KARAKTERISASI SIFAT KIMIA DAN STABILITAS MINYAK BIJI LABU KUNING
Tesis
NUR ARIYANI AGUSTINA
157051001/IPN
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2019
KARAKTERISASI SIFAT KIMIA DAN STABILITAS MINYAK BIJI LABU KUNING
Tesis
Untuk memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Pangan pada Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
Oleh
NUR ARIYANI AGUSTINA
157051001/IPN
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2019
Tesis ini telah diuji pada Tanggal : 24 Agustus 2018
PANITIA PENGUJI TESIS:
KETUA : Dr. Ir. Jenny Elisabeth., MS ANGGOTA : Prof. Dr. Ir. Elisa Julianti, M.Si
PENGUJI : Prof. Dr. Ir. Zulkifli Lubis, M. App.Sc.
Prof. Dr. Jansen Silalahi, M. App.Sc, Apt
PERNYATAAN
Dengan ini penulis menyatakan bahwa tesis dengan judul “Karakterisasi Sifat Kimia dan Stabilitas Minyak Biji Labu Kuning” adalah benar merupakan gagasan dan hasil penelitian penulis sendiri, dibawah arahan komisi pembimbing.
Semua data dan sumber informasi yang digunakan tesis ini telah dinyatakan secara jelas dan dicantumkan dalam daftar pustaka dibagian akhir tesis, serta dapat diperiksa kebenarannya.
Tesis ini juga belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar pada progam studi sejenis di Perguruan Tinggi lain. Apabila dikemudian hari ditemukan seluruh atau sebagian tesis ini bukan hasil karya penulis sendiri atau plagiat dalam bagian-bagian tertentu, penulis bersedia menerima sanksi atau pencabutan gelar akademik yang penulis raih dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku.
Medan, Januari 2019
Nur Ariyani Agustina NIM. 157051001
ABSTRAK
Nur Ariyani Agustina: Karakterisasi Sifat Kimia dan Stabilitas Minyak Biji Labu Kuning dibimbing oleh Jenny Elisabeth dan Elisa Julianti.
Saat ini pemanfaatan biji labu kuning hanya sebagai makanan ringan, padahal biji labu kuning memiliki kandungan minyak dengan asam lemak tak jenuh yang tinggi dan dapat dijadikan sebagai minyak esensial. Pemanfaatan minyak biji labu kuning menjadi minyak nabati yang sangat terbatas di industri pangan. Tidak seperti halnya dengan minyak zaitun ekstra virgin dan olein sawit yang sudah banyak digunakan secara luas baik dibidang pangan, farmasetikal, nutrasetikal, kosmetik, dan keperluan industri lainnya.
Proses oksidasi menyebabkan aroma dan rasa yang tidak disukai serta penurunan gizi dan kualitas minyak. Penelitian ini bertujuan mengetahui karakter dan stabilitas oksidasi minyak biji labu kuning yang dibandingkan dengan minyak zaitun ekstra virgin dan olein sawit. Kandungan dalam minyak diuji dengan parameter komposisi asam lemak, bilangan iodium, total kandungan fenol, total tokoferol dan aktivitas antioksidan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa minyak biji labu kuning memiliki asam lemak tak jenuh yang tinggi (81,7%) dengan asam linoleat sebagai asam lemak dominan, sehingga menyebabkan minyak relatif rentan terhadap kerusakan oksidasi. Bilangan iodium minyak biji kabu kuning, minyak zaitun ekstra virgin , dan olein sawit adalah 111,74 g I2/100 g, 76,85g I2/100 g 59,34 g I2/100 g.
Minyak biji labu kuning memiliki total kandungan fenol 58,07 mg ekuivalen asam galat/g minyak, total tokoferol 240,18 µg/g minyak, dan aktivitas antioksidan 35,5%. Pengujian stabilitas oksidasi minyak biji labu kuning dengan metode percepatan menggunakan pemanasan pada suhu 130oC selama 0, 12, 24, dan 36 jam menunjukkan bahwa pemanasan menurunkan kualitas minyak dengan meningkatkan bilangan peroksida, bilangan anisidin, dan bilangan total oksidasi.
Perlakuan pemanasan pada suhu 130oC dan lama waktu pemanasan memberikan pengaruh nyata terhadap asam lemak bebas, bilangan peroksida, bilangan anisidin, dan bilangan total oksidasi pada ketiga jenis minyak
Kata kunci : karakterisasi, minyak biji labu kuning, minyak zaitun ekstra virgin, olein sawit, stabilitas.
ABSTRACT
Nur Ariyani Agustina: Chemical Characterization and Stability Pumpkin Seed Oils supervised by Jenny Elisabeth and Elisa Julianti.
Currently pumpkin seed is used as snack only, whereas pumpkin seeds have high unsaturated fatty acids and can be used as essential oils. Utilization of pumpkin seed oil into good vegetable oil is very limited in food industry. It is unlikely extra virgin olive oil and palm olein which is widely used in the food, pharmaceutical, nutraseutical, cosmetics, and other industrial purposes.
Oxidation process causes unpleasant aromas and flavors and decrease nutrients and oil quality. This study aims to determine the characteristics and stability of pumpkin seed oil compared with extra virgin olive oil and palm olein.
The properties of oils was analysed with parameters of fatty acid composition, iodine value, total phenolic content, total tocopherol and antioxidant activity.
The results showed that pumpkin seed oil has high unsaturated fatty acid (81.7%) with major unsaturated fatty acid is linoleic acid, which is relatively susceptible to oxidative damage. Iodine value of pumpkin seed oil, extra virgin olive oil, and palm olein is 111,74 g I2/100 g, 76,85 g I2/100 g, 59,34 g I2/100 g respectively. Pumpkin seed oil has total phenolic content 58.07 mg gallic acid equivalent/g oil, total tocopherol 240.18 µg/g oil, and antioxidant activity 35.5%.
Determinantion of pumpkin seed oil oxidation stability is conducted by acceleration method using heat treatment at 130oC for 0, 12, 24, 36 hours. It shows that heating treatment decreases oil quality by increasing peroxide value, anisidine value, and total oxidation (totox) value. Heat treatment at 130oC and its heating time has a significant effect on free fatty acids, peroxide value, anisidine value, and total oxidation value on the three of oils.
Keyword : characteristization, pumpkin seed oils, extra virgin olive oil, palm olein, stability.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas segala rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan dan menyusun tesis ini dengan baik yang berjudul “Karakterisasi Sifat Kimia dan Stabilitas Minyak biji labu kuning”.
Tesis ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan tingkat Strata-2 (S2) pada Program Studi Ilmu Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara (USU) Medan.
Penulis ingin menyampaikan penghargaan dan rasa terima kasih kepada kedua orang tua penulis, Ibu Dr. Ir. Jenny Elisabeth, MS selaku Pembimbing I yang telah sabar membimbing, meluangkan waktu, tenaga dan pikiran, serta memberikan saran dan motivasi kepada penulis hingga selesainya tesis ini.
Penghargaan dan terima kasih serupa juga disampaikan kepada Ibu Prof. Dr. Ir Elisa Julianti, MSi., selaku Pembimbing II yang penuh kesabaran juga memberikan petunjuk dan arahan selama penulis menjalani pendidikan di program studi ini.
Penulis menghaturkan terima kasih juga kepada Ibu Dr. Ir. Hotnida., M Phil selaku Ketua Program Studi Magister Ilmu Pangan Universitas Sumatera Utara, Ibu Era Yusraini, STP., MSi selaku Sekretaris Program Studi, Staf Fakultas Agro Teknologi Unpri, keluarga penulis, dan teman-teman Sekolah Pascasarjana Ilmu Pangan yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas bantuan dan kerjasamanya selama penulis menyelesaikan tesis ini. Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi masyarakat dan dalam pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Januari 2019
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Nur Ariyani Agustina, dilahirkan di Medan pada tanggal 26 agustus 1990.
Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara dari pasangan suami istri Ahmad Yani dan Siti Nur Ainun.
Penulis mulai memasuki jenjang pendidikan pada tahun 1996 di SD Negeri 166492 Tebing Tinggi, Sumut dan tamat pada tahun 2002, pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 3 Tebing Tinggi, Sumut dan tamat tahun 2005. Pada tahun yang sama, yakni pada tahun 2005, penulis melanjutkan pedidikan di SMA Negeri 4 Tebing Tinggi, Sumut. Pada tahun 2008, penulis melanjutkan jenjang pendidikan di Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian Agrobisnis Perkebunan (STIPAP) Medan dan tamat pada tahun 2012.
Penulis memulai karir sejak September tahun 2013 di Universitas Prima Indonesia, Medan khususnya ditempatkan di Fakultas Agro Teknologi bidang perkebunan. Pada tahun 2015 penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang pascasarjana Program Studi Ilmu Pangan di Universitas Sumatera Utara.
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
RIWAYAT HIDUP ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 4
Rumusan Masalah ... 4
Hipotesa penelitisan ... 5
Manfaat Penelitian ... 5
TINJAUAN PUSTAKA ... 6
Labu Kuning ... 6
Biji Labu Kuning ... 8
Minyak Biji Labu Kuning ... 9
Manfaat Biji Labu Kuning Bagi Kesehatan ... 10
Antioksidan Alami dalam Biji Labu Kuning ... 10
Minyak Hayati di Pasar Dunia ... 11
Metode Pengujian Stabilitas Minyak ... 14
Metode Pengujian Aktivitas Antioksidan dan Total Kandungan Fenol ... 19
BAHAN DAN METODE ... 24
Waktu dan Tempat Penelitian ... 24
Bahan dan Alat ... 24
Metode Penelitian... 25
Pelaksanaan Penelitian ... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 37
Rendemen MBLK ... 37
Karakteristik Kimia yang Mempengaruhi Stabilitas ... 37
Stabilitas MBLK, MZEV dan Olein Sawit ... 48
KESIMPULAN DAN SARAN ... 59
DAFTAR PUSTAKA ... 60
DAFTAR TABEL No Judul
1. ... K omposisi dan kandungan gizi labu kuning (per 100 g) ... 7 2. ... H asil analisa proksimat biji labu kuning ... 8 3. ... K andungan mineral biji labu kuning ... 9 4. ... K andungan nutrisi MZEV per 100g ... 14 5. ... K
omposisi asam lemak MBLK, MZEV,dan olein sawit ... 38 6. ... K
arakteristik kimia MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 39 7. ... P
engaruh lama pemanasan terhadap perubahan kadar asam lemak bebas ... 49 8. ... S
tabilitas oksidatif MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 52
DAFTAR GAMBAR No Judul
1. ... L abu kuning ... 6 2. ... B iji labu kuning ... 8 3. ... B agan struktur pengelompokan minyak hayati di pasar dunia ... 12 4. ... S
truktur DPPH ... 19 5. ... S
truktur DPPH (non radikal) ... 20 6. ... R
eaksi penangkapan radikal bebas oleh senyawa flavonoid ... 21 7. ... R
eaksi larutan Folin-Ciocialteu dengan senyawa fenolik ... 23
8. ... D iagram alir prosedur penelitian karakteristik dan stabilitas mblk ... 36 9. ... P
erbandingan bilangan iodium MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 41 10. ... P
erbandingan total kandungan fenolik MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 42 11. ...
Perbandingan total tokoferol MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 44 12. ... P
engaruh perbandingan aktivitas antioksidan MBLK, MZEV, dan olein sawit. . 46 13. ... P
engaruh lama pemanasan terhadap perubahan kadar asam lemak bebas
MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 49 14. ... P
engaruh lama pemanasan terhadap perubahan bilangan peroksida MBLK,
MZEV, dan olein sawit ... 53 15. ... P
engaruh lama pemanasan terhadap perubahan bilangan anisidin MBLK,
MZEV, dan olein sawit ... 56 16. ... P
engaruh lama pemanasan terhadap perubahan bilangan total oksidasi MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 57
DAFTAR LAMPIRAN
No Judul
1. ... S kema ekstraksi biji labu kuning dengan metode maserasi ... 68 2. ... K
urva standar ... 69 3. ... R
endemen MBLK ... 70 4. ... G
rafik kromatografi minyak yang diuji ... 71 5. ... D
ata total kandungan fenol MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 72 6. ... D
ata total tokoferol MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 73 7. ... D
ata aktivitas antioksidan MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 74 8. ... K
adar air MBLK, MZEV, dan olein sawit... 75 9. ... D
ata pengaruh lama pemanasan terhadap perubahan kadar asam lemak
bebas MBLK, MZEV, dan olein sawit... 76
10. ... A nalisis sidik ragam uji pengaruh lama pemanasan terhadap perubahan
kadar asam lemak bebas MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 77 11. ... D
ata pengaruh lama pemanasan terhadap perubahan bilangan peroksida
MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 78 12. ... A
nalisis sidik ragam uji pengaruh lama pemanasan terhadap
perubahan bilangan peroksida MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 79 13. ... D
ata pengaruh lama pemanasan terhadap perubahan bilangan anisidin
MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 80 14. ... A
nalisis sidik ragam uji pengaruh lama pemanasan terhadap perubahan
bilangan anisidin MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 81 15. ... D
ata pengaruh lama pemanasan terhadap perubahan bilangan Totoks
MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 82 16. ... A
nalisa sidik ragam uji pengaruh lama pemanasan terhadap perubahan
bilangan Totoks MBLK, MZEV, dan olein sawit ... 83 17. ... D
okumentasi penelitian... 84
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Labu kuning merupakan tumbuhan yang mudah dijumpai di Indonesia.
Labu kuning berasal dari kawasan Amerika Tengah dan Selatan. Pada saat mengolah buah labu kuning, kebanyakan masyarakat tidak memanfaatkan bijinya dan hanya memanfaatkan buahnya untuk produksi makanan. Biji labu kuning mengandung senyawa bioaktif yang dapat digunakan sebagai makanan fungsional serta manfaat dibidang kesehatan yang sangat luar biasa sehingga dijadikan bahan baku obat-obatan untuk mengobati beberapa penyakit. Di beberapa negara, biji labu kuning dikonsumsi sebagai makanan ringan setelah penggaraman dan pemanggangan (Xanthopoulou et al., 2009).
Dalam 100 g biji labu kuning terdapat senyawa komponen fitokimia fitosterol sebanyak 256 mg; serat 6 g; polyunsaturated fatty acid (PUFA) 20,9 g;
dan antioksidan (vitamin C 1,9 mg; vitamin E 35,10 g; dan beta karoten 9 µg) sehingga dapat menurunkan efek hiperkolestrolemia (Abdulrahman, 2010;
Suasana, 2012; USDA, 2010). Biji labu kuning mengandung steroid, alkaloid, flavonoid, dan tannin (Abisdin et al., 2014). Biji labu kuning memiliki banyak manfaat terhadap kesehatan, contohnya antioksidan, antidiabetes, antijamur, antibakteri dan antiinflamasi (Xanthoupoulou et al., 2009; El Azis dan El Kalek, 2011).
Minyak biji labu kuning (MBLK) mengandung total kandungan fenolik sebanyak 66,27 mg asam galat/kg minyak dan total tokoferol 882,65 mg/kg
minyak (Gohari et al., 2011). Minyak biji labu kuning hasil pemanggangan mengandung total karotenoid yang paling tinggi 28,5 mg/kg minyak, zeaxanthin 6 mg/kg minyak, β-karoten 4,9 mg/kg minyak, kryptoxanthin 0,3 mg/kg minyak dan lutein 7,1 µmol/kg, pigmen alami (termasuk karoten) sterol dan ion logam seperti Ca, K, Mg, Mn, Fe, Zn (El-Adawy dan Taha, 2001; John et al., 2006; Kreft et al., 2002; Ryan et al., 2007).
Minyak zaitun ekstra virgin (MZEV) cukup menonjol diantara minyak nabati lainnya, yang disebabkan oleh kandungan asam oleat yang tinggi (18:1n-9) dan komponen minor dengan aktivitas antioksidan yang kuat, serta rasanya juga nikmat (Frankel, 2010). Kandungan fenolik memberikan minyak zaitun memiliki rasa yang unik dan memberikan kontribusi yang penting pada stabilitas oksidasi minyak zaitun (Manai-Djebali et al., 2012). Komponen minor yang penting lainnya pada MZEV adalah α-tokoferol yang akan melindungi minyak dari oksidasi pada suhu tinggi (Allalout et al., 2010).
Olein sawit telah mengambil alih peran minyak kedelai sebagai minyak nabati paling penting di dunia (Oil World, 2013). Industri pangan menggunakan sekitar 90% olein sawit, sementara 10% sisanya diaplikasikan dalam pembuatan sabun dan produk oleokimia (Oil World, 2013). Olein sawit memiliki komposisi asam lemak dan profil trigliserida yang unik dengan perbandingan komposisi asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh yang seimbang, sehingga memiliki fraksi semi padat yang banyak dimanfaatkan dan diaplikasikan dalam industri pangan (Ogan et al., 2015). Olein sawit mengandung komponen mikronutrien seperti karotenoid (500-700 ppm), tokoferol (500-600 ppm), tokotrienol (1000-
3
1200 ppm) yang berperan penting pada stabilitas oksidasi dan kualitas olein sawit, serta bertindak sebagai antioksidan alami (O’Brien, 2010). Olein sawit digunakan secara luas sebagai minyak goreng karena memiliki titik asap yang tinggi (2300C) dan sangat resisten terhadap termooksidasi daripada minyak nabati lainnya (Ogan et al., 2015). Sekarang ini, MBLK tidak banyak digunakan sebagai produk komersial, meskipun MBLK memilki karakteristik yang baik untuk memenuhi kebutuhan industri dan dapat berkontribusi untuk kesehatan manusia. Berbeda dengan penggunaan MZEV dan olein sawit yang popular dan banyak dijadikan produk komersil karena MZEV memiliki asam oleat dan mikronutrien yang tinggi dengan aktivitas antioksidan yang kuat dan juga memiliki rasa yang lezat, sedangkan minyak sawit juga sangat banyak digunakan sebagai produk industri.
Hal yang sama terjadi dengan olein sawit juga popular, mudah ditemukan, memiliki asam lemak yang unik, kandungan mikronutrien yang tinggi, dan juga memiliki harga yang murah. Berdasarkan penjelasan di atas, maka dipandang perlu untuk membandingkan karakteristik kimia dan tingkat stabilitas MBLK dengan MZEV dan olein sawit, dimana MBLK diprediksi dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pangan, suplemen makanan, farmasi, kosmetik, dan keperluan industri lainnya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui karakteristik kimia MBLK dibandingkan dengan MZEV dan olein sawit.
2. Mengetahui tingkat stabilitas MBLK dengan membandingkannya dengan MZEV dan olein sawit.
Rumusan Masalah
Saat ini kebanyakan orang mengonsumsi labu kuning berupa daging buahnya saja, sedangkan biji labu kuning sering dibuang menjadi limbah ataupun dikonsumsi menjadi makanan ringan yang sering disebut kuaci. Biji labu kuning sangat kaya akan nutrisi, namun pemanfaatan biji labu kuning menjadi produk olahan minyak masih sangat minim di Indonesia. Penelitian ini memiliki rumusan masalah yang terdiri dari:
1. Bagaimana karakteristik kimia MBLK, termasuk kandungan antioksidan alaminya?
2. Bagaimana tingkat stabilitas hidrolitik dan oksidatif MBLK dibandingkan dengan MZEV dan olein sawit?
3. Apakah ada peran kandungan antioksidan alami pada MBLK dalam meningkatkan stabilitas oksidatifnya ?
5
Hipotesis Penelitian
Hipotesis penelitian ini adalah :
1. Minyak biji labu kuning memiliki karakteristik kimia dengan kandungan antioksidan yang relatif tinggi, sehingga dapat mencegah terjadinya kerusakan oksidasi.
2. Minyak biji labu kuning memiliki tingkat stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan MZEV dan olein sawit.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat:
1. Sebagai sumber referensi dan ilmu pengetahuan dalam bidang minyak nabati/lemak, khususnya tentang stabilitas MBLK.
2. Sebagai sumber referensi bagi stakeholder industri pangan, kosmetika, dan kesehatan dalam pemanfaatan biji labu kuning.
TINJAUAN PUSTAKA
Labu Kuning
Labu kuning (Cucurbita moschata Durch) merupakan jenis tanaman sayuran menjalar dari keluarga Cucurbitaceae, yang tergolong dalam jenis tanaman semusim yang setelah berbuah akan langsung mati. Labu kuning berasal dari Benua Amerika terutama di negara Peru dan Meksiko. Di seluruh dunia terdapat 20-an jenis labu dengan jumlah subspesies dan varietas mencapai seratusan lebih. Ada 5 jenis labu yang umum dikenal yaitu, Cucurbita ficifola Bouche, Cucurbita maxima Duchenes, Cucurbita mixta, Cucurbita moschata Durch dan Cucurbita pepo L (Caili et al., 2006). Labu kuning memiliki nama latin Cucurbita moschata Durch yang paling banyak dibudidayakan di Indonesia (Alamendah, 2010), seperti terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Labu Kuning (Laely, 2013)
Buah labu kuning berbentuk bulat pipih, lonjong, atau panjang dengan banyak alur (15-30 alur). Buahnya besar dan warnanya hijau apabila masih muda,
7
sedangkan yang lebih tua berwarna kuning orange sampai kuning kecokelatan.
Bobot buah rata-rata 3-5 kg bahkan sampai 15 kg. Bunganya besar dan berwarna kuning dengan mahkota bunga berbentuk lonceng, ujungnya melebar, bergigi tidak beratur, dan berambut. Komposisi buah labu terdiri atas 81,2% daging buah, 12,5% kulit, 4,8% berat biji, dan jaring-jaring biji (Budiman et al., 1984).
Menurut Astawan dan Wresdiyati (2004), labu kuning mempunyai kadar air dan kandungan β-karoten yang cukup tinggi, disamping juga merupakan sumber vitamin C. Komposisi zat gizi labu kuning secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi dan kandungan gizi labu kuning (per 100 g) Komposisi Kandungan
Air (%) 91,6
Energi (kkal) 26
Protein (g) 1
Lemak (g) 0,10
Karbohidrat (g) 6,5
Serat (g) 0,50
Gula (g) 2,76
Kalsium (mg) 21
Pospor (mg) 44
Besi (mg) 0,80
Natrium (mg) 1
Kalium (g) 0,34
Seng (mg) 0,32
Β-Karoten (µg) 1596
Tiamin - - (mg) 0,05
Riboflavin (mg) 0,11
Niacin (mg) 0,60
Vitamin C (mg) 9
Vitamin B-6 (mg) 0,061
Folat (DPE) (mg) 16
Vitamin B-12 (µg) -
Vitamin A, RAE (µg) 426
Vitamin A, (IU) 8513
Vitamin E (α-tokoferol) 1,06
Vitamin K (µg) 1,10
Vitamin D -
Sumber : USDA (2015).
Biji Labu Kuning
Biji labu kuning berbentuk pipih, lonjong, hingga lonjong memanjang dengan bagian pangkal berbentuk runcing, permukaan biji berwarna buram dan licin (Alamendah, 2010). Biji labu kuning mengandung sterol tanaman yang berguna untuk menurunkan kolestrol dan memiliki efek hipoglikemik (antidiabetes) serta berfungsi sebagai antimikrobial dan neuroprotektif (Caili et al., 2006). Biji Curcubita moschata dapat dilihat pada Gambar 2, sedangkan hasil analisa proksimat dan kandungan mineral biji labu kuning dapat dilihat pada Tabel 2 dan 3.
Gambar 2. Biji Labu Kuning (Alamendah, 2010) Tabel 2 Hasil analisa proksimat biji labu kuning Komposisi Kandungan
Kadar Abu (%)a 2,3
Serat Kasar (%) a 2,91
Total Lipid (%)a 36,7
Total Protein (%)a 34,56
Total Protein Larut (%)a 18,1
Gula(%)a 1,08
Pati (%)a 2,15
Moisture (%)a 4,06
Karbohidrat (%)b 25,19
Sumber : a: Ahsan et al., 2015, b: Gohari et al., 2011
9
Tabel 3. Kandungan mineral biji labu kuning per 100 g berat kering Komposisi Kandungan
Cu (mg) 1,7
Zn (mg) 8,2
Fe (mg) 10,9
Mn (mg) 8,9
Mg (mg) 483
Sodium (Na) (mg) 38
Ca (mg) 130
Potasium (K) (mg) 982
P (mg) 1090
Sumber : El-Adawy dan Taha (2001)
Minyak Biji Labu Kuning
Minyak biji labu kuning mengandung asam lemak dengan konsentrasi yang cukup tinggi, dimana asam lemak utama yang terkandung yaitu asam linoleat. Minyak biji labu kuning memiliki komposisi asam lemak diantaranya asam lemak jenuh 27,73% yang terdiri asam palmitat 16,41 %, asam stearat 11,14% dan asam lemak tak jenuh 73,03% berupa asam oleat 18,14% serta asam linoleat 52,69%. Minyak biji labu kuning juga memiliki karakteristik fisik yaitu indeks bias 1,4656, berat jenis 0,913, viskositas 48,09, bilangan iodiium 105,12 g I2/100g minyak, bilangan penyabunan 185,20 mg KOH/g minyak, bilangan asam 0,53 mg KOH/g minyak (Alfawaz, 2004). Selain itu, MBLK mengandung beberapa komponen bioaktif yang baik digunakan untuk kesehatan seperti α- tokoferol, γ-tokoferol, δ-tokoferol, sterol, sterol, squalene, fosfolipid dan total karotenoid (Billjana et al., 2013, Vujasinovic et al., 2012,).
Manfaat Biji Labu Kuning Bagi Kesehatan
Biji labu kuning telah lama digunakan dalam pengobatan tradisional masyarakat Cina dan suku Indian di Amerika sebagai antihelmintik terhadap askariasis, cestodiasis, serta skistosomiasis (Koike et al., 2005). Menurut Hawson et al., (2001) biji labu kuning memiliki efek antihelmintik yang berasal dari kandungan zat aktifnya yaitu tannin (22,8%) dan cucurbitine. Biji labu kuning juga mengandung serat yang bermanfaat untuk menghambat penyerapan kolestrol di usus, sehingga berpotensi menurunkan kadar total kolestrol (Elinge et al., 2012). Kandungan gizi biji labu kuning meliputi fitosterol, vitamin (vitamin C, E dan beta karoten) dan mineral (magnesium, selenium dan zink) yang dapat menurunkan hiperkolesterolemia (Gohari et al., 2011). Biji labu telah dilaporkan memiliki kegunaan bagi kesehatan yaitu sebagai antidiabetes, antihipertensi, antitumor, imunomodulasi, antibakteri, antihiperkolesterol, antiperadangan, obat cacing dan antalgik. Biji labu kuning juga telah ditemukan sifat hypotriglyceridemic yang kuat dan efek penurunan kolesterol.
Antioksidan Alami dalam Biji Labu Kuning
Antioksidan merupakan senyawa pemberi elektron atau reduktan.
Senyawa ini memiliki berat molekul kecil, tetapi mampu menginaktivasi berkembangnya reaksi oksidasi dengan cara mencegah terbentuknya radikal (Alamed et al., 2009). Ada beberapa macam antioksidan yang diijinkan untuk pangan, baik dari jenis antioksidan sintesis maupun antioksidan alami. Pada umumnya di industri menggunakan antioksidan sintesis karena relatif murah dan cukup efektif dalam mencegah oksidasi pada makanan, akan tetapi pada
11
kenyataannya antioksidan sintetik bersifat karsinogenik, sehingga konsumen cenderung mencari antioksidan alami yang dipandang lebih aman karena diperoleh dari ekstrak bahan alami (Raharjo, 2008)
Antioksidan alami yang saat ini merupakan antioksidan penting adalah senyawa fenolik yang banyak diproduksi secara alami pada beberapa jenis tanaman. Senyawa fenolik yang terdapat pada tanaman dapat berupa golongan flavonoid, turunan asam sinamat, kumarin, tokoferol dan asam organik polifungsional (Isnindar et al., 2011). Senyawa fenolik antioksidan ini merupakan antiradikal yang berpotensi aktif memberikan hidrogen kepada radikal bebas dan mampu memutus rantai reaksi oksidasi tahap awal. Antioksidan alami aman untuk dikonsumsi dan tidak hanya menstabilkan minyak, namun juga menambahkan nutrisi pada minyak.
Minyak Hayati di Pasar Dunia
Menurut Oil World (2008), minyak nabati (vegetable oils) dan minyak hewani (animal oil) merupakan bagian dari minyak hayati (edible oil and fats). Di pasar dunia minyak nabati yang diperdagangkan ada tiga belas jenis minyak nabati, sedangkan di pasar dunia minyak hewani dipasarkan empat jenis minyak.
Minyak bersifat tidak larut dalam air karena menrupakan senyawa nonpolar.
Minyak nabati terdapat dalam buah-buahan, kacang-kacangan, biji-bijian, akar tanaman dan sayuran. Minyak ini diguunakan sebagai makanan, bahan penggorengan, pelumas, bahan bakar, bahan pewangi, pengobatan, dan berbagai penggunaan industri. Trigliserida dapat berwujud padat atau cair, bergantung pada komposisi asam lemak yang menyusunnya. Sebagian besar minyak nabati
berbentuk cair karena mengandung sejumlah asam lemak tidak jenuh dan memiliki titk cair yang rendah, sedangkan lemak hewani umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena mengandung asam lemak jenuh dan titik cair yang tinggi. Bagan struktur pengelompokan minyak hayati di pasar dunia menurut sumber minyak seperti disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Bagan struktur pengelompokan minyak hayati di pasar dunia (Oil World, 2008) Minyak Hayati
( 17 Edible oils & fats)
4 Minyak Hewani ( Animal Oils)
Minyak Ikan
Butter- Fat
Lard
Tallow
13 Minyak Nabati ( Vegetable Oils)
10 Minyak Biji (Seed Oils)
Minyak Kedelai
Minyak Rapeseed
Minyak Biji Bunga Matahari
Minyak Inti Sawit
Minyak Biji Kapas
Minyak Kacang Tanah
Minyak Linseed
Minyak Castor
Minyak Wijen
Minyak Kelapa
3 Minyak Lainnya:
Minyak Sawit
Minyak Zaitun
Minyak Jagung
13
Olein sawit memiliki karakteristik asam lemak utama 44% asam palmitat, 39,2% asam oleat dan 10,1% asam linolenat, serta mengandung senyawa mikro nutrien seperti karotenoid, tokoferol dan tokotrienol (O’Brien, 2010). Olein sawit memiliki total kandungan karotenoid yang tinggi (500-700 ppm) terutama beta karoten yang berperan baik untuk kesehatan manusia. Produksi olein sawit dunia digunakan untuk makanan termasuk minyak goreng dan margarin, mie, makanan panggang dan lain-lain. Selain itu minyak sawit digunakan sebagai bahan dalam produk non makanan diantaranya bahan bakar nabati, sabun, detergen dan surfaktan, kosmetik, obat-obatan, serta beraneka ragam produk rumah tangga dan industri yang lain (World Growth, 2011).
Minyak zaitun ekstra virgin menjadi salah satu sumber antioksidan yang memiliki banyak manfaat. Dalam MZEV terkandung senyawa dengan gugus fenol yang terdiri dari struktur cincin aromatik dengan satu atau lebih gugus hidroksil.
Semakin banyak gugus hidroksil yang terkandung dalam senyawa gugus fenol menunjukkan kemampuan antioksidan yang lebih baik dan minyak zaitun ekstra virgin mengandung paling sedikit dua gugus hidroksil (Vissers et al., 2004).
Minyak zaitun ekstra virgin mengandung asam lemak tak jenuh dan sumber polifenol yang baik untuk kesehatan, kecantikan, mencegah penyakit, serta dapat digunakan untuk memasak makanan. Minyak zaitun ekstra virgin mengandung komponen bioaktif seperti senyawa tokoferol, fosfolipid dan fenolik (Bakhouche et al., 2015), dan omega-9 (asam oleat) yang mampu menurunkan LDL dan meningkatkan HDL yang lebih besar dibandingkan dengan omega-6 (Winarno, 2003).
Minyak zaitun ekstra virgin yang dipanaskan akan menyebabkan perubahan komposisi asam lemak. Perubahan ini terjadi karena adanya minyak yang teroksidasi oleh oksigen. Senyawa yang terdapat dalam MZEV berperan mencegah terjadinya proses oksidasi minyak, sehingga kualitas MZEV tetap baik.
Tabel 4 menunjukkan kandungan nutrisi dari MZEV.
Tabel 4. Kandungan nutrisi MZEV per 100 g Komposisi Kandungan
Energi (kJ) 3,701
Karbohidrat (g) 0
Total Lemak (g) 100
Lemak Jenuh (g) 14
Lemak Tak Jenuh Tunggal (g) 73
Lemak Tak Jenuh Ganda (g) 11
Omega-3 (g) < 1,5
Omega-6 (g) 3,5-21
Protein (g) 0
Vitamin E (g) 0,014
Vitamin K (g) 0,000062
Sumber : Agung, 2014
Metode Pengujian Stabilitas Minyak
Penentuan stabilitas minyak dapat dilakukan dengan cara menguji sampel minyak yang telah mengalami pemanasan pada periode tertentu. Pengujian stabilitas minyak dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa parameter uji yang umum digunakan yaitu uji kadar asam lemak bebas, bilangan peroksida, bilangan anisidin, bilangan total oksidasi, bilangan iodium, dan bilangan TBA.
15
Oksidasi lipid merupakan penyebab utama penurunan kualitas makanan, perusak bau dan rasa, mengurangi daya simpan, mengubah tekstur dan warna, serta menurunkan nilai gizi makanan (Alamed et al., 2009). Pemanasan yang berlebihan dapat mengubah asam lemak tak jenuh menjadi senyawa peroksida, asam lemak trans, dan senyawa radikal bebas lainnya. Oksidasi pada penggorengan suhu 200oC menimbulkan kerusakan pada minyak dengan derajat ketidak jenuhan tinggi, sedangkan hidrolisis mudah terjadi pada minyak dengan asam lemak jenuh rantai panjang (Sartika, 2009).
Menurut Valencia et al., (2006), mekanisme oksidasi asam lemak yang menghasilkan peroksida lemak yang dapat terjadi dengan beberapa reaksi yaitu autooksidasi oleh radikal bebas, fotooksidasi, dan reaksi yang melibatkan enzim.
Autooksidasi disebabkan oleh adanya reaksi antara triplet oksigen (3O2) dan singlet oksigen (1O2) yang bereaksi dengan minyak atau lemak (Choe dan Min, 2006). Stabilitas oksidasi lemak dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal, seperti komposisi asam lemak, kandungan prooksidan dan antioksidan, iradiasi, suhu, oksigen, luas permukaan yang kontak dengan oksigen, tingkat pengolahan, dan kondisi penyimpanan.
Asam lemak bebas diperoleh dari proses hidrolisis lemak/minyak yang menguraikan trigliserida oleh molekul air dengan menghasilkan gliserol dan asam lemak bebas. Kadar air dapat meningkatkan asam lemak bebas. Kadar asam lemak bebas yang tinggi juga disebabkan oleh adanya aktivitas enzim lipase yang bertujuan memecah atau menghidrolisis lemak/minyak netral (trigliserida), proses hidrolisis lemak/minyak juga dipercepat oleh adanya perlakuan panas dan proses
fisik selama pengolahan atau penyimpanan (Fachry et al., 2007). Huang dan Sathivel (2010) juga menyatakan bahwa kandungan berbagai mineral, protein, dan viskositas akan mempengaruhi pembentukan asam lemak bebas.
Bilangan peroksida merupakan parameter yang paling tepat untuk menentukan derajat degradasi minyak yang disebabkan oleh proses oksidasi.
Bilangan peroksida ini dapat ditentukan dengan metode iodometri, dimana semakin banyak volume tiosulfat yang digunakan, maka semakin banyak peroksida yang terbentuk pada saat proses oksidasi minyak berlangsung (Abdullah, 2007). Standar bilangan peroksida untuk minyak yang dipucatkan adalah kecil sekali atau setara dengan 0 mek/kg minyak (Ketaren, 2005).
Bilangan peroksida yang rendah bisa disebabkan laju pembentukan peroksida baru lebih kecil dibandingkan dengan laju degradasinya menjadi senyawa lain, mengingat kadar peroksida cepat mengalami degradasi dan bereaksi dengan zat lain, sehingga oksidasi lemak oleh oksigen terjadi secara spontan jika bahan berlemak dibiarkan kontak dengan udara (Nurjanah et al., 2015). Faktor- faktor yang mempengaruhi bilangan peroksida yang tinggi pada minyak dapat disebabkan oleh panas dan cahaya, sehingga terjadi proses oksidasi yang sangat cepat. Asam lemak tidak jenuh dapat mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya sehingga terjadi reaksi antara minyak dengan oksigen (Prarudiyanto et al., 2015).
Kecenderungan peningkatan bilangan peroksida ini menunjukkan bahwa minyak mengalami kerusakan selama periode oksidasi akibat terbentuknya senyawa peroksida dalam minyak ( Sani et al., 2014). Semakin banyak bilangan peroksida pada minyak maka semakin rendah kualitas minyak dan pangan yang
17
digoreng. Proses pemanasan menyebabkan minyak mengalami oksidasi yang dimulai dengan pembentukan radikal-radikal bebas yang berikatan dengan oksigen membentuk peroksida aktif. Adanya logam berat juga dapat menyebabkan meningkatnya toksisitas pada pangan dan meningkatnya bilangan peroksida yang dapat menurunkan kualitas gizi suatu pangan dan berefek bahaya bagi kesehatan tubuh (Almatsier, 2001).
Bilangan anisidin merupakan parameter yang mengukur senyawa aldehid yang dihasilkan dari dekomposisi senyawa peroksida. Pembentukan peroksida sebagai senyawa antara dalam oksidasi lemak akan meningkat sampai titik tertentu untuk kemudian menurun kembali. Penurunan ini terjadi karena peroksida yang terbentuk akan terdekomposisi menjadi senyawa dengan berat molekul yang lebih kecil terutama golongan aldehid dan dinyatakan dengan bilangan anisidin.
Jumlah aldehid pada contoh minyak/lemak dinyatakan dengan bilangan para- anisidin. Reaksi antara senyawa aldehid dengan pereaksi para-anisidin pada pelarut asam asetat akan menghasilkan warna kuning yang absorbansinya dapat diukur pada panjang gelombang 350 nm (Kusnandar, 2010)
Bilangan total oksidasi berfungsi untuk mengukur hidroperoksida dan produk turunannya, sehingga memberikan estimasi terbaik dari proses oksidasi yang terjadi pada minyak dan lemak dan sering dijadikan parameter tingkat kerusakan oksidasi lemak/minyak (O’Brien, 2010). Bilangan peroksida dan bilangan anisidin yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan bilangan total oksidasi (totoks) yang ekuivalen dengan dua kali bilangan peroksida ditambah dengan bilangan anisidin. Bilangan total oksidasi ini sering dijadikan
parameter tingkat kerusakan oksidasi lemak/minyak. Derajat ketengikan lemak/minyak menunjukkan seberapa besar kerusakan lemak/minyak telah terjadi.
Uji ketengikan merupakan uji yang digunakan untuk mengukur stabilitas oksidasi lemak. Bilangan oksidasi minyak/lemak akan meningkat dengan cepat jika terpapar udara, suhu yang meningkat juga dapat meningkatkan bilangan total oksidasi (Ketaren, 2012)
Bilangan iodium berfungsi untuk menunjukkan derajat ketidak jenuhan pada minyak. Lemak yang tidak jenuh dengan mudah dapat bersatu dengan iodium (dua atom iodium ditambahkan pada setiap ikatan rangkap dalam lemak).
Semakin banyak iodium yang digunakan semakin tinggi derajat ketidak jenuhan.
Biasanya semakin tinggi titik cair semakin rendah kadar asam lemak tidak jenuh dan demikian pula derajat ketidak jenuhan (bilangan iodium) dari lemak yang bersangkutan. Asam lemak jenuh biasanya padat dan asam lemak tidak jenuh adalah cair, karenanya semakin tinggi bilangan iodium semakin tidak jenuh dan semakin lunak lemak tersebut. Karena setiap ikatan ganda dalam asam lemak akan bersatu dengan dua atom iodium maka dapatlah ditentukan setiap kenaikan dalam jumlah ikatan rangkap yang timbul pada waktu lemak tersebut mulai disimpan.
Selama periode oksidasi, minyak mengalami degradasi yang menyebabkan terbentuknya senyawa rantai pendek hasil penguraian senyawa peroksida dan asam lemak bebas. Minyak tanpa penambahan antioksidan mengalami penurunan bilangan iod yang lebih besar, dimana hal ini menunjukkan bahwa reaksi oksidasi dan polimerisasi yang menyebabkan terputusnya ikatan rangkap berlangsung dengan cepat (Sani et al.,2014).
19
Metode Pengujian Aktivitas Antioksidan dan Total Kandungan Fenol
DPPH atau 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil merupakan radikal bebas yang stabil pada suhu kamar, berbentuk kristal warna ungu dan sering digunakan untuk mengevaluasi aktivitas antioksidan beberapa senyawa atau ekstrak bahan alam (Simanjuntak et al., 2004). Metode dengan menggunakan radikal bebas DPPH merupakan metode yang mudah, cepat dan sensitif untuk pengujian aktivitas antioksidan ekstrak tanaman (Prakash et al., 2007). Struktur DPPH telihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Struktur DPPH (Ionita, 2005)
Prinsip pengujian aktivitas antioksidan dengan metode DPPH adalah atom hidrogen dari suatu senyawa antioksidan akan membuat larutan DPPH menjadi tidak berwarna akibat DPPH tereduksi, yang perubahan warnanya dapat diukur menggunakan spektrofotometer (Sharma dan Bhat, 2009). Ketika larutan DPPH dicampur dengan suatu zat dimana zat tersebut dapat mendonasikan atom hidrogen, kemudian membentuk senyawa dengan tingkat warna ungu yang lebih rendah.
Radikal DPPH disimbolkan oleh Z. dan molekul donor oleh AH, yang reaksi utamanya adalah
dimana ZH adalah perubahan bentuk dan A. adalah radikal bebas yang diproduksi pada tahap pertama. Radikal bebas ini akan mengalami reaksi lebih lanjut yang mengendalikan keseluruhan stoikiometri, dan jumlah molekul DPPH berkurang (decolorized) oleh satu molekul reduktan (Molyneux, 2004).
Reaksi [1] menjelaskan kaitan reaksi yang terjadi dalam sistem reaksi oksidasi, yakni autooksidasi lemak tak jenuh; molekul DPPH (Z.)mewakili radikal bebas yang terbentuk dalam sistem yang aktivitasnya harus didukung oleh zat AH (Molyneux, 2004). Pada Gambar 5 ditunjukkan struktur DPPH non radikal.
Gambar 5. Struktur DPPH (non radikal) (Molyneux, 2004)
21
Reaksi DPPH dengan atom hidrogen yang terdapat pada antioksidan dapat membuat larutan DPPH menjadi berkurang reaktivitasnya, yang dapat ditunjukkan dengan memudarnya warna ungu menjadi kuning (Molyneux, 2004). Uji aktivitas antioksidan menunjukkan bahwa senyawa flavonoid mampu menangkal radikal bebas difenil pikril hidrazil dengan cara mendonorkan atom hidrogen sehingga berubah menjadi difenilpikrilhidrazin yang bersifat non radikal (Indranila dan Maria, 2015). Adapun mekanisme reaksi peredaman radikal bebas tersebut dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Reaksi penangkapan radikal bebas oleh senyawa flavonoid (Pietta, 2000)
DPPH atau 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil bereaksi dengan senyawa antioksidan melalui pengambilan atom hidrogen dari senyawa antioksidan untuk mendapatkan pasangan elektron. Penambahan antioksidan dikatakan efektif jika mampu menahan oksidasi, yang ditunjukkan dengan kenaikan bilangan asam yang tidak terlalu tinggi dibandingkan jika tanpa penambahan antioksidan (Tri, 2001).
Antioksidan memiliki fungsi menghambat terjadinya kerusakan oksidasi minyak, namun tidak dapat memperbaiki produk makanan yang telah teroksidasi.
Senyawa fenolik merupakan senyawa yang banyak ditemukan pada tumbuhan. Senyawa fenol pada bahan makanan dikelompokkan menjadi fenol sederhana dan asam folat (Widiyanti, 2006 dalam Oktaviana, 2010). Senyawa fenolik memiliki cincin aromatik satu atau lebih gugus hidroksi (OH-) dan gugus – gugus lain penyertanya. Senyawa ini diberi nama berdasarkan nama senyawa induknya, fenol. Senyawa fenol kebanyakan memiliki gugus hidroksil lebih dari satu sehingga disebut polifenol. Senyawa fenolik di alam terdapat sangat luas, mempunyai variasi struktur yang luas, mudah ditemukan di semua tanaman, daun, bunga, dan buah. Ribuan senyawa fenolik alam telah diketahui strukturnya, antara lain flavonoid, fenol monosiklik sederhana, fenil propanoid, polifenol (lignin, melanin, tannin), dan kuinon fenolik (Riza dan Hari, 2012). Dalam keadaan murni, senyawa fenolik berupa zat padat yang tidak berwarna, tetapi jika teroksidasi akan berubah menjadi gelap. Senyawa fenolik memilki aktivitas biologis yang beraneka ragam, contohnya mudah mendonorkan atom H dari gugus hidroksilnya.
Penetapan total kandungan fenol dilakukan untuk memastikan adanya senyawa polifenol dalam suatu ekstrak tanaman. Standar yang digunakan pada analisis kandungan fenolik adalah asam galat, hal ini karena asam galat bersifat stabil, memiliki sensitivitas yang tinggi, dan harganya cukup terjangkau.
Penetapan total kandungan fenol dilakukan dengan menggunakan larutan Follin- Ciocalteau karena senyawa fenolik dapat bereaksi membentuk larutan berwarna yang dapat diukur absorbansinya. Prinsip dari metode Follin-Ciocalteau adalah
21
terbentuknya senyawa kompleks berwarna biru yang dapat diukur pada panjang gelombang 765 nm (Turisman et al., 2012).
Pereaksi ini mengoksidasi fenolat (garam alkali) atau gugus fenolik-hidroksi mereduksi asam heteropoli (fosfomolibdat-fosfotungstat) yang terdapat dalam pereaksi Follin-Ciocalteau menjadi suatu kompleks molibdenum-tungsten.
Senyawa fenolik bereaksi dengan larutan Follin-Ciocalteau hanya dalam suasana basa agar terjadi disosiasi proton pada senyawa fenolik menjadi ion fenolat. Untuk membuat kondisi basa digunakan Na2CO3. Gugus hidroksil pada senyawa fenolik bereaksi dengan larutan Follin-Ciocalteau membentuk kompleks molibdenum- tungsten berwarna biru yang dapat dideteksi dengan spektrofotometer. Semakin besar konsentrasi senyawa fenolik, maka semakin banyak ion fenolat yang akan mereduksi asam heteropoli (fosfomolibdat-fosfotungstat) menjadi kompleks molibdenum-tungsten, sehingga warna biru yang dihasilkan semakin pekat (Riza dan Hari, 2012). Reaksi larutan Follin-Cioucalteau dengan senyawa fenol dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7.Reaksi larutan Folin-Ciocialteu dengan senyawa fenol (Turisman et al., 2012)
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada Juli-Oktober 2017 di Laboratorium Terpadu Universitas Prima Indonesia (UNPRI) Medan, Laboratorium Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan USU, Laboratorium Research and Departement, PT. Multimas Nabati Asahan, Sumatera Utara.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah biji labu kuning komersil dengan varietas Guang Ban Zhong dari Cina, MZEV merk Selva dan olein sawit merk Family. Bahan kimia yang digunakan adalah n-heksana teknis, alkohol 95% netral, asam asetat glasial (Merck), kloroform (Merck), larutan KI jenuh (Merck), Na-thiosulfat (Merck), larutan indikator kanji/pati, ester metil asam lemak (Fatty Acid Metyl Ester), 21,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH) (Sigma-Aldrich), akuades, Na2CO3, larutan Folin Ciocialteu (Merck), NaOH, indikator PP, larutan p-anisidin, etanol 95%, BF3, asam galat (Sigma-Aldrich), bipiridin (Merck), toluen (Merck), FeCl3 (Merck).
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Gas Chromatography (GC) merk HP-5890 (Hewlett-Packard, Waldborn, Jerman), Spektrofotometer UV-VIS model Smart Plus Spectrophometer nomor serial 273 BR 07090 merk Bio Rad, oven, rotary evaporator, blender, alat-alat gelas untuk analisa kimia, refrigerator, burret, penangas air, dan tabung reaksi.
25
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap sebagai berikut:
Tahap pertama : persiapan sampel serbuk biji labu kuning, selanjutnya dilakukan proses ekstraksi dan pengamatan karakteristik MBLK dengan parameter komposisi asam lemak, bilangan iodium, total kandungan fenol, total tokoferol, dan aktivitas antioksidan yang dibandingkan dengan MZEV dan olein sawit. Analisa dilakukan secara duplo untuk memastikan akurasi data.
Tahap kedua : pengujian stabilitas MBLK dengan simulasi proses pemanasan pada suhu 130oC untuk mempercepat reaksi kerusakan minyak.
Penelitian tahap ini dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor, yakni lama pemanasan (t) dengan 4 taraf yaitu 0 jam (t1),12 jam (t2), 24 jam (t3), dan 36 jam (t4), dan jenis minyak (D) yang terdiri dari 3 jenis minyak yaitu MBLK (D1), MZEV (D2), olein sawit (D3). Analisa dilakukan secara duplo dengan jumlah total sampel 24 buah untuk memastikan akurasi data.
Model rancangan acak lengkap (RAL) faktorial yang digunakan adalah sebagai berikut:
Yijk = µ+ αi + βj + (αβ)ij + εijk
dimana:
Yijk = hasil faktor A perlakuan ke-i, faktor B perlakuan ke-j pada ulangan ke-k
µ = rataan umum
αi = pengaruh perlakuan ke-i dari faktor A (lama pemanasan) βj = pengaruh perlakuan ke-j dari faktor B (jenis minyak)
(αβ)ij = pengaruh interaksi antara A dan B pada faktor A perlakuan ke-i, faktor B level ke-j
εijk = galat percobaan untuk faktor A perlakuan ke-i, faktor B perlakuan ke-j pada ulangan ke-k
Data dianalisis dengan analysis of variance (ANOVA) dan akan dilakukan uji lanjut dengan uji Duncan (DMRT) menggunakan SPSS 16.0.
Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan tahap pelaksanaan meliputi : 1) pembuatan serbuk biji labu kuning, 2) ekstraksi MBLK, 3) karakterisasi MBLK, 4) pengujian stabilitas MBLK.
Pembuatan Serbuk Biji Labu Kuning
Biji labu kuning kering dihancurkan menggunakan blender, lalu simpilisia disaring menggunakan ayakan menjadi serbuk biji labu kuning.
27
Ekstraksi Minyak Biji Labu Kuning (Rustina, 2016)
Minyak dari biji labu kuning diekstrak dengan metode maserasi. Sampel sebanyak 500 g tepung biji labu kuning diekstrak menggunakan pelarut n-heksana sebagai pelarut sebanyak 2 L (1:4) selama 5 hari dan diaduk setiap dua hari sekali, maserat kemudian disaring dengan kertas saring hingga benar-benar jernih.
Ampasnya diremaserasi selama 2 hari dengan pelarut n-heksana teknis sebanyak 1 L. Sesekali maserat diaduk agar homogen dan terlarut sempurna. Ekstrak cair yang diperoleh kemudian dievaporasi menggunakan rotary evaporator. Minyak ditempatkan di dalam botol gelap dan disimpan dalam refrigerator pada suhu 0- 40C sampai dibutuhkan untuk analisa. Apabila minyak akan dianalisa, maka terlebih dahulu minyak dipindahkan dari tempat penyimpanan dan didiamkan pada suhu ruang sampai semuanya mencair. Diagram alir proses ekstraksi minyak biji labu kuning dapat dilihat pada Lampiran 1.
Karakterisasi Minyak Biji Labu Kuning
Penetapan Komposisi Asam Lemak (AOCS, Ce 1a-13) Persiapan sampel (AOCS, Ce 2-66)
Minyak yang akan diuji dimasukkan ke dalam 50 mL labu ukur sebanyak 100-250 mg. Sampel kemudian ditambahkan 4 ml 0,5 M natrium hidroksida dan dilakukan pemanasan pada larutan tersebut selama 10 menit. 5 mL larutan BF3- metanol melalui kondensor. Selanjutnya sampel yang telah tercampur dikocok dan dipanaskan selama 2 menit. Sampel tersebut ditambahkan 2-5 mL heptana melalui kondensor, kemudian dilanjutkan dengan mengocok sampel. Lalu sampel
ditambahkan sekitar 15 mL larutan natrium klorida jenuh. Campuran sampel dimasukkan ke dalam labu ukur, lalu dikocok dengan kuat selama 15 detik.
Setelah sampel tercampur sempurna ditambahkan natrium sulfat anhidrat ke dalam larutan sampel. Larutan heptan yang telah kering disuntikkan secara langsung ke dalam GC dengan Flame Ionization Detector (FID).
Penentuan Komposisi Asam Lemak
Analisis komposisi asam lemak ketiga minyak yang diuji menggunakan Gas Chromatography (GC) yang dilengkapi dengan detektor FID dan kolom kapiler. Menginjeksikan sampel sebanyak 1µL yang mengandung 20-25 µg/mL metil ester, ekuivalen asam lemak sebesar 15-20 µg pada GC. Suhu injektor 250oC, suhu detektor 250oC, suhu oven 180oC lalu dipertahankan selama 6 menit.
Pada penentuan komposisi asam lemak ini menggunakan gas helium sebagai gas pembawa dengan tekanan 286 kPa, sedangkan tekanan gas hidrogen dan udara untuk FID masing-masing 170 kPa. Perhitungan persen luas area dengan persamaan dibawah ini yang dikalkulasikan dengan perangkat lunak yang ada pada instrumen GC.
Dimana:
Ai = luas area dari jenis asam lemak ke-i
Ai = total jumlah area di semua puncak asam lemak
29
Bilangan Iodium (AOCS Cd 1c-85 )
Penentuan bilangan iodium bertujuan untuk mengukur derajat ketidak jenuhan dengan cara mengkalkulasikan komposisi asam lemak dari masing- masing minyak yang diuji. Kalkulasi bilangan iodium untuk minyak dalam lemak atau trigliserida sebagai berikut:
Bilangan iodium (g I2/100 g) = (% asam palmitoleat (C16:1) x 0,950) + (% asam oleat (C18:1) + 0,860) + (% asam linoleat (C18:2) x 1,732) + (%
asam linolenat (C18:3) x 2,616).
Analisis Kuantitatif Kandungan Total Fenolik (Li et al., 2012)
Pembuatan Kurva Standar Asam Galat
Larutan stok asam galat dengan konsentrasi 100 mg/L dengan melarutkan 0,01 g asam galat dalam labu ukur 100 mL, lalu tambahkan akuades sampai tanda batas. Larutan stok asam galat 100 mg/L sebanyak 0,1; 0,2; 0,3; 0,4;
0,5 mL masing-masing dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL, dan ditambahkan dengan larutan Folin-Ciocialteu sebanyak 0,1 mL ke dalam masing-masing konsentrasi, lalu masukkan ke dalam labu ukur 10 mL. Selanjutnya ditambahkan Na2CO3 7% hingga tanda batas, sehingga menghasilkan larutan standar dengan konsentrasi 1, 2, 3, 4, 5 mg/L. Masing-masing larutan didiamkan selam 30 menit, dan serapannya diukur pada panjang gelombang 750 nm menggunakan spektrofotometer UV-VIS, maka dibuatkan kurva standar dari konsentrasi yang diperoleh.
Penentuan Kandungan Total Fenolik Metode Folin-Ciocalteu (Li et al., 2012)
Sampel sebanyak 0,1 mL ditambahkan dengan 0,1 mL reagen Folin- Ciocalteu dalam tabung reaksi dan kemudian campuran ini divortex selama 3 menit. Setelah interval waktu 3 menit, 2 mL larutan Na2CO3 7% ditambahkan.
Selanjutnya campuran disimpan dalam ruang gelap selama 30 menit. Absorbansi sampel dibaca dengan spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 750 nm. Hasilnya dinyatakan sebagai ekuivalen asam galat (mg GAE/g minyak).
Perhitungan total kandungan fenolik ada pada Lampiran 5.
Penetapan Kandungan Total Tokoferol (Wong et al., 1988)
Sampel dilakukan penimbangan sebanyak 100 mg, lalu sampel dimasukkan ke dalam labu ukur. Sampel yang telah ditimbang selanjutnya ditambahkan 5 ml toluen dengan menggunakan pipet tetes. Lalu sampel larutan ditambahkan 3,5 ml 2,2 bipyridine, 0,5 ml FeCl3 dan 10 ml etanol 95%, didiamkan larutan tersebut selama satu menit dan diukur pada panjang gelombang 520 nm dengan menggunakan sprektrofotmeter UV-VIS. Larutan selanjutnya dihindarkan dari sinar matahari selama pengukuran berlangsung. Kurva kalibrasi disiapkan dengan membuat larutan tokoferol yang mengandung 0-240 µg dan ditambahkan 10 ml toluene. Kurva standar tokoferol dapat dilihat pada Lampiran 2.
31
Total kandungan tokoferol dapat dihitung dengan rumus:
dimana :
A = absorbansi sampel B = absorbansi blanko
M = gradien absorbansi pada kurva kalibrasi tokoferol (0,002) W = berat sampel (g)
Penetapan Aktivitas Antioksidan (Li et al., 2009)
Aktivitas antioksidan dianalisis berdasarkan kemampuannya menangkap radikal bebas menggunakan 2,2-diphenyl-1-picrylhydroxyl (DPPH). 0,5 mL sampel ditambahkan ke dalam 2 mL larutan DPPH 0,1 mM dalam etanol.
Berubahnya warna larutan dari ungu ke warna kuning menunjukkan efisiensi penangkapan radikal bebas. Selanjutnya pada lima menit terakhir menjelang 30 menit, absorbansi diukur pada λ = 517 nm dengan spektrofotometer. Aktivitas penangkalan radikal bebas dihitung sebagai persentase berkurangnya warna DPPH dengan menggunakan persamaan.
Pengujian Stabilitas Minyak
Pengujian stabilitas minyak dilakukan dengan analisa kadar air, bilangan peroksida, bilangan anisidin, bilangan total oksidasi dan asam lemak bebas dengan membandingkan MBLK dengan 2 jenis minyak nabati lainnya yaitu MZEV dan olein sawit. Adapun metode pengujian stabilitas MBLK dengan simulasi proses pemanasan pada suhu 1300C untuk mempercepat reaksi kerusakan minyak. Pada pengujian stabilitas ini dilakukan dengan menggunakan lama pemanasan (t) dengan 4 taraf yaitu 0 jam (t1),12 jam (t2), 24 jam (t3), dan 36 jam (t4), dan jenis minyak (D) yang terdiri dari 3 jenis minyak yaitu MBLK (D1), MZEV (D2), olein sawit (D3). Analisa dilakukan secara duplo agar didapat data yang akurat.
Penentuan Kadar Air (AOCS Ca 2c-25)
Penentuan kadar air ini dilakukan berdasarkan metode AOCS Ca 2c-25.
Cawan kosong dikeringkan dalam oven pada suhu 1050C selama satu jam, lalu cawan kosong tersebut didinginkan ke dalam desikator. Kemudian sampel ditimbang sebanyak 10g ke dalam cawan. Cawan yang telah berisi sampel dimasukkan ke dalam oven selama 6 jam. Kontak antara cawan dengan dinding oven harus dihindarkan. Setelah selesai dipanaskan, cawan dipindahkan untuk didinginkan ke dalam desikator. Selanjutnya cawan berisi sampel yang telah dingin ditimbang, kemudian cawan berisi sampel dikeringkan kembali ke dalam oven sampai memperoleh berat yang tetap. Perhitungan kadar air menggunakan rumus:
33
dimana :
A : berat sampel setelah di oven B : berat sampel sebelum di oven
Penetapan Kadar Asam Lemak Bebas (AOCS, Ca 5a-40)
Sampel ditimbang sebesar 10 g dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL, selanjutnya ditambahkan 25 mL alkohol 95% netral dan dipanaskan selama 10 menit dalam penangas air sambil diaduk, lalu ditambahkan 2 mL indikator PP.
Campuran tersebut dikocok dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N sampai muncul warna merah jambu dan tidak hilang selama 30 detik. Penetapan kadar asam lemak bebas (ALB) digunakan rumus sebagai berikut:
dimana:
% ALB = kadar asam lemak bebas mL NaOH = volume titrasi NaOH (mL) N NaOH = normalitas NaOH
G = berat sampel (gram)
BM = berat molekul asam linoleat di MBLK (280,44 g/mol) = berat molekul asam oleat di MZEV (282,46 g/mol)
= berat molekul asam palmitate di Olein Sawit (256,42 g/mol)
Penetapan Bilangan Peroksida (AOCS, Cd 8-53)
Sampel sebanyak 5 g dimasukkan ke dalam erlenmeyer tertutup dan ditambahkan 30 ml pelarut campuran asam asetat glasial : kloroform (3:2 v/v).
