karbohidrat (g) 7,80 Lemak (g) 0,30 Protein (g) 2,70 Kalsium (mg) 49,00 Fosfor (mg) 347,00 Besi (mg) 0,70 Vitamin A 335,00 Vitamin B 0,13 Vitamin C 21,00 Air (g) 88,50
Sumber : Daftar komposisi bahan makanan (Haryanto dkk., 1995). Tabel 2. Senyawa Bioaktif Kacang Panjang Per 100 gr Bahan.
Senyawa Bioaktif Basis Kering Basis Basah
Antioksidan (mg) 25,11 2,31
Total fenol mg TAE/100 g 204,10 ± 0,02 18,78 ± 0,02 Sumber : Mandarini (2014)
2.2 Pengolahan Kacang Panjang 2.2.1 Blansing
Blansing merupakan suatu proses pemanasan pendahuluan atau proses pemanasan tipe pasteurisasi yang dilakukan pada suhu kurang dari 100°C selama beberapa menit, dengan menggunakan air panas atau uap. Proses blansing termasuk ke dalam porses termal yang umumnya membutuhkan suhu berkisar 75 - 95°C selama 10 menit. Tujuan utama dari proses blansing adalah menginaktifan
6 enzim diantaranya yaitu enzim peroksidase dan katalase, walaupun sebagian dari mikroba yang ada dalam bahan juga turut mati. Kedua jenis enzim ini yang paling tahan terhadap suhu tinggi atau panas. Blansing biasanya diteraokan pada sayur-sayuran dan buah-buahan yang akan dikalengkan atau dikeringkan. Di dalam pengalengan sayur-sayuran dan buah-buahan, selain untuk menginaktifkan enzim, tujuan blansing yaitu :
1. Membersihkan bahan-bahan dari kotoran serta mengurangi jumlah mikroba pada bahan.
2. Mengeluarkan atau menghilangkan gas-gas dari dalam jaringan tanaman, sehingga mengurangi resiko terjadinya pengkaratan kaleng serta memperoleh keadaan vakum yang baik dalam “headspace” kaleng.
3. Melayukan atau melunakkan jaringan pada tanaman atau bahan, agar mempermudah proses pengisian bahan kedalam wadah.
4. Menghilangkan bau serta flavor yang tidak dikehendaki. 5. Menghilangkan lendir pada beberapa jenis sayur-sayuran.
6. Memperbaiki warna produk serta memantapkan warna hijau sayur-sayuran. Cara melakukan proses blansing adalah dengan merendam bahan dalam air panas (merebus) atau dengan uap air (mengukus atau dinamakan juga “steam
blanching”). Merebus yaitu memasukkan bahan ke dalam panci yang berisi air mendidih. Sayur-sayuran atau buah-buahan yang akan diblansing dimasukkan terlebih dahulu kedalam keranjang kawat, lalu dimasukkan ke dalam panci dengan suhu berkisar antara 82 – 83°C dengan waktu antara 3 – 5 menit. Setelah dirasa proses blansing sudah cukup waktunya, kemudian keranjang kawat diangkat dari dalam panci dan cepat-cepat didinginkan dengan air. Proses pengukusan tidak
7 dianjurkan untuk digunakan pada sayur-sayuran hijau, karena warna bahan akan menjadi kusam. Caranya ialah dengan mengisikan bahan ke dalam keranjang kawat, kemudian dimasukkan ke dalam dandang yang berisi air mendidih. Dandang ditutup dan langkah selanjutnya sama dengan cara perebusan.
Secara garis besar metode blansing yang sering sekali diterapkan ada 2 (dua), yaitu blansing dengan air panas (rebus), dan blansing dengan uap panas (kukus). 1. Blansing dengan air panas (Hot Water Blanching)
Metode blansing dengan menggunakan air panas ini hampir sama dengan proses perebusan. Metode ini cukup efisien, namun memiliki kekurangan yaitu diantaranya adalah kehilangan komponen bahan pangan yang mudah larut dalam air serta bahan yang tidak tahan panas.
2. Blansing dengan uap air panas (Steam Blanching)
Blansing dengan menggunakan metode ini paling sering diterapkan. Metode ini mengurangi kehilangan komponen bahan pangan yang tidak tahan panas.
2.2.2 Pengeringan
Metode pengeringan mempunyai pengertian yaitu aplikasi proses pemanasan melalui kondisi yang teratur, sehingga dapat menghilangkan sebagian besar jumlah kandungan air dalam suatu bahan dengan cara diuapkan. Penghilangan jumlah kandungan air dalam suatu bahan dengan cara pengeringan mempunyai satuan operasi yang berbeda dengan dehidrasi. Dehidrasi akan menurunkan aktivitas air (Aw) yang terkandung dalam bahan pangan dengan cara mengeluarkan atau menghilangkan jumlah kandungan air dalam jumlah lebih banyak, sehingga umur simpan dari bahan pangan menjadi lebih panjang atau lebih lama (Muarif, 2013).
8 Pengeringan didefinisikan sebagai suatu metode untuk menghilangkan sebagian air dari suatu bahan hingga tingkat kadar air yang setara dengan nilai aktivitas air (Aw) yang aman dari kerusakan mikrobiologi. (Herudiyanto,2008). Pada pengeringan terdapat 2 (dua) proses, yaitu:
1. Proses pemindahan panas untuk menguapkan cairan pada bahan pangan dengan bantuan udara pengering.
2. Proses pemindahan massa, dimana air atau uap air bahan pangan, berpindah dari dalam bahan ke permukaan, selanjutnya dari permukaan dialirkan ke udara pengering.
Menurut (Rosyid, 2013) terdapat beberapa metode pengeringan yaitu: A. Pengeringan secara langsung di bawah sinar matahari (Sun Drying)
Pengeringan dengan menggunakan metode ini dilakukan pada tanaman yang tidak sensitive terhadap cahaya matahari. Pengeringan terhadap sinar matahari biasanya digunakan pada bagian tumbuhan yang tidak terlalu banyak memiliki kandungan air seperti daun, korteks, biji, serta akar. Bagian tanaman yang mengandung flavonoid, kuinon, kurkuminoid, karotenoid, serta beberapa alkaloid yang cukup mudah terpengaruh cahaya pada umumnya tidak boleh dijemur di bawah sinar matahari atau terkena cahaya matahari secara langsung. Produk simplisia dijemur terlebih dahulu untuk mengurangi sebagian besar jumlah kandungan air pada bahan, kemudian simplisia dikeringkan dengan menggunakan panas atau di gantung di dalam ruangan. Pengeringan dengan menggunakan bantuan sinar matahari secara langsung memiliki keuntungan yaitu ekonomis. Namun lama pengeringan sangat bergantung pada kondisi cuaca dan cahaya matahari. Pengeringan menggunakan matahari secara langsung membutuhkan waktu selama
9 3 sampai 4 hari dengan suhu 100°F untuk mendapatkan hasil yang lebih maksimal panaskan kembali menggunakan oven dengan suhu 175°F selama 10-15 menit.
Hasil penelitian dari Wahyuni (2014) mengenai metode pengering sinar matahari secara langsung dan pengeringan menggunakan sirkulasi udara pada simplisia herba sambiloto yaitu pengeringan dengan menggunakan oven menghasilkan karakteristik mutu simplisia yang lebih baik yaitu dengan nilai susut pengeringan 9,1147%, kadar abu total 9,3339%, kadar abu tidak larut asam 0,7768%, kadar sari larut air 19,3226% dan kadar sari larut etanol 17,5160%.
B. Pengeringan Cabinet Drying
Pengering cabinet dryer merupakan alat pengering yang menggunakan udara panas didalam ruang tertutup (chamber). Alat ini mempunyai dua tipe yaitu tray dryer dan vacuum dryer. Vacuum dryer menggunakan pompa dalam penghembusan udara, sedangkan pada tray dryer tidak menggunakan pompa disebut juga pengering rak atau pengering cabinet yang dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang diletakkan pada baki logam. Cara pengeringan jenis baki atau menggunakan wadah adalah dengan meletakkan material atau bahan yang akan dikeringkan pada baki yang akan langsung terhubung dengan media pengering. Pengeringan menggunakan cabinet dryer membutuhkan waktu 24 jam dengan suhu berkisar antara 45-60°C
Alat tipe ini sistem pengeringannya dengan menggunakan uap air panas atau udara panas yang dialirkan pada bahan. Uap air panas memiliki sifat pindah panas yang lebih unggul dibandingkan pada udara dengan suhu yang sama. Karena tidak adanya tahanan terhadap difusi uap air dalam uap itu sendiri, laju pengeringan pada periode laju konstan hanya tergantung pada laju pindah panas. Pada
10 prinsipnya, setiap proses pengeringan langsung atau tak langsung (kombinasi konduksi dan konveksi) dapat dioperasikan sebagai pengering uap air panas. Prinsip kerja alat ini yaitu pemanasan secara konduksi (penghantaran panas) atau konveksi (pengaliran panas) yang bertujuan mengurangi kandungan air pada bahan pangan dan berbentuk solid. Salah satunya adalah cabinet dryer. Pada cabinet dryer, pemanasan dilakukan secara konveksi dan konduksi. Secara konveksi, digunakan aliran udara kering yang akan mengalir secara alami. Secara konduksi, digunakan sejumlah tray (wadah penapung bahan) secara bertingkat. Sistem pengering ini dengan menggunakan udara pengering sebagai medium pemanasan bahan. Bahan bakar yang digunakan yaitu minyak tanah (kerosin) dan kayu bakar. Komponen-komponen yang akan menyusun cabinet dryer tersebut, akan disesuaikan dengan kapasitas bahan yang masuk dan juga diperhitungkan efisiensi dari system pengering tersebut.
C. Pengeringan Microwave
Pada alat microwave dan pemanas frekuensi radio, gelombang elektromagnetik yang digunakan sebagai media pemanasan produk pangan. Frekuensi itu terbagi 2, yaitu 915 dan 2,450 MHz untuk frekuensi pada microwave, sedangkan 13.56, 27.12, dan 40.68 MHz untuk frekuensi radio. Secara singkat, mekanismenya yaitu panas yang dihasilkan dari dielektrik dan ionik. Pemanas dielektrik akan menggerakkan molekul air dalam bahan pangan yang kemudian akan memicu pergerakan dari ion-ion dalam bahan pangan sehingga akan menghasilkan panas. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh pergerakan medan elektrik dari alat tersebut. Kelebihan yang sangat nyata dari microwave ini dibanding dengan metode konvensional yaitu memiliki keefisienan
11 waktu (lebih cepat), mudah dikontrol, serta hemat energy. Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz). Pengeringan menggunakan microwave dengan tegangan 80 Watt dilakukan antara 60 menit sampai 90 menit.
Banyak kelebihan atau keuntungan yang dimiliki microwave dalam pengeringan, metode pengeringan konvensional, panas harus dikontrol dan dikondisikan sesuai dengan jenis bahan pangan. Panas tersebut menguapkan kandungan air bagian dalam bahan dan kemudian air akan menguap kepermukaan dan kemudian air akan menguap keluar hal ini membutuhkan waktu yang sangat lama. Dengan menggunakan pemanas microwave, frekuensi dari alat pemanas ini langsung menuju ke polar system, yaitu air. Sehingga mampu dengan cepat menggerakkan kandungan air menuju ke permukaan dengan panas yang dihasilkan. Selain itu, metode pemanas microwave ini juga melindungi dari proses pengerasan pada bahan pangan serta reaksi browning.
2.3 Senyawa Bioaktif
2.3.1 Flavonoid Kacang Panjang
Flavonoid merupakan suatu golongan dari metabolit sekunder yang dihasilkan oleh tanaman yang termasuk dalam kelompok besar polifenol. Senyawa ini terdapat pada semua bagian tanaman termasuk daun, akar, kayu, kulit, tepung sari, nectar, bunga, buah, dan biji. Flavonoid memiliki peran penting dalam penentuan dari warna rasa, bau, dan kualitas nutrisi makanan. Tumbuhan umumnya hanya menghasilkan senyawa flavonoid tertentu (Ritonga dkk, 2013). Flavonoid adalah senyawa polifenol yang bersifat kimia senyawa fenol yaitu agak asam dan larut dalam basa, dan karena merupakan senyawa polihidroksi (gugus
12 hidroksil) maka juga bersifat polar sehingga dapat larut pada pelarut polar seperti metanol, etanol, aseton air, butanol, dimetil sulfoksida, dan dimetil formamida. Disamping itu dengan adanya gugus glikosida yang terikat dalam gugus flavonoid sehingga cenderung menyebabkan flavonoid mudah larut dalam air (Fauziah, 2008).
Flavonoid mempunyai kemampuan Senyawa flavonoid pada tanaman mempunyai beraneka macam fungsi seperti menarik serangga yang akan membantu proses penyerbukan, membantu proses fotosintesis, melindungi struktur sel, dan meningkatkan efektivitas vitamin c (Indriani dkk, 2006). Flavonoid mempinyai kemampuan sebagai antioksidan yang mampu mentransfer sebuah elektron atau sebuah hidrogen ke senyawa radikal bebas dengan menghentikan tahap awal reaksi. Oleh karena itu, flavonoid dapat menghambat peroksidasi lipid, menekan kerusakan jaringan oleh radikal bebas dengan menghambat beberapa enzim (Latifah, 2015). Kemampuan antioksidan flavonoid dapat dipengaruhi dari beberapa faktor salah satunya yaitu gugus fungsional yang berikatan pada strukturutamanya. Suatu hasil penelitian yang pernah dilakukan menunjukkan bahwa aktivitas penangkapan radikal yang diuji pada pada flavonoid berhubungan dengan jumlah dan posisi ikatan gugus hidroksil dalam molekul (Ammar et al., 2009). Berdasarkan hasil penelitian Anwar (2016) pada sampel buah mengkudu menunjukkan bahwa kadar total flavonoid ekstrak etanol buah mengkudu sebesar 5,69+0,21 mg ekivalen rutin (RE)/g ekstrak, dan IC50 ekstrak etanol buah mengkudu sebesar 104,73+4,56 μg/mL.
13 1. Flavonoid polimetil atau polimetoksi larut dalam heksan, petroleum eter (PE), kloroform, eter, etil asetat, dan etanol. Contoh: sinersetin (non polar).
2. Aglikon flavonoid polihidroksi tidak larut dalam heksan, PE dan kloroform; larut dalam eter, etil asetat dan etanol, dan sedikit larut dalam air. Contoh: kuersetin (semipolar).
3. Glikosida flavonoid tidak larut dalam heksan, PE, kloroform, eter, sedikit larut dalam etil asetat dan etanol, serta sangat larut dalam air.
Gambar 2 Struktur Flavonoid 2.3.2 Fenol Kacang Panjang
Senyawa fenol meliputi berbagai senyawa yang berasal dari tumbuhan yang memiliki ciri yang sama yaitu cincin aromatik yang mengandung satu atau dua gugus hidroksil. Senyawa fenol yang sering ditemukan yaitu senyawa flavonoid dan glikosidanya (katekin, proantosianin, antioksidan, dan flavonol) dan tanin yang merupakan senyawa fenol yang kompleks dengan berat molekul yang tinggi (Johnson, 2001). Menurut Mandarini (2014), yang menyatakan bahwa setiap 100 g kacang panjang mengandung total fenol sebesar 204.10±0.02 mg (basis kering) atau 18.78±0.02 mg (basis basah).
Fenolik (C6H6OH) adalah senyawa organik yang memiliki satu atau lebih gugus hidroksil yang terikat pada cincin benzena. Senyawa fenol mempunyai beberapa nama lain seperti asam karbolik, fenat monohidroksi benzena, asam
14 fenat, asam fenilat, fenil hidroksida, oksibenzena, benzenol, monofenol, fenil hidrat, fenilat alkohol, dan fenol alkohol (Nair et al, 2008). Sementara, polifenol merupakan bagian dari senyawa fenolik yang memiliki lebih dari satu senyawa gugus fenol. Banyaknya variasi dari gugus yang tersubtitusi pada kerangka utama fenol menjadikan kelompok fenol mempunyai lebih dari 8000 jenis senyawa (Marinova et al 2005). Hasil penelitian dari Adawiah (2015) pada sampel sari buah namnam dan sari buah jahe menyatakan bahwa sari buah namnam-jahe memiliki potensi sebagai minuman fungsional, karena pada sari buah namnam-jahe memiliki kandungan senyawa fenolik dan flavonoid yang tinggi karena adanya penamban ekstrak jahe yang kaya akan antioksidan akan tetapi kandungan vitamin C pada sari buah namnam lebih tinggi dibandingkan dengan sari buah namnam-jahe karena sudah melewati proses pasteurisasi yang menyebabkan kerusakan kandungan vitamin C.
Fenolik atau polifenolik merupakan kelompok metabolit sekunder pada tanaman yang memiliki potensi sebagai antioksidan, bakterisidal, antiseptik dan lain-lain (Ramle dkk, 2008). Senyawa fenol sebagai antioksidan tergantung dari ikatan gugus hidrogen pada cincin aromatik, posisi ikatan pada suatu struktur senyawa fenol, serta kemampuannya dalam memberikan donor hidrogen atau elektron pada radikal bebas dan mampu mengkelat ion besi (Puspitasari, 2016). Beberapa senyawa fenolik yang dapat berfungsi sebagai antioksidan adalah kumarin, saponin, dan flavonoid. (Rizki dkk, 2015). Fenol bersifat lebih asam bila dibandingkan dengan alkohol, tetapi lebih basa daripada asam karbonat karena fenol dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Lepasnya ion H+ menjadikan anion fenoksida C6H5O- dapat melarut dalam air. Fenol mempunyai
15 titik leleh 41°C dan titik didih 181°C. Fenol memiliki kelarutan yang terbatas dalam air yaitu 8,3 gram/100 mL (Fessenden, 1992).
