II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Buah Mahkota Dewa
Mahkota dewa (Phaleria macrocarpa [Scheff.] Boerl.) bisa ditemukan di pekarangan sebagai tanaman hias atau di kebun-kebun sebagai tanaman peneduh. Asal tanaman mahkota dewa masih belum diketahui. Menilik nama botaninya Phaleria papuana, banyak orang yang memperkirakan tanaman ini populasi aslinya dari tanah Papua, Irian Jaya. Di sana memang bisa ditemukan tanaman ini. Pada Gambar 1 berikut ini adalah pohon mahkota dewa.
Gambar 1. Pohon mahkota dewa.
Menurut Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan, Departemen Kesehatan (1999) mahkota dewa diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Thymelaeales Famili : Thymelaeaceae Genus : Phaleria
Mahkota dewa tumbuh subur di tanah yang gembur dan subur pada ketinggian 10-1200 m dpl. Perdu menahun ini tumbuh tegak dengan tinggi 1.5-2.5 m. Batangnya bulat, permukaannya kasar, warnanya cokelat, berkayu dan bergetah, percabangan simpodial. Daun tunggal, letaknya berhadapan, bertangkai pendek, bentuknya lanset atau jorong, ujung dan pangkal runcing, tepi rata, pertulangan menyirip, permukaan licin, warnanya hijau tua, panjang 7-10 cm, lebar 3-5 cm. Bunga mahkota dewa keluar sepanjang tahun atau tak kenal musim, tetapi paling banyak muncul pada musim hujan. Letak bunganya tersebar di batang atau ketiak daun, bentuk tabung, berukuran kecil, berwarna putih, dan harum. Bentuk buahnya bulat, berdiameter 3-5 cm, permukaan licin, beralur, ketika muda warnanya hijau dan merah setelah masak.
Ukurannya bervariasi, dari sebesar bola pingpong sampai sebesar apel merah.
Daging buah berwarna putih, berserat, dan berair. Biji bulat, keras, berwarna cokelat. Berakar tunggang dan berwarna kuning kecokelatan. Perbanyakan dengan cangkok dan bijinya. Seperti terlihat dalam Gambar 2 di bawah ini adalah bentuk dari buah mahkota dewa.
Gambar 2. Buah mahkota dewa.
Untuk memperbanyak tanaman Mahkota Dewa ini paling baik dilakukan dengan cara mencangkok, walaupun agak sulit tapi telah menunjukkan keberhasilan dalam usaha membudidayakannya. Pencangkokan dapat dilakukan bila batang yang dikupas telah mengering dan sebaiknya
dibantu dengan krim hormon perangsang pertumbuhan akar. Hal lain yang perlu dilakukan adalah dengan menyiramkan air secara rutin serta kurangi cabang yang terlalu panjang dan banyak. Cangkokan dapat dipindah ke media penanaman setelah 6-8 minggu.
Kandungan kimia yang dimiliki tanaman marga Phaleria pada umumnya memiliki aktivitas antimikroba. Aktivitas ini berkaitan dengan toksisitas (kandungan racun) tanaman yang cukup tinggi sebagai salah satu bentuk dan mekanisme pertahanan diri. Dari sejumlah pengalaman eksperimental terbukti pula bahwa sebagian besar tanaman yang memiliki aktivitas antimikroba pada umumnya juga menunjukkan potensi sebagai suatu anti kanker karena tosksitas yang dimilikinya tersebut dapat pula bekerja terhadap fase tertentu dari siklus sel tumor. Golongan senyawa kimia dalam tanaman yang berkaitan dengan aktivitas antikanker dan antioksidan antara lain adalah golongan alkaloid, terpenoid, polifenol, flavanoid, dan senyawa polifenol. Hasil pengujian tersebut menunjukkan adanya potensi antioksidan dan antikanker dari ekstrak daging buah dan kulit biji mahkota dewa (Phaleria macrocarpa (Sceff) Boerl.). Kenyataan tersebut memperkuat dugaan terhadap aktivitas antikanker dan antioksidan yang ada pada tanaman selain pembuktian empiris yang telah ada (Lisdawati, 2002 dalam Buys, 2004).