Setelah minyak larut sempurna ditambahkan 0,5 ml larutan KI jenuh dan dibiarkan 1 menit sambil dikocok, kemudian ditambahkan 30 ml aquades. Iodium yang dibebaskan oleh peroksida dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0.1 N dengan indikator pati sampai warna kuning hilang. Bilangan peroksida dinyatakan dengan rumus perhitungan sebagai berikut:
dimana:
B = volume titrasi blanko (mL) S = volume titrasi sampel (mL) N = normalitas larutan Na-thiosulfat
Penetapan Bilangan Anisidin (AOCS, Cd 18-90)
Pengujian nilai anisidin diperlukan dua nilai absorbansi dari dua larutan uji yang berbeda. Larutan uji 1 dibuat dengan cara melarutkan 1 g sampel ke dalam 25 mL trymethylpentane. Larutan uji 2 dengan cara menambahkan 1 mL larutan p-anisidin (0,25 g/100 mL) ke dalam 5 mL larutan uji 1, kemudian dikocok dan dihindarkan dari cahaya. Larutan referensi dibuat dengan cara menambahkan 1
35
mL larutan p-anisidine (0,25/100 mL) ke dalam 5 mL larutan trymethylpentane, dikocok dan dihindarkan dari cahaya. Nilai absorbansi larutan uji 1 diukur pada 350 nm. Larutan uji 2 diukur pada λ = 350 nm tepat 10 menit setelah larutan disiapkan. Bilangan anisidin ditetapkan dengan persamaan berikut:
dimana:
A1 : Absorbansi larutan uji 1 A2 : Absorbansi larutan uji 2
G : Massa sampel yang digunakan pada larutan uji 1 (g)
Penetapan Bilangan Total Oksidasi (Totoks) (AOCS Cd 18-90)
Bilangan total oksidasi (Totoks) ditetapkan dengan metode AOCS Cd 18- 90 dengan persamaan:
dimana:
PV : Bilangan Peroksida (mek O2/kg minyak) AnV : Bilangan Anisidin
Gambar 8. Diagram alir prosedur penelitian karakteristik dan stabilitas MBLK Biji Labu Kuning Kering
Penghalusan (Blender)
Ekstraksi Serbuk Biji Labu Kuning (Maserasi)
MBLK
Analisa karakterisasi yang dibandingkan dengan MZEV dan olein sawit:
1. Komposisi Asam Lemak 2. Bilangan Iodium
3. Total Kandungan Fenol 4. Total Kandungan
Tokoferol
5. Aktivitas Anitoksidan
Pemanasan MBLK pada suhu 130oC selama:
1. 0 jam 3. 24 jam 2. 12 jam 4. 36 jam
Analisa:
1. Kadar Air
2. Asam Lemak Bebas 3. Bilangan Peroksida 4. Bilangan Anisidin 5. Bilangan Total Oksidasi
Pembandingan Stabilitas MBLK dengan:
1. MZEV 2. Olein sawit
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen MBLK
Minyak biji labu kuning yang dihasilkan berwarna coklat kehijauan dengan aroma yang khas biji labu kuning. Warna tersebut disebabkan oleh zat warna yang terlarut dalam minyak saat proses ekstraksi, antara lain karoten, santofil, klorofil dan antosianin (Sipayung, 2012). Rendemen MBLK dengan metode ekstraksi maserasi dapat dilihat pada Lampiran 3 berkisar 38-41%
sedangkan rendemen MBLK hasil penelitian Gohari et al., 2011 sebanyak 41,59%. Pada penelitian Abdillah et al., 2014 mendapatkan rendemen minyak dengan menggunakan metode sokletasi sebesar 35,35%.
Rendemen minyak dapat dipengaruhi oleh faktor pra dan pasca panen (Prianto et al., 2013). Tinggi dan rendahnya rendemen minyak dipengaruhi oleh jenis tanaman, umur tanaman, pemeliharaan tanaman, mutu buah, derajat kematangan buah, dan proses pengolahan buah pasca panen. Rendemen minyak berkembang menurut umur tanamannya sampai batas umur tertentu.
Karakteristik Kimia Yang Mempengaruhi Stabilitas Minyak
Analisis karakteristik kimia yang dilakukan terhadap MBLK, MZEV dan olein sawit adalah komposisi asam lemak, bilangan iodium, total kandungan fenol, total tokoferol, dan aktivitas antioksidan. Komposisi asam lemak jenuh merupakan indikator esensial dari kandungan alami minyak (Gharby et al., 2011).
Kandungan hasil analisis komposisi asam lemak pada ketiga jenis minyak yang diuji terdapat pada Tabel 5.
Tabel 5. Komposisi asam lemak MBLK, MZEV, olein sawit
Komposisi Asam Lemak (%) MBLK MZEV Olein sawit
Asam Kaproat (C6:0) nd nd nd
Asam Kaprilat (C8:0) nd nd nd
Asam Kaprat (C10:0) nd nd nd
Asam Laurat (C12:0) nd nd 0,40
Asam Miristat (C14:0) 0,10 0,20 1,20
Asam Palmitat (C16:0) 11,80 11,00 37,20
Asam Palmitoleat (C16:1) 0,10 0,90 nd
Asam Stearat (C18:0) 5,80 3,90 3,90
Asam Oleat (C18:1) 33,60 77,70 43,50
Asam Linoleat (C18:2) 47,80 5,10 12,50
Asam Linolenat (C18:3) 0,20 0,60 0,30
Asam Arachidat (C20:0) 0,40 0,40 0,40
Asam Behenat (C22:0) 0,10 0,10 0,10
Total Asam Lemak Jenuh 18,20 15,60 43,20
Total Asam Lemak Tak Jenuh Tunggal 33,70 78,60 43,50 Total Asam Lemak Tak Jenuh Ganda 48,00 5,70 12,80
Total Asam Lemak Tak Jenuh 81,70 84,30 56,30
Keterangan : nd = not detected (tak terdeteksi)
Data pada Tabel 5 menunjukkan kandungan asam lemak dari ketiga minyak yg diuji. Minyak biji labu kuning memiliki dua asam lemak yang dominan yaitu asam oleat dan asam linoleat berkisar 33,60% dan 47,80%. Dua asam lemak jenuh juga secara signifikan terdeteksi yaitu asam palmitat (11,80%) dan asam stearat (5,8%). Sebagai tambahan asam lemak lain yang terdeteksi yaitu asam miristat (C14:0), asam palmitoleat (C16:1), asam linolenat (C18:13), asam arachidat (C20:0) dan asam behenat (C22:0). Komposisi asam lemak pada minyak biji labu kuning hasil penelitian ini hampir sama dengan hasil penelitian Billjana et al., 2013 dan Vujasinovic et al., 2010.
Minyak zaitun ekstra virgin dan MBLK memiliki kandungan asam lemak jenuh yang rendah (15,60% dan 18,20%). Minyak zaitun ekstra virgin
39
mengandung asam lemak tak jenuh tunggal sekitar 84,30% dengan dominasi asam oleat. Olein sawit memiliki perbandingan asam lemak tak jenuh dan asam lemak jenuh yang hampir seimbang yaitu 56,30% dan 43,20%. Hal ini yang menyebabkan olein sawit memiliki kestabilan oksidasi yang baik (Ogan et al., 2015).
Olein sawit tidak memiliki masalah dengan asam lemak rantai pendek yang terkait dengan pembentukan asap, tetapi jenis minyak ini memiliki kandungan asam lemak jenuh tinggi yang secara nutrisi dianggap kurang baik untuk kesehatan (Budijanto dan Sitanggang, 2010). Konsentrasi asam lemak jenuh dan tidak jenuh dipengaruhi oleh sejumlah faktor termasuk area produksi, garis lintang geografi, iklim dan kematangan buah, dan terutama oleh varietas buah (Lerma- Gracia et al., 2008). Selain komposisi asam lemak dari minyak yang diuji, terdapat beberapa karakter kimia minyak yang diuji pada penelitian ini yang datanya dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Karakteristik kimia MBLK, MZEV dan olein sawit
Bilangan iodium merupakan suatu bilangan yang menentukan banyaknya ikatan rangkap pada susunan asam lemak dalam minyak. Hasil penentuan bilangan iodium pada Tabel 6 menunjukkan bilangan iodium MBLK yang merupakan nilai bilangan iodium yang paling tinggi (111,75 g I2/100g)
Karakter MBLK MZEV Olein sawit
Bilangan Iodium (mg I2/100g) 111,74 76,85 59,34
Total Kandungan Fenol (mg GAE/g) 58,07±1,11 176,09±8,27 117,10±2,10 Total Tokoferol (ppm) 240,18±3,79 459,07±11,51 559,78±7,93 Aktivitas Antioksidan (%) 35,50±1,48 51,83±1,11 73,30±2,60
Keterangan : Data rata-rata terdiri dari 2 ulangan ± standar deviasi
