PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TUGAS AKHIR Saya mahasiswa Jurusan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Industri Universitas Pelita Harapan, Nama : Victorine P. Tengco Nomor Pokok Mahasiswa : Jurusan : