Bab II
Tinjauan
Pustaka
2.1 Madu
Madu merupakan suatu cairan manis dan kental yang dihasilkan oleh lebah madu dan beberapa spesies
lainnya. Madu berasal dari nektar atau sari bunga
yang diproduksi oleh bunga pada waktu mekar. Nektar yang kaya yang kaya akan gula ini dihasilkan oleh
bunga untuk menarik kedatangan hewan penyerbuk[3].
Lebah madu telah banyak dibudayakan di
Indonesia, namun mengenai taksonominya, banyak perbedaan pendapat antara para pakar menyangkut
jumlah spesies yang ada[22]. Taksonomi lebah madu
adalah sebagai berikut[3] :
Kingdom : Animalia Filum : Arthropoda Kelas : Insekta Subkelas : Pterygota Ordo : Himenoptera Family : Apidae Genus : Apis
Spesies : A. andreniformis, A. florea, A. dorsata, A.cerana, A. nigrocincta
Komposisi terbesar yang terdapat pada madu adalah karbohidrat (79.7 %). Sedangkan penyusun yang lain berupa air (17.2 %) dan penyusun minor (3.1 %). Vitamin, mineral, asam, dan protein adalah penyusun minor pada madu. Karbohidrat pada madu secara garis besar terdiri dari monosakarida ( 38.2 % fruktosa dan 31.3 % glukosa), 5.7 % disakarida dan
4.5 % oligosakarida [4]. Madu juga mengandung beta
karoten, flavonoid, asam urat, asam fenolik dan asam nikotinat. Vitamin yang terkandung pada madu antara lain vitamin A, B ( B1, B2, B3, B5, B6), C, D, E dan K. Madu juga mengandung mineral, garam dan zat lain seperti kalsium, kalium, zat besi, sodium, antibiotika, dan enzim pencernaan[5].
Madu tidak hanya bermanfaat dalam bidang pangan, tapi juga bermanfaat dalam bidang kesehatan
dan kecantikan. Dalam bidang pangan, madu
digunakan sebagai pemanis dalam berbagai makanan dan minuman. Sedangkan dalam bidang kesehatan, madu antara lain dapat digunakan untuk menjaga
kesehatan mata, memperkuat sel darah putih,
penambah stamina, menstabilkan tekanan darah,
mengobati anemia, alergi, radang tenggorokan,
gangguan pernafasan dan anti oksidan. Sedangkan
dalam bidang kecantikan, madu antara lain bermanfaat untuk mengencangkan wajah, menganggkat kulit mati,
melembutkan dan melembabkan kulit, mempercantik
dan memperindah rambut.[6-9]. Oleh karena manfaatnya
yang melimpah, madu banyak digunakan oleh berbagai industri sebagai bahan campuran maupun bahan baku industrinya. Sebagai contohnya, beberapa produk yang menggunakan madu sebagai bahan dasarnya antara lain susu, roti, minuman, obat-obatan, masker, sampo, kondisioner, sabun, toner kulit dan lulur.
Berdasarkan asalnya, madu dapat digolongkan menjadi dua : madu monofloral dan polifloral. Madu yang berasal dari satu jenis bunga disebut madu monofloral sedangkan madu yang berasal dari dua jenis bunga atau lebih disebut madu polifloral. Madu yang berasal dari sumber bunga yang berbeda, memiliki
warna dan aroma yang berbeda pula [10]. Yang membuat
madu berwarna kuning keemasan sampai kuning muda
adalah kandungan pigmen karotenoid. Pigmen
karotenoid pada madu tersebut berasal dari tepung sari bunga sumber nektar yang diambil oleh lebah. Jenis pigmen karotenoid tersebut antara lain beta karoten Kandungan beta karoten akan berbeda untuk jenis madu yang berbeda. Oleh karena itu aktifitas anti radikal bebas untuk setiap jenis madu juga akan berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas antiradikal bebas pada madu kelengkeng lebih besar dibandingkan dengan madu randu. Tetapi, kadar beta
karoten yang terdapat pada madu kelengkeng lebih kecil dari kadar betakaroten madu randu. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa aktifitas anti radikal bebas pada madu tidak hanya berdasarkan sumbangan dari beta karoten saja [5].