Gambar 3 Struktur Fenol 2.4 Stabilitas Antioksidan Kacang Panjang
Antioksidan merupakan suatu substansi yang pada konsentrasi kecil secarasignifikan mampu menghambat atau mencegah oksidasi pada substrat yang disebabkan oleh radikal bebas (Isnindar dkk, 2011). Antioksidan dibutuhkan untuk menunda atau menghambat reaksi oksidasi radikal bebas atau menetralkan dan menghancurkan radikal bebas yang dapat menyebabkan kerusakan sel dan biomolekul seperti DNA, protein, dan lipoprotein di dalam tubuh yang akhirnya dapat memicu terjadinya penyakit dan penyakit degeneratif (Alfira, 2014). Senyawa fitokimia merupakan zat alami yang terdapat dalam tanaman yang memberikan cita rasa, aroma, dan warna yang khas pada tanaman tersebut. Beberapa khasiat senyawa fitokimia tersebut berfungsi sebagai antioksidan, meningkatkan system kekebalan, mengatur tekanan darah, menurunkan kolesterol, serta mengatur kadar gula darah (Kesuma, 2015). Secara kimia senyawa antioksidan adalah senyawa pemberi electron (electron donor). Secara biologis, pengertian antioksidan adalah senyawa yang dapat menangkal atau meredam dampak negative oksidan.
16 Antioksidan bekerja dengan caramen donorkan satu elektronnya kepada senyawa yang bersifat oksidan sehingga aktivitas senyawa oksidan tersebut dapat di hambat (Winarti, 2010). Penelitian dari Tristantini (2016) yang meneliti tentang aktivitas antioksidan dari ekstrak daun Mimusops elengi Lyang memiliki aktivitas antioksidan tertinggi atau bernilai IC50 terendah adalah daun Mimusops elengi L yang di ekstraksi dengan variasi waktu 45 menit yaitu sebesar 10,6. Menurut Mandarini (2014) yang menyatakan bahwa yaitu setiap 100 g kacang panjang mampu meredam radikal bebas DPPH setara dengan kemampuan vitamin C sebanyak 25.11 mg (basis kering) atau 2.31 mg (basis basah). Kacang panjang memiliki kekuatan meredam radikal bebas terbesar, yaitu setiap 100 g kacang panjang mampu meredam radikal bebas DPPH sebanyak 1816.48 mg (basis kering) atau 167.17 mg (basis basah).
Mekanisme antioksidan dalam menghambat oksidasi atau menghentikan reaksi berantai radikal bebas dari lemak yang teroksidasi terdiri atas empat tahap (Rita et al, 2009), yaitu:
1. Pelepasan hidrogen dari antioksidan 2. Pelepasan elektron dari antioksidan
3. Adisi lemak (molekul teroksidasi) ke dalam cincin aromatik antioksidan 4. Pembentukan senyawa kompleks antara lemak (molekul teroksidasi) dan
cincin aromatik antioksida.
2.4.1 Stabilitas Terhadap Pengolahan
Pemasakan dengan melibatkan panas merupakan salah satu proses pengolahan pangan yang banyak dilakukan baik pada skala rumah tangga atau skala industri. Beberapa cara pemasakan yang umum dilakukan adalah perebusan, pengukusan dan penumisan. Perebusan adalah proses pemasakan
17 dalam air mendidih sekitar 100⁰C, dimana air sebagai media penghantar panas.
Pengukusan merupakan proses pemasakan dengan medium uap air panas yang dihasilkan oleh air mendidih, sedangkan penumisan merupakan proses pemasakan dengan menggunakan sedikit minyak dan air (Williams, 1979). Menurut Mulyati (1994), walaupun antioksidan terdapat pada bahan pangan secara alami, tetapi jika bahan tersebut dimasak, maka kandungannya akan berkurang akibat terjadinya degradasi kimia dan fisik. Antioksidan alami mempunyai struktur kimia dan stabilitas berbedabeda misalnya, α-tokoferol cukup tahan terhadap panas,
kehilangan selama proses pengolahan sebagian besar disebabkan oleh proses oksidasi.