B. Perlakuan Pasca Panen Buah Mahkota Dewa
Setelah dipanen, setiap bagian pohon mahkota dewa, terutama yang berkhasiat obat, mendapat perlakuan tertentu. Perlakuan yang diberikan meliputi penyortiran, pencucian, pemotongan, pengeringan, penyangraian, dan perebusan. Perlakuan-perlakuan ini sebaiknya segera diberikan setelah mahkota dewa dipanen. Jangan ada penundaan waktu. Karena bila dilakukan penundaan dapat mempengaruhi keoptimalan khasiat mahkota dewa (Harmanto, 2005).
Penyortiran merupakan kegiatan pemilahan bagian-bagian pohon berkhasiat obat berdasarkan kualitasnya. Bagian pohon yang bersih dan tidak rusak oleh ulat atau hama dan penyakit yang dipilih. Setelah disortir, bagian- bagian pohon yang terpilih dibersihkan menggunakan air mengalir.
Pengeringan mahkota dewa bisa dilakukan di bawah sinar matahari ataupun menggunakan alat pengering. Pengeringan bisa dilakukan tanpa dipotong-potong terlebih dahulu buahnya. Atau agar buahnya cepat kering, bisa dilakukan pemotongan terlebih dahulu menggunakan pisau stainless steel agar tidak terjadi reaksi kimia yang merugikan.
Setelah dirasa kering, ambilah bagian-bagian pohon yang dikeringkan itu. Sangrailah selama lebih kurang lima menit di atas api kecil. Penyangraian ini berguna untuk mematikan bakteri-bakteri yang menempel.
Bagian berkhasiat obat baru bisa digunakan jika sudah kering dan sudah disangrai. Cara penggunaan yang umum dilakukan adalah dengan merebusnya terlebih dahulu. Air rebusan mahkota dewa ini rasanya pahit.
Yang paling pahit adalah rebusan cangkang buahnya. Dalam Gambar 3 berikut ini diberikan diagram alir proses perlakuan pasca panen buah mahkota dewa.
Gambar 3. Diagram alir proses pasca panen buah mahkota dewa.
(Harmanto, 2005)
Penyortiran
Pencucian
Pemotongan
Pengeringan
Penyangraian
Perebusan
C. Sulfurisasi
Pada pengeringan sayur-sayuran dan buah-buahan, biasanya dilakukan perlakuan sulfurisasi yang bertujuan untuk mempertahankan mutu dari bahan yang akan dikeringkan. Disamping itu, sulfurisasi juga bertujuan untuk melindungi bahan dari proses pencokelatan (browning), baik secara enzimatis maupun non-enzimatis.
Senyawa kimia yang sering digunakan dalam proses sulfurisasi antara lain sulfur dioksida, garam-garam natrium atau kalium dari sulfit, bisulfit atau meta bisulfit. Senyawa-senyawa tersebut sudah luas penggunaannya dalam mencegah penurunan mutu yang ditimbulkan oleh mikroba maupun enzim.
D. Blanching
Blanching merupakan suatu jenis perlakuan pendahuluan yang umumnya dilakukan terhadap buah-buahan dan sayur-sayuran setelah pembersihan dan pemotongan pada proses pengeringan buah dan sayuran tersebut. Blanching dapat dilakukan dengan air panas atau uap air panas.
Winarno et al. (1980) menyatakan bahwa blanching dengan menggunakan air panas biasa dilakukan pada suhu 82 °C - 93 °C selama 3 – 5 menit. Jika blanching dilakukan menggunakan uap dibutuhkan waktu 7 menit.
Lebih lanjut lagi yang dikemukakan juga oleh Winarno (1980) bahwa blanching menimbulkan perubahan fisika dan kimia. Perubahan fisika yang terjadi terutama disebabkan oleh pemindahan udara dalam sel dan memberikan pengaruh terhadap peningkatan permeabilitas sel, sehingga membantu pengeluaran air selama proses pengeringan berlangsung.
Sedangkan perubahan kimia yang terjadi adalah perubahan senyawa-senyawa penyusun dinding sel yang menyebabkan pelunakan jaringan.
E. Teori Pengeringan
Hall (1957) dan Broker (1974) menyatakan, pengeringan adalah proses pengambilan atau penurunan kadar air sampai pada batas tertentu sehingga memperlambat laju kerusakan bahan pertanian akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan diolah atau dimanfaatkan. Proses pengeringan
merupakan proses pengeluaran air dari bahan pertanian menuju kadar air keseimbangan dengan udara di sekelilingnya atau pada tingkat dimana mutu bahan pertanian dapat dijaga dari serangan kapang, aktivitas serangga, dan enzim (Henderson dan Perry, 1975).
Heldman dan Singh (1981) serta Henderson dan Perry (1976) menyatakan beberapa keuntungan pengeringan, yaitu :
1. Memperpanjang masa simpan dan penurunan mutu sekecil-kecilnya.
2. Memudahkan pengangkutan karena berat bahan lebih ringan dan volume lebih kecil.
3. Menimbulkan aroma yang khas pada bahan tertentu.
4. Mutu lebih baik dan nilai ekonomi lebih tinggi.
Earle (1982) menyatakan bahwa proses pengeringan terbagi menjadi tiga kategori , yaitu :
1. Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfer. Pada pengeringan ini panas dipindahkan menembus bahan, baik dari udara maupun dari ppermukaan yang dipanaskan.
2. Pengeringan hampa udara, yaitu panas dipindahkan secara konduksi dan terjadi lebih cepat pada tekanan rendah.
3. Pengeringan beku. Uap disublimasikan keluar dari bahan pangan beku.
Struktur bahan pangan tetap dipertahankan, suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam mesin pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Kadar air suatu bahan berpengaruh terhadap banyaknya air yang diuapkan dan lamanya proses pengeringan. Heldman dan Singh (1981) menyatakan bahwa kadar air pangan terdiri dari dua bagian, yaitu kadar air basis kering dan kadar air basis basah. Kadar air basis kering adalah perbandingan berat air dalam bahan dengan berat bahan keringnya. Kadar air basis basah adalah perbandingan berat air dalam bahan dengan berat bahan total.
%
×100
= total m
mair
m ... (1)
%
×100
=
padat m
mair
M ... (2)
di mana :
M = Kadar air basis kering (%) m = Kadar air basis basah (%) mair = Massa air yang menguap (gram) mtotal = Massa total bahan (gram)
mpadat = Massa padatan kering bahan (gram)
Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan per satuan waktu. Laju pengeringan ini dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, dan susunan bahan saat dikeringkan, suhu, kelembaban, dan kecepatan aliran udara pengeringan. Menurut Henderson dan Perry (1976) proses pengeringan dapat dibagi dalam 2 periode laju pengeringan, yaitu : laju pengeringan tetap dan laju pengeringan menurun.
Jika konsentrasi air di permukaan bahan besar sehingga permukaan bahan tetap basah maka akan terjadi laju penguapan yang tetap. Periode ini disebut dengan laju pengeringan tetap.
Secara praktis semua pengeringan bahan hasil pertanian terjadi pada periode laju pengeringan menurun. Periode laju pengeringan menurun dibatasi oleh kadar air keseimbangan dari kurva air keseimbangan di antara kelembaban nisbi 0% dan mendekati 100%. Kadar air yang mendekati tingkat 100% akan berada dalam periode laju pengeringan tetap (Henderson dan Perry, 1976).
Dalam proses pengeringan, air yang diuapkan terdiri dari air bebas dan air terikat. Air bebas adalah yang pertama-tama mengalami penguapan. Laju penguapan air bebas sebanding dengan perbedaan tekanan uap pada permukaan air dengan tekanan uap pada udara pengering.
Air terikat terdiri dari air yang terikat secara fisik dan air yang terikat secara kimiawi. Air yang terikat secara fisik merupakan bagian air bahan yang terdapat dalam jaringan matriks bahan karena adanya ikatan - ikatan fisik. Jika air permukaan telah habis, maka perpindahan air uap terjadi dari bagian dalam
bahan ke permukaan secara difusi. Perpindahan air bahan ini terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi air di bagian dalam dengan bagian luar.
F. Model Pengeringan
1. Pengeringan Lapisan Tebal
Pengeringan lapisan tebal adalah pengeringan yang di dalam prosesnya terdapat gradien kadar air pada lapisan pengeringan untuk setiap waktu (Henderson dan Perry, 1976). Brooker et al., (1974) menyatakan bahwa pada awal proses pengeringan, pengeringan terjadi pada lapisan paling bawah. Kemudian selanjutnya proses pengeringan terjadi pada lapisan yang ada di atasnya. Ketika pengeringan telah terjadi pada semua lapisan, semua bahan telah dikeringkan sampai terjadi keseimbangan dengan udara pengering.
Pengeringan lapisan tebal biasanya digunakan untuk pengeringan biji-bijian, dimana bahan ditumpuk sampai ketinggian tertentu. Udara pengering bergerak dari bawah tumpukan ke bagian atas melewati bahan yang akan dikeringkan.
2. Pengeringan Lapisan Tipis
Henderson dan Perry (1976) menyatakan bahwa pengeringan lapisan tipis adalah pengeringan yang terjadi pada seluruh bahan dalam lapisan tersebut dapat menerima langsung aliran udara pengering yang melewatinya dengan kelembaban relatif dan suhu yang konstan.
Pengeringan lapisan tipis didasarkan pada pengeringan bahan yang sepenuhnya terbuka terhadap hembusan udara yang menyebabkan semua bahan dalam lapisan tersebut mengalami pengeringan secara seragam.
Pengeringan buah mahkota dewa menggunakan metode lapisan tipis karena semua permukaan bahan menerima langsung panas yang berasal dari udara pengering. Aliran udara pada proses pengeringan bergerak secara vertikal. Perubahan kadar air bahan selama pengeringan
lapisan tipis dapat diduga dengan mengembangkan model matematik baik secara teoritis, semi teoritis, dan empiris.
a. Model Teoritis
Luikov (1966) dalam Brooker et al. (1974) telah mengembangkan model matematik dalam bentuk persamaan diferensial untuk menggambarkan proses pengeringan dari produk hasil pertanian sebagai berikut :
P K T K M
t K M
3 . 1 2 2 . 1 2 1
. 1
2 +∇ +∇
∇ δ = δ
P K T K M t K
T
3 . 2 2 2 ..
2 2 1
..
2
2 +∇ +∇
∇ δ = δ
P K T K M t K
P
3 . 3 2 2 ..
3 2 1
. 3
2 +∇ +∇
∇ δ =
δ ... (3)
di mana :
K = Koefisien fenomena M = Kadar air (%bk)
P = Tekanan uap pada bahan (N/m2) T = Suhu bahan (K)
t = Waktu pengeringan (jam)
Brooker et al. (1974) menyatakan bahwa di dalam proses pengeringan, gradien suhu dan tekanan total dalam persamaan (3) dapat diabaikan, sehingga persamaan (3) dapat disederhanakan menjadi :
M t K
M
1 . 1
∇2
δ =
δ ... (4)
Pergerakan air di dalam bahan biasanya diasumsikan terjadi dengan proses difusi (cairan atau uap), sehingga koefisien K1.1 disebut juga dengan koefisien difusi D.
Jika nilai D konstan, maka persamaan (11) dapat dituliskan sebagai berikut :
⎥⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ +
= r r
M c r D M t M
δ δ δ
δ δ
δ
. .
2 2
... (5)
di mana :
c = Koefisien bentuk (lempeng tak hingga = 0, silinder = 1, bola = 2) D = Koefisien difusivitas (m2/jam)
M = Kadar air (%bk)
r = Jari – jari atau setengah tebal bahan (m) t = Waktu pengeringan (jam)
b. Model Semi Teoritis dan Empiris
Persamaan pengeringan lapisan tipis diturunkan pula secara semi teoritis dan empiris untuk menyederhanakan penyelesaian persamaan difusi dan pengeringan. Menurut Henderson dan Perry (1976), proses difusi air selama laju pengeringan menurun seperti konduksi panas pada benda padat adalah :
) exp( kt Me A
Mo Me
MR M = −
−
= − ... (6)
Koefisien pengeringan merupakan fungsi dari difusivitas dan geometri
2 2
r k= Dπ
... (7) Konstanta pengeringan tersebut merupakan fungsi geometris, yaitu :
Benda geometris bahan lempeng tak terbatas :
2 2
l k= Dπ
... (8) Benda geometris bahan silinder tak terbatas, silinder terbatas, dan
bola :
2 2
r k= Dπ
... (9) di mana :
A = Koefisien bentuk partikel (lempeng = 0.811, balok = 0.533, bola = 0.608)
D = Koefisien difusivitas (m2/jam) k = Konstanta pengeringan (1/jam)
MR = Rasio kadar air
t = Waktu pengeringan (jam)
r = Jari – jari atau setengah ketebalan bahan (m)