2.2 Karotenoid
Karotenoid adalah pigmen berwarnaoranye, merah dan kuning yang terdapat di bakteria, jamur,
tanaman, dan binatang . Karotenoid meliputi kelas
hidrokarbon (karoten) dan turunannya yang
mengandung oksigen (xantofil). Pada manusia,
karotenoid tidak dapat disintesis secara alami, oleh karena itu harus diperoleh dari sumber makanan
sehari-hari. Untuk manusia, sumber makanan
karotenoid yang utama adalah dari tanaman (sayur-sayuran dan buahan). Pada (sayur-sayuran dan buah-buahan , karotenoid yang tinggi konsentrasi nya antara lain likopen, beta karoten, lutein dan zeaxantin[24].
Karotenoid merupakan poliena isoprenoid yang terdiri dari 8 unit isoprena C5 yang tergabung menjadi
satu. Kelima unit isoprena tersebut terhubung dengan cara “ kepala ke ekor”, kecuali pada bagian tengahnya yang merupakan “ ekor ke ekor”. Oleh karena hal tersebut, struktur molekul karotenoid menjadi simetris. Kedua gugus metil yang berde ikatan dipisahkan oleh 4
atom C, kecuali gugus metil yang dekat dengan pusat rantai yang dipisahkan oleh 6 atom C. Dari struktur dasarnya, hampir semua karotenoid dapat terbentuk secara normal melalui proses hidrogenasi, siklisasi, oksidasi atau kombinasi dari proses-proses tersebut [24-27].
Gb. 2.2.1 Isoprena
Gb.2.2.2 Struktur karotenoid (alfa karoten)
Karotenoid sangat bermanfaat dalam bidang kesehatan. Salah satu nya adalah manfaat beta karoten sebagai vitamin A yang telah diketahui sejak zaman dahulu. Manfaat karotenoid melawan kanker, penyakit hati, dan penyakit degeneratif mata telah banyak diselidiki. Karotenoid dapat memberikan perlindungan pada radiasi sinar UV dari matahari yang merupakan penyebab utama dari kanker kulit.
Karotenoid umumnya diekstrakdari tanaman menggunakan pelarut organik seperti heksana karena sifatnya yang hidrofobik dan ketidak larutannya dalam
air. Beberapa contoh karotenoid antara lain
astaksantin, anteraksantin, alfa karoten, beta karoten, fukosantin, neoksantin, lutein dan likopen. Dalam penelitian ini akan digunakan dua macam karotenoid yaitu likopen dan beta karoten.
2.2.1 Likopen
Likopen merupakan senyawa karotenoid yang memberikan warna merah pada beberapa sayur dan buah-buahan. Likopen banyak ditemukan pada tomat, semangka, apel, aprikot, wortel, pepaya, ubi merah dan jambu biji. Likopen larut dalam pelarut hidrofobik kuat seperti n-heksana, benzena dan kloroform. Likopen dapat terdegradasi oleh karena beberapa proses antara lain isomerisasi dan oksidasi (karena pengaruh cahaya, oksigen, teknik pengeringan, metode pengelupasan dan penyimpanan).
Likopen merupakan senyawa karotenoid a-siklis
denga rumus molekul C4 OH56. Likopen mempunyai 13
ikatan rangkap dan 11 diantaranya terkonjugasi. Jika likopen teroksidasi, maka ikatan ganda antar karbon akan patah dan membentuk molekul yang lebih kecil dengan ujung berupa –C=O. Gambar 2.3 merupakan
strukur kimia likopen.
Gb.2.2.3 Struktur likopen
Likopen bermanfaat sebagai antioksidan.Anti
oksidan adalah substansi yang berfungsi untuk
melindungi tubuh dari radikal bebas dan mencegah
kerusakan yang ditimbulkan oleh nya. Likopen dapat
melindungi sel dari dari kerusakan akibat reaksi oksigen dengan oksigen singlet. Likopen bermanfaat dalam mencegah penyakit katarak, kanker, penyakit
jantung. Likopen dengan lipoprotein dapat
menurunkan kadar oksidasi kolesterol sehingga
membantu untuk mencegah kerusakan vaskular.
Likopen banyak ditemukan di tomat, dimana
kandungannya tergantung dari kematangan dan
dimana dia tumbuh. Berbeda dengan pigmen lain yang akan terdegradasi karena pengolahan, kadar likopen
pada makanan olahan lebih tinggi dari bahan segar
[28-29].
2.2.2 Beta karoten
Beta karoten adalah suatu pigmen berwarna merah-oranye yang diklasifikasikan sebagai suatu terpenoid. Beta karoten yang mempunyai rumus
molekul C40H56. Sama seperti karotenoid lainnya, beta
karoten menyerap cahaya pada daerah UV dan cahaya tampak. Kromofor merupakan bagian yang bertanggung jawab terhadap penyerapan cahaya. Setiap karotenoid dikarakterisasi berdasarkan absorbsi spektrumnya. Sehingga spektroskopi absorbansi merupakan suatu teknik yang penting untuk analisa karotenoid. Posisi maksimum absorbansi, yang biasanya berjumlah 3
berhubungan dengan jumlahikatan ganda. Posisi
tersebut dipengaruhi oleh panjang kromofor, posisi akhir ikatan ganda pada rantai maupun cincin atau pengambilan dari konjugasi satu ikatan rangkap pada cincin atau kehilangannya karena epoksidasi. Serapan maksimum pada beta karoten terdapat pada 425 ,451 maupun 478 nm. Gambar 2.2.4 menunjukkan struktur beta karoten yang terdiri dari 40 atom karbon dengan ikatan rangkap dua dan tunggal yang berselang-seling.
Gb.2.2.4 Struktur beta karoten
Beta karoten merupakan prekursor vitamin A. Tidak seperti vitamin A yang dapat menjadi racun bila dikonsumsi secara berlebihan, beta karoten dapat dikonsumsi dengan aman dalam jumlah banyak. Beta karoten dapat ditemukan pada wortel, brokoli, aprikot,
dan masih banyak sumber yang lainnya. Beta karoten selain mampu melawan radikal bebas juga dapat berfungsi sebagai anti penuaan dan anti kanker. Beta
karoten dapat membantumeningkatkan kekebalan
tubuh, oleh karena itu beta karoten telah banyak digunakan sebagai bagian dari pengobatan maupun terapi.
2.3 Spektroskopi Near Infrared
Cahaya termasuk dalam gelombang
elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang dari 300 nm (daerah ultraviolet), meliputi daerah cahaya tampak (400-700 nm, yang dapat dilihat dengan penglihatan manusia) sampai daerah infrared (dari 760nm sampai 2500 nm). Saat cahaya berinteraksi dengan objek, muncul beberapa proses. Cahaya dapat diserap atau diteruskan, dapat dipantulkan oleh permukaannya, dihamburkan oleh elemen struktural nya, atau dapat dipancarkan kembali oleh pigmen-pigmen internal. hamburan Cahaya Refleksi absorbsi transmisi re-emisi
Spektroskopi adalah suatu kajian dari spektra dari radiasi elektromagnetik untuk analisa kualitatif dan kuantitatif dari struktur dan sifat zat. Spektrum dari sebuah sampel tergantung dari intensitas serapan,
pantulan, terusan, hamburan atau pemancaran
kembali oleh sampel pada panjang gelombang atau
bilangan gelombang dari radiasi elektromagnetik.
