Pengaruh Perbandingan Bahan dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna Dari Buah Pandan (Pandanus tectorius).

PENGARUH PERBANDINGAN BAHAN DENGAN PELARUT

DAN LAMA EKSTRAKSI TERHADAP RENDEMEN DAN

KARAKTERISTIK EKSTRAK PEWARNA DARI BUAH

PANDAN (Pandanus tectorius)

S K R I P S I

Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

Oleh :

GUSTI AYU KADE FRETY YUDHARINI 1211205045

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN

Gusti Ayu Kade Frety Yudharini. 1211205045. 2016. Pengaruh Perbandingan Bahan dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna dari Buah Pandan (Pandanus tectorius) di bawah bimbingan Ir.A.A.P.Agung Suryawan Wiranatha, M. Sc.,Ph. D. dan Dr.Ir.Ni Made Wartini, M.P.

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah untuk1) mengetahui pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna alami buah pandan, 2) menentukan perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terbaik untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna alami buah pandan.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok factorial 2 faktor, faktor pertama adalah perbandingan bahan dengan pelarut terdiri dari 3 taraf yaitu 1:7, 1:9, dan 1:11. Faktor kedua adalah lama ekstraksi yaitu 3 jam, 5 jam, dan 7 jam. Percobaan dikelompokkan menjadi 2 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Variabel yang diamati yaitu rendemen, kadar total karotenoid, dan intensitas warna.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa Perbandingan bahan dengan pelarut berpengaruh nyata terhadap rendemen, kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap tingkat kecerahan (L*). Lama ekstraksi berpengaruh nyata terhadap kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen, dan tingkat kecerahan (L*). Interaksi perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi berpengaruh nyata terhadap, kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen, dan tingkat kecerahan (L*). Perbandingan bahan dengan pelarut (1:11) dan lama ekstraksi 5 jam merupakan perlakuan terbaik untuk menghasilkan ekstrak pewarna dari buah pandan dengan rendemen 2,60%, kadar total karotenoid 15,62%, tingkat kecerahan (L*) 1,30, tingkat kemerahan (a*) -0,13, dan tingkat kekuningan (b*) 3,59.

Gusti Ayu Kade Frety Yudharini. 1211205045. 2016. The effect of ratio between material and solvent, and time of extraction on the yield and characteristics of pandanus fruit extract dyes(Pandanus tectorius) under the guidance Ir. A. A. P. Agung Suryawan Wiranatha, M. Sc., Ph. D. and Dr. Ir. Ni Made Wartini, M.P.

ABSTRACT

This study used a randomized block design factorial with 2 factors, namely the first factor was the ratio of material with solvent consisting of three levels 1: 7, 1: 9, and 1:11; the second factor was the extraction time ( 3 hours, 5 hours and 7 hours). The experiments were grouped into 2 groups based on the time of its implementation, in order to obtain 18 experimental units. Variables observed were yield, total carotenoid content, and color intensity.

The results showed that the ratio between material and solvent affected the yield, total carotenoid content, the level of redness (a*), and the level of yellowness, but did not affected the level of brightness. The time of extraction affected the total carotenoid content, the level of redness (a*) and the level of yellownes, but did not affected the yield and the level of brightness. The interaction ratio between material and solvent, and time of extraction affected the total carotenoid content, the level of redness (a*), and the level of yellowness, but did not affected the yield, and the level of yellowness. Ratio between material and solvent (1:11), and 5 hours time of extraction was the best treatment to produce fruit extract dyes with yield of 2,60%, total carotenoid content of 15,12%, the level of bringhtness (L*) 1,30%, the level of redness (a*) -0,13, and the level of yellowness (b*) 3,59.

RINGKASAN

Tanaman pandan merupakan tanaman tropis yang tumbuh sangat baik di daerah pesisir dengan cahaya matahari penuh. Beberapa jenis tanaman pandan yang tumbuh di pesisir pulau Bali diantaranya pandan laut, pandan berduri, dan pandan wangi. Daun pandan wangi banyak digunakan sebagai pemberi flavor dan pewarna pada makanan, daun pandan laut dan pandan berduri dipakai sebagai bahan baku anyaman, baik untuk tikar maupun topi pandan.Berbeda dengan daunnya yang telah banyak dimanfaatkan, ternyata buah pandan laut yang berwarna kuning kemerahan belum banyak diperhatikan selama ini, padahal mempunyai potensi sebagai pewarna alami kuning sampai warna oranye. Disamping sebagai pewarna, kandungan karotenoid dalam buah juga berperan sebagai sumber vitamin A. Pohon pandan yang banyak tumbuh di sepanjang pantai Pulau Bali menunjukkan bahwa buah pandan yang terdapat dalam satu cabang pohon pandan yaitu antara 4-5 buah dan tiap pohon pandan rata-rata mempunyai 8-10 cabang (hasil survei di pantai Delod Brawah Kabupaten Jembrana). Salah satu jenis tanaman pandan laut yaitu Pandanus tectorius.

yaitu 1:9, dan lama ekstraksi 25 menit pelarut yang digunakan petroleum eter dan aseton Manasika dan Widjanarko (2015),pada ekstraksi antioksidan daun sirsak perlakuan terbaik diperoleh rasio antara bahan dengan pelarut 1:10 (b/v) dan lama ekstraksi 20 menit pelarut yang digunakan asetonHandayani dkk. (2016), pada ekstraksi buah pandan ukuran partikel terbaik adalah 60 mesh dan lama ekstraksi terbaik yaitu 5 jam pelarut yang digunakan etanolAntari dkk.(2015) dan suhu terbaik 45°C Cahayanti (2015). Pelarut yang digunakan dalam ekstraksi pewarna dari buah pandan yaitu kloroform.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial 2 faktor. Faktor pertama adalah perbandingan bahan dengan pelarut terdiri dari 3 taraf yaitu 1:7, 1:9, dan 1:11. Faktor kedua adalah lama ekstraksi yang terdiri dari 3 taraf yaitu 3, 5, dan 7 jam. Masing-masing perlakuan dikelompokkan menjadi 2 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Variabel yang diamati dalam penelitian ini yaitu rendemen, kadar total karotenoid, intensitas warna.

RIWAYAT HIDUP

Gusti Ayu Kade Frety Yudharini lahir di Pergung pada tanggal 12

Desember 1994, penulis merupakan anak kedua dari 2 bersaudara pasangan Gusti Kade Sudiasa (ayah) dengan Sayu Ketut Suintri (Ibu).

Penulis memulai pendidikan Taman Kanak-kanak di TK Sutha Darma Kerti pada tahun 1999 sampai 2000 dan melanjutkan ke sekolah dasar di SD Negeri No 2 Pergung dari tahun 2000 sampai 2006, kemudian melanjutkan ke SMP di SMP Negeri 2 Mendoyo dari tahun 2006 sampai dengan tahun 2009. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan ke jenjang pendidikan menengah atas di SMA N 2 Negara dan tamat pada tahun 2012. Melalui jalur PMDK pada tahun 2012 penulis diterima menjadi mahasiswa di Universitas Udayana Jurusan Teknologi Industri Pertanian.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nya, tugas akhir yang berjudul “Pengaruh

Perbandingan Bahan dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna dari Buah Pandan (Pandanus tectorius)”dapat terselesaikan dengan baik.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dalam menyelesaikan studi pada program studi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Penulis telah mendapatkan banyak bantuan, doa dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ir.A.A.P.Agung Suryawan Wiranatha,M.Sc.,Ph.D. dan Dr. Ir. Ni Made Wartini,M.P selaku dosen pembimbing I dan II yang telah banyak memberi bimbingan, saran, arahan, dalam penyusunan tugas akhir ini.

2. Dr. Ir. I Dewa Gde Mayun Permana, M.S. Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana.

3. Ir. Amna Hartiati, M.P. Ketua Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana.

5. Bapak/Ibu dosen, Kepala laboran beserta staf, seluruh pegawai Fakultas Teknologi Pertanian, kakak-kakak angkatan 2010 & 2011, teman-teman angkatan 2012, teman-teman KKN Mendoyo Dauh Tukad Periode XI serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis.

6. Ajik, Ibu, kakak Juli, Ninik, Gustu dan seluruh keluarga penulisyang telah banyak memberi doa, motivasi, dan dukungan moral maupun material dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Teman- teman seperjuangan, sehati dan sejiwa Ravi, Desi, Rima, Anik, Tica, yang telah menemani dalam suka duka, menghibur dengan canda tawa, memberi semangat dan banyak membantu penulis selama kuliah dan selama penulis menyusun tugas akhir ini.

Penulis telah berusaha sebaik mungkin dalam menulis tugas akhir ini, namun penulis sadari tugas akhir ini belumlah sempurna. Maka dari itu, penulis mohon saran maupun kritik yang bertujuan memperbaiki dan bersifat membangun dari pembaca sekalian yang nantinya dapat menyempurnakan tugas akhir ini.

Akhir kata semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian. Bukit Jimbaran,Mei 2016

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ...i

ABSTRAK ...iii

RINGKASAN... v

HALAMAN PENGESAHAN ... v

RIWAYAT HIDUP ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ...xii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR LAMPIRAN... xvi

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah... 4

1.3.Hipotesis ... 4

1.4.Tujuan Penelitian... 4

1.5.Manfaat Penelitian... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1.Buah Pandan ... 5

2.2.Karotenoid ... 6

2.3.Ekstraksi Karotenoid ... 11

III. METODE PENELITIAN ... 18

3.1.Tempat dan Waktu Penelitian... 18

3.2Alat ... 18

3.3.Bahan... 18

3.4.Rancangan Percobaan ... 19

3.5.Pelaksanaan Penelitian ... 19

3.6.Variabel yang Diamati... 20

3.6.1.Rendemen ... 20

3.6.2.Kadar Total Karotenoid ... 22

3.6.3.Intensitas Warna ... 23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25

4.1.Rendemen ... 25

4.2.Kadar Total Karotenoid ... 26

4.3. Intensitas Warna... 28

4.4.Hasil Uji Efektivitas ... 30

V. PENUTUP ... 33

5.1. Kesimpulan ... 33

5.2.Saran... 33

DAFTAR PUSTAKA ... 34

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

1. Kontansta Dielektrikum Bahan-Bahan Pelarut... 15

2. Nilai Rata-Rata Rendemen ... 25

3. Nilai Rata-Rata Kadar Total Karotenoid ... 26

4. Nilai Rata-Rata Intensitas Warna ... 27

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman 1. Buah pandan (Dokumentasi pribadi, 2015) ...6 2. Struktur kimia β-karoten(Elbe and Schwartz, 1996)...8 3. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian Ekstrak Pewarna dari Buah

DAFTAR LAMPIRAN

No Judul Halaman 1. Kuisioner Uji Efektivitas ...37 2. Data Rendemen Ekstrak Pewarna Dari Buah Pandan Dan Sidik

Ragam...39 3. Data Standar, Kadar Total Karotenoid Pewarna Dari Buah

Pandan Dan Sidik Ragam ...46 4. Data Intensitas Warna(Tingkat Kecerahan) Pewarna Dari

Buah Pandan Dan Sidik Ragam ...54 5. Data Tingkat KemerahanPewarna Dari Buah Pandan Dan

Sidik Ragam...60 6. Data Tingkat KekuninganPewarna Dari Buah Pandan Dan

Sidik Ragam...67

7. Hasil Uji Efektivitas ...74

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanaman pandan merupakan tanaman tropis yang tumbuh sangat baik di

daerah pesisir dengan cahaya matahari penuh. Beberapa jenis tanaman pandan

yang tumbuh di pesisir pulau Bali diantaranya pandan laut, pandan berduri, dan

pandan wangi. Daun pandan wangi banyak digunakan sebagai pemberi flavor dan

pewarna pada makanan, daun pandan laut dan pandan berduri dipakai sebagai

bahan baku anyaman, baik untuk tikar maupun topi pandan. Berbeda dengan

daunnya yang telah banyak dimanfaatkan, ternyata buah pandan laut yang

berwarna kuning kemerahan belum banyak diperhatikan selama ini, padahal

mempunyai potensi sebagai pewarna alami kuning sampai warna oranye.

Disamping sebagai pewarna, kandungan karotenoid dalam buah juga berperan

sebagai sumber vitamin A. Pohon pandan yang banyak tumbuh di sepanjang

pantai Pulau Bali menunjukkan bahwa buah pandan yang terdapat dalam satu

cabang pohon pandan yaitu antara 4-5 buah dan tiap pohon pandan rata-rata

mempunyai 8-10 cabang (hasil survei di pantai Delod Brawah Kabupaten

Jembrana). Salah satu jenis tanaman pandan laut yaitu Pandanus tectorius.

Pandanus tectorius atau disebut juga pandan laut banyak dijumpai dan

2

golongan tumbuhan monokotil dari genus Pandanus, anggota tumbuhan ini

bercirikan dengan daun memanjang (seperti daun palem atau rumput), tepinya

bergerigi, akarnya besar dan memiliki akar tunjang yang menompang tumbuhan

ini. Buah pandan tersusun dalam karangan berbentuk membulat, seperti buah

durian. Ukuran tumbuhan ini bervariasi, mulai dari 50 cm hingga 5 meter, buah

pandan yang sudah matang bersifat lengket dengan rasa manis asam, berwarna

kuning pucat sampai oranye bahkan sampai merah Anonim (2013).

Karotenoid merupakan zat warna (pigmen) berwarna kuning, merah dan

oranye yang secara alami terdapat dalam tumbuhan dan hewan, seperti dalam

wortel, tomat, jeruk, algae, lobster, dan lain-lain. Lebih dari 100 macam

karotenoid terdapat di alam, tetapi hanya beberapa macam yang telah dapat

diisolasi atau disintesa untuk bahan pewarna makanan, diantaranya ialah

beta-karotein, beta-apo-8’-karotenal, canthaxantin, bixin dan xantofil. Karotenoid

merupakan senyawa yang tidak larut dalam air dan sedikit larut dalam minyak

atau lemak Koswara (2009). Buah pandan mengandung senyawa yang termasuk

golongan karotenoid karena memiliki warna oranye.

Ekstraksi pewarna dari buah pandan dipengaruhi oleh beberapa faktor

diantarnya ukuran partikel, jenis pelarut, temperatur, pH, porositas dan difusivitas,

pengadukan, lama ekstraksi, rasio bahan terhadap pelarut, dan cara ekstraksi.

Hasil penelitian Sari dkk. (2015) menggunakan pelarut n-eksana, kloroform, etil

asetat, aseton dan aquades dalam mengekstrak pewarna buah pandan,

menunjukkan pelarut kloroform merupakan perlakuan yang terbaik, pada ekstraksi

pigmen karotenoid labu kabocha perlakuan terbaik yaitu rasio antara bahan

3

petroleum eter dan aseton Manasika dan Widjanarko (2015), pada ekstraksi

antioksidan daun sirsak perlakuan terbaik diperoleh rasio antara bahan dengan

pelarut 1:10 (b/v) dan lama ekstraksi 20 menit pelarut yang digunakan aseton

Handayani dkk. (2016), pada ekstraksi buah pandan ukuran partikel terbaik adalah

60 mesh dan lama ekstraksi terbaik yaitu 5 jam pelarut yang digunakan etanol

Antari dkk. (2015) dan suhu terbaik 45°C Cahayanti (2015). Pelarut yang

digunakan dalam ekstraksi pewarna dari buah pandan yaitu kloroform.

Warna buah pandan termasuk dalam golongan karotenoid harus diekstraksi

dengan pelarut yang mempunyai polaritas sesuai dan jumlah yang tepat.

Perbandingan bahan dengan pelarut berpengaruh terhadap proses ekstraksi karena

semakin banyak pelarut yang digunakan maka semakin banyak senyawa yang

dapat diekstrak. Lama ekstraksi pada bahan baku berkaitan dengan lama kontak

antara bahan dengan pelarut sampai pada batas tertentu senyawa yang diekstrak

habis dalam bahan.

Permasalahan yang dihadapi dalam ekstraksi buah pandan adalah belum

diketahuinya perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi yang tepat

untuk menghasilkan ekstrak pewarna dari buah pandan. Berdasarkan hal tersebut,

perlu dilakukan penelitian mengenai perbandingan bahan dengan pelarut dan lama

ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan.

4

2. Pada perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi berapa

merupakan perlakuan terbaik untuk menghasilkan rendemen dan

karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan?

1.3 Hipotesis

1. Terdapat pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi

terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan.

2. Perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi tertentu merupakan

perlakuan terbaik untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak

pewarna dari buah pandan.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi

terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan.

2. Menentukan perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terbaik

untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah

pandan.

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai pewarna dan

memberikan informasi tentang pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan

lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Buah Pandan

Pandanus tectorius atau disebut juga pandan laut banyak dijumpai dan

menjadi pemandangan umum di Hawaii. Asal mula tanaman ini dari Australia

timur dan kepulauan Pasifik. Termasuk dalam family Pandanaceae, jenis pandan

ini merupakan salah satu sumber daya yang dipergunakan secara luas untuk

produksi tenun, makanan dan obat-obatan. Disamping itu juga digunakan untuk

membuat kerajinan ornamen, dan bahan pewarna alami. Pandan merupakan

golongan tumbuhan monokotil dari genus Pandanus, anggota tumbuhan ini

bercirikan dengan daun memanjang (seperti daun palem atau rumput), tepinya

bergerigi, akarnya besar dan memiliki akar tunjang yang menompang tumbuhan

ini. Buah pandan tersusun dalam karangan berbentuk membulat, seperti buah

durian. Ukuran tumbuhan ini bervariasi, mulai dari 50 cm hingga 5 meter, buah

pandan yang sudah matang bersifat lengket dengan rasa manis asam, berwarna

kuning pucat sampai oranye bahkan sampai merah Anonim (2013). Tumbuhan

tersebut dapat ditemukan mulai dari pantai berpasir hingga hutan dataran tinggi

dengan ketinggian sekitar 3500 m dari permukaan laut dan mulai dari hutan

sekunder dan padang rumput dengan corak ragam tanah mulai dari tanah basah

6

atau merah-jingga di pangkal. Biji bulat telur, lonjong, 6-20 milimeter

panjangnya.

Buah pandan dari sembilan tempat di Kiribati mengandung karotenoid yang

sangat bervariasi antara 62-19,086 µg β-carotene/100g. Secara umum semakin tinggi kandungan karoten semakin pekat warna buah pandan Englbelger et al.

(2005). Komposisi kimia buah pandan terdiri dari air (80 g) dan karbohidrat (17

g). Ada juga tingkat signifikan beta-karoten (19 sampai 19.000 mg) dan vitamin C

(5 mg), dan sejumlah kecil protein (1,3 mg), lemak (0,7 mg), dan serat (3,5 g)

Adkar and Bhaskar (2014). Buah pandan disajikan pada Gambar 1.

Gambar.1 Buah pandan (Dokumentasi pribadi, 2015)

2.2 Karotenoid

Karotenoid merupakan zat warna (pigmen) berwarna kuning, merah dan

oranye yang secara alami terdapat dalam tumbuhan dan hewan, seperti dalam

wortel, tomat, jeruk, algae, lobster, dan lain-lain. Lebih dari 100 macam

karotenoid terdapat di alam, tetapi hanya beberapa macam yang telah dapat

diisolasi atau disintesa untuk bahan pewarna makanan. Diantaranya ialah

beta-karotein, beta-apo-8’-karotenal, canthaxantin, bixin dan xantofil. Karotenoid

7

tahun di alam. Senyawa ini baik untuk mewarnai margarin, keju, sop, pudding, es

krim dan mie dengan level pemakaian 1 sampai 10 ppm. Zat warna ini baik untuk

mewarnai sari buah dan minuman ringan (10 sampai 50 g untuk 1000 liter) dan

mempunyai keuntungan tahan reduksi oleh asam askorbat dalam sari buah dan

dapat memberikan proteksi terhadap kaleng dari korosi. Dibandingkan dengan zat

warna sintetis, karotenoid mempunyai kelebihan yaitu memiliki aktivitas vitamin

A Koswara (2009). Pigmen karotenoid mempunyai struktur alifatik atau alisiklik

yang pada umumnya disusun oleh delapan unit isoprena, dengan kedua gugus

metil yang dekat pada molekul pusat terletak pada posisi C1 dan C6, sedangkan

gugus metil lainnya terletak pada posisi C1 dan C5 serta diantaranya terdapat

ikatan ganda terkonjugasi. Struktur kimia β-karoten disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur kimia β-karoten (Elbe and Schwartz, 1996).

Semua senyawa karotenoid mengandung sekurang-kurangnya empat gugus

metil dan selalu terdapat ikatan ganda terkonjugasi diantara gugus metil tersebut.

Adanya ikatan ganda terkonjugasi dalam ikatan karotenoid menandakan adanya

gugus kromofor yang menyebabkan terbentuknya warna pada karotenoid.

8

2.2.1 Sifat-Sifat Karotenoid

Karotenoid mempunyai sifat yang spesial dimana tidak dimiliki oleh zat

kimia yang lain. Fungsi dari karotenoid tergantung dari sifat spesial ini sifat ini

ditentukan oleh struktur molekulnya. Ciri –ciri struktural merupakan hal yang

sangat penting dalam menetukan peran biologis dari karotenoid. Secara

keseluruhan geometri molekul (ukuran, pola tiga dimensi, dan adanya fungsional

group) adalah sangat penting untuk memastikan bahwa karotenoid sesuai dengan

cellular, sub-cellular, struktur molekul pada lokasi yang tepat dan orientasinya

untuk memungkinkan ini sesuai dengan fungsinya. Kemudian sistem ikatan

rangkap konjugasi menetukan sifat absorpsi cahaya dan kereaktifannya.

1. Bentuk tiga dimensi

Karotenoid bukanlah struktur dua dimensi datar yang sederhana. Mereka

mempunyai bentuk tiga dimensi yang seksama yang sangat penting untuk

menentukan fungsinya, beberapa perbedaan faktor stereo kimia memberikan

kontribusi ke dalam bentuk dari molekul dan harus mempertimbangkan ketika

mendeskribsikan dan melukiskan struktur tiga dimensinya

a) Konfigurasi : Geometrical isomer

Beberapa karotenoid dapat ada dalam beberapa bentuk isomer geometrik.

Sekarang ini banyak minat pada bentuk isomer cis, kelarutan, dan stabilitas

dibandingkan dengan isomer linear all-trans memberikan kenaikan kepada

perbedaan sifat biologis.

b) Konfigurasi absolute: Keulinan (chirality)

Kebanyakan dari karotenoid yang diketahui memiliki struktur sekurang

9

berbeda, termasuk didalamnya enantiomer. Aksi biologi mungkin spesifik

untuk satu enantiomer.

c) Penyesuaian

Pada prinsipnya rotasi memungkinkan kira-kira untuk beberapa ikatan

tunggal C – C. Aplikasi dari metode x-ray cristallography untuk mementukan

penyesuaian meluas linear dari rantai polyene kaku, bentuk cincin, dan sudut

yang didinginkan berliku-liku kira-kira C6 sampai C7 dari ikatan tunggal

pada karotenoid yang berakhir dengan ikatan cincin.

2. Sistem Ikatan Rangkap Konjugasi

Karakterisasi pada bagian pusat dari struktur merupakan kunci dari banyak

sifat penting karotenoid.

a) Sifat photochemical dan penyerapan cahaya. Energi dibutuhkan untuk

membawa transisi secara komparatif keadaan eksitasi energi rendah adalah

relatif kecil dan kecocokan untuk cahaya pada daerah visibel pada jarak

gelombang 400-500 nm. Ini memberikan peningkatan pada warna kuning,

merah dan orange yang secara umum terkait dengan karotenoid. Tingkat

energi dari karotenoid pada keadaan singlet atau triplet diposisikan pada

karotenoid untuk berpartisipasi dalam proses transfer energi. Transfer energi

singlet-singlet dan triplet-triplet ini merupakan dasar untuk peran pemanenan

10

baik harus dilakukan untuk memastikan bahwa sampel yang digunakan

seperti untuk investigasi bebas dari peroksida dan produk degradasi lainnya.

c) Karotenoid radikal

Karotenoid radikal dan ion radikal stabil dengan adanya delokalisasi dari

elektron yang tidak berpasangan sepanjang rantai polyene dan mempunyai

sifat khusus yang berkaitan dengan fungsi dari karotenoid. Misalnya pada

fotosintesis dan anti-oksidan atau pro-oksidan.

3. Interaksi Molekuler

Sifat fisik dan kimia dari karotenoid dipengaruhi oleh interaksi dengan

molekul lainya, seperti lemak dan protein. Karotenoid dapat mempengaruhi

struktur, sifat matrik dari molekul yang berada disekitarnya.

a) Aggregation.

Karena hidrophobik yang sangat tinggi, karotenoid menunjukan

kecenderungan untuk mengalami aggregrasi dan kristalisasi. Aggregation

mengubah sifat dari karotenoid seperti penyerapan cahaya dan kereaktifan

kimia.

b) Karotenoid pada membran.

Karotenoid merupakan senyawa kimia yang sangat hidrophobik, sehingga

akan diasosiasikan dengan lemak atau struktur hirophobik atau membran.

Molekul hidrophobik sering dilokasikan ke membran alami dan merupakan

bagian integral struktur membran komplek.

c) Interaksi protein-karotenoid

Interaksi antara karotenoid dan protein terjadi pada semua jenis organisme

11

2.2.2 Manfaat Karotenoid

Karotenoid banyak dikonsumsi orang dari makanan alami seperti buah dan

sayur-sayuran karena lebih sehat serta memiliki angka kematian yang rendah dari

beberapa penyakit kronis. Pada manusia karotenoid seperti β-carotene sangat berperan sebagai prekusor dari vitamin A, suatu pigmen yang sangat penting

untuk proses penglihatan, karotenoid juga berperan sebagai anti oksidan dalam

tubuh Ravi et al. (2010). Karatenoid merupakan scavenger yang efisien untuk

radikal bebas serta dapat secara signifikan mengurangi resiko dari penyakit kanker

Henrikson (2009).

2.3 Ekstraksi Karotenoid

Ekstraksi merupakan pemisahan senyawa tertentu dari campuran

menggunakan pelarut. Ekstraksi pelarut menghasilkan senyawa tidak murni,

karena setelah proses tersebut senyawa yang diinginkan masih tercampur dengan

pelarut, beberapa jenis lilin, albumin dan zat warna, sehingga diperlukan proses

pemisahan dan pemurnian senyawa misalnya rektifikasi.

Ekstraksi secara umum dapat digolongkan menjadi dua yaitu ekstraksi

cair-cair dan ekstraksi padat-cair-cair. Pada ekstraksi cair-cair-cair-cair, senyawa yang dipisahkan

terdapat dalam campuran yang berupa cairan, sedangkan ekstraksi padat-cair

adalah suatu metode pemisahan senyawa dari campurannya yang berupa padatan.

12

Keterangan: Xn = berat zat terlarut yang diperoleh (g)

Xo = berat zat terlarut yang diekstrak (g)

D = perbandingan distribusi kedua fase

V = volume larutan (ml)

v = volume pelarut (ml)

Cara ekstraksi senyawa padat-cair dengan prosedur klasik adalah

menggunakan ekstraksi kontinyu dengan alat ekstraktor Soxhlet menggunakan

pelarut yang berbeda-beda, misalnya eter, petroleum eter dan kloroform. Cara

kerja dengan ekstraksi pelarut menguap cukup sederhana yaitu bahan dimasukkan

ke dalam ketel ekstraktor. Pelarut akan berpenetrasi ke dalam bahan dan

melarutkan minyak beserta beberapa jenis lilin, albumin, dan zat warna Guenther

(1987). Ekstrak yang diperoleh disaring dengan penyaringan vakum, lalu

dipekatkan dengan rotary evaporatorvakum yang akan memekatkan larutan tanpa

terjadi percikan pada temperatur antara 30oC sampai 40oC. Saat ini, monoterpen

dan seskuiterpen diisolasi dari jaringan tanaman dengan ekstraksi memakai eter,

eter minyak bumi atau aseton Harborne (1987).

Cara lain yang dapat dilakukan adalah maserasi, yaitu menggunakan lemak

panas, dengan temperatur mencapai 80oC dan jaringan tanaman yang dimaserasi

dicelupkan ke dalamnya. Penggunaan lemak panas dapat digantikan dengan

pelarut organik yang volatil. Penekanan utama metode ini adalah tersedianya

waktu kontak yang cukup antara pelarut dengan jaringan yang diekstrasi Guenther

(1987).

Maserasi merupakan penyarian zat aktif yang dilakukan dengan cara

13

sampai tiga hari pada temperatur kamar terlindung dari cahaya, cairan penyari

akan masuk ke dalam sel melewati dinding sel. Isi sel akan larut karena adanya

perbedaan konsentrasi antara larutan di dalam sel dengan di luar sel. Larutan yang

konsentrasinya tinggi akan terdesak keluar dan diganti oleh cairan penyari dengan

konsentrasi rendah (proses difusi). Peristiwa tersebut berulang sampai terjadi

keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel. Selama

proses maserasi dilakukan pengadukan dan penggantian cairan penyari setiap hari.

Endapan yang diperoleh dipisahkan dan filtratnya dipekatkan (Sudjadi, 1986).

Ekstraksi karotenoid sangat ditentukan oleh pelarut yang digunakan karena

keberadaan karotenoid intraseluler dan bersifat sangat hidrofobik Dutta et al.

(2006). Oleh karena itu karotenoid umumnya diekstrak dengan pelarut non polar

Mortensen (2006).

Beberapa penelitian yang telah dilakukan menggunakan perbandingan bahan

dengan pelarut dan lama ekstraksi dalam mengekstrak karotenoid dari bahan salah

satunya yaitu pada ekstraksi pigmen karotenoid labu kabocha perlakuan terbaik

yaitu rasio antara bahan dengan pelarut yaitu 1:9, dan lama ekstraksi 25 menit

pelarut yang digunakan petroleum eter dan aseton Manasika dan Widjanarko

(2015), pada penelitian stabilitas warna ekstrak buah merah menunjukkan

perlakuan lama ekstraksi buah merah dengan pemanasan menggunakan suhu

14

2.4 Pelarut

Pelarut adalah benda cair atau gas yang melarutkan benda padat, cair atau

gas, yang menghasilkan sebuah larutan. Pelarut paling umum digunakan dalam

kehidupan sehari- hari adalah air. Disamping itu juga menggunakan bahan kimia

organik (mengandung karbon) yang juga disebut pelarut organik. Pelarut organik

biasanya memiliki titik didih rendah dan lebih mudah menguap, meninggalkan

substansi terlarut yang didapatkan. Untuk membedakan antara pelarut dengan zat

yang dilarutkan, pelarut biasanya terdapat dalam jumlah lebih besar Wanto dan

Romli (1977).

2.4.1 Kloroform

Kloroform adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl3). Kloroform

merupakan senyawa karbon yang berwujud cair dan mudah menguap pada suhu

kamar. Kloroform dikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius,akan

tetapi penggunaanya sudah dilarang karena telah terbukti dapat merusak liver

dan ginjal. Kloroform kebanyakan digunakan sebagai pelarut nonpolar di

laboratorium. Wujudnya pada suhu ruang berupa cairan bening, mudah

menguap, dan berbau khas.

Kloroform dapat disintesis dengan cara mencampuran etil alkohol atau

etanol dengan kalsium hipoklorit. Kalsium hipoklorit merupakan donor unsur

klor. Selain kalsium hipoklorit, penyumbang unsur klor yang dapat dipakai

adalah pemutih pakaian. Pemutih pakaian memiliki senyawa aktif yaitu asam

hipoklorit. Etil alkohol dipanaskan dan dicampurkan dengan kalsium hipoklorit

Sunarya (2012). Penggunaan pelarut kloroform dalam ekstraksi buah pandan

15

kandungan lemak yang terdapat dalam buah pandan, dengan pemecahan lemak

tersebut maka akan memudahkan dalam mengekstraksi senyawa yang terdapat

dalam buah pandan. Polaritas bahan pelarut dan angka konstanta

dielektrikumnya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Konstanta dielektrikum bahan-bahan pelarut

Bahan Pelarut Konst. *misibel artinya dapat bercampur dengan air dalam berbagai proporsi.

Sumber : Sudarmadji dkk. (1997)

2.4.2 n-Heksana

Heksana adalah sebuah senyawa hidrokarbon alkana dengan rumus kimia

-16

polar yang volatil (mudah menguap), tidak beracun, dan tidak higroskopis.

Heksana merupakan penerima ikatan hidrogen yang lemah dan bukan suatu donor

ikatan hidrogen karena tidak adanya proton yang bersifat asam Maulida D. dkk.

(2010).

2.4.3 Etil Asetat

Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3.

Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat. Senyawa ini berwujud

cairan tak berwarna, memiliki aroma khas. Senyawa ini sering disingkat EtOAc,

dengan Et mewakili gugus etil dan OAc mewakili asetat. Etil asetat diproduksi

dalam skala besar sebagai pelarut.

Etil asetat adalah pelarut polar menengah yang volatil (mudah menguap),

tidak beracun, dan tidak higroskopis. Etil asetat merupakan penerima ikatan

hidrogen yang lemah, dan bukan suatu donor ikatan hidrogen karena tidak

adanya proton yang bersifat asam yaitu hidrogen yang terikat pada atom

elektronegatif seperti flor, oksigen, dan nitrogen. Etil asetat dapat melarutkan air

hingga 3%, dan larut dalam air hingga kelarutan 8% pada suhu kamar.

Kelarutannya meningkat pada suhu yang lebih tinggi. Namun demikian,

senyawa ini tidak stabil dalam air yang mengandung basa atau asam. Pembuatan

etil asetat secara niaga dari asam asetat dan etanol meliputi penyulingan ester

bertitik didih rendah (titik didih= 77oC) begitu ester ini terbentuk dari reaksi.

Hasil sulingan sebenarnya merupakan azeotron tiga (suatu campuran yang tetap

mendidih pada suhu tetap) mendidih pada suhu 70 oC dan terdiri atas 83% etil

17

diambil dengan proses ekstraksi, dan etanolnya didaur kembali untuk

pengesteran lebih lanjut (Pine, 1988).

CH3CO2C2H5 (etil asetat) + NaOH (natrium hidroksida) → C2H5OH (etanol) +

CH3CO2Na (natrium asetat).

2.4.4 Aseton

Aseton juga dikenal sebagai propanon, dimetil keton, 2-propanon,

propan-2-on, dimetilformaldehida, dan β-ketopropana, adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Dengan karakteristik, rumus molekul

CH3COCH3, berat molekul 50,1 kg/mol, melting point - 94,6o C, dan spesifik

gravity 0,7863 ( 25oC)

Aseton dapat digunakan untuk mengaktifkan karbon arang dari batok

kelapa. Carbon dari proses carbonasi batok kelapa yang merupakan bahan

penutup porinya adalah tar, akan diekstrasi dengan dikontakkan dengan aseton

Suhartono dkk. (1998). Aseton sangat baik digunakan untuk mengencerkan resin

kaca serat, membersihkan peralatan kaca gelas, dan melarutkan resin epoksi dan

lem super sebelum mengeras. Ia dapat melarutkan berbagai macam plastik dan