Spektroskopi merupakan metode yang sering
digunakan untuk penyelidikan tidak hanya dalam
bidang pertanian namun juga tekstil, farmasi,
kesehatan maupun bidang-bidang yang lain.
Semua material tersusun atas molekul-molekul dan atom-atom. Jika cahaya dari panjang gelombang
tertentu berinteraksi dengan sebuah objek yang
mempunyai atom dengan frekuensi vibrasi yang sama, maka atom-atom tersebut akan menyerap energi cahaya dan akan mengubah energi vibrasi nya menjadi energi termal oleh karena interaksinya dengan
atom-atom disekitarnya. Cahaya terdiri dari beberapa
frekuensi yang berbeda dan objek akan menyerap frekuensi tertentu secara selektif. Tipe atom dan molekul yang berbeda akan menyerap frekuensi yang berbeda. Salah satu contohnya adalah klorofil yang
menyerap cahaya biru dan merah, yang berarti
memantulkan cahaya hijau. Hal tersebut membuatnya warna hijau pada daun dapat dibedakan.
Serapan adalah proses dimana radiasi energi yang datang pada suatu bahan disimpan tanpa
dipantulkan atau diteruskan (pada benda yang
memungkinkancahaya untuk lewat). Absorbansi
adalah kemampuan dari suatu bahan untuk menyerap radiasi. Absorbansi (A) secara matematis ditunjukkan sebagai negatif lorgaritmik dari nilai transmitansi
bahan. Absorbansi ܣ = −
బ = − lg T dimana I
t adalah
intensitas yang diteruskan; I0 intensitas mula-mula
dan T adalah transmitansi. Sedangkan hubungan
absorbansi dengan reflektan adalah A= log (1/R), dimana R adalah reflektansi [30,31].
Spektroskopi Near Infrared (NIR) / Inframerah dekat adalah salah satu jenis spektroskopi vibrasi yang
menggunakan energi foton (ℎ
) dalam rentang energidari 2.65 x 10-19 hingga 7.96 x 10-20 J yang
berhubungan dengan panjang gelombang 750-2500 nm
(13,300 – 4,000 cm-1). Spektroskopi NIR dapat
digunakan untuk analisa kuantitatif maupun kualitatif
dari sampel. Beberapa kelebihan penggunaan
spektrometer NIR antara lain adalah cepat (pengukuran untuk sebuah sampel dapat dilakukan kurang dari 1 menit); destrukstif (tidak merusak sampel); non-invasif; tidak membutuhkan preparasi sampel, dan dapat digunakan untuk pengukuran benda yang berbentuk padat, cair maupun gel [32].
Dalam beberapa tahun ini, Near Infrared Spectroscopy (NIRS) menjadi teknik analitik yang efektif dan ekonomis untuk mengukur kualitas makanan. NIRS dapat mengukur sanpel dengan cepat dan dapat menentukan parameter yang berfarivasi pada sampel dengan simultan. NIRS bersifat tidak merusak dan
tidak membutuhkan persiapan sampel [27]. Lebih lagi,
instrumen spektroskopinya lebih murah dari instrumen metode lainnya (misalnya kromatografi). Namun ada juga kekurangan dari NIRS, antara lain interpretasi spektra yang lebih sulit dibanding spektroskopi Infrared karena spektra yang nampak merupakan kombinasi
ban dan overtone dari penyusun nya. Dalam
spektroskopi, ban dapat diproduksi dua kali atau tiga kali dari frekuensi fundamental. Frekuensi yang lebih tinggi ini disebut sebagai overtone.
Panjang gelombang NIR berkisar antara 750nm dan 2500nm. Panjang gelombang ini terdiri overtone dan kombinasi vibrasi dari ikatan O-H, C-H dan N-H yang merupakan penyusun komponen molekul organik yang penting[18]. Informasi analitik dapat diambil dari
spektrum NIR melalui aplikasi dari teknik analisa yang bervariasi. Pendekatan ini telah ditunjukkan dalam
sejumlah studi tentang NIR, antara lain untuk
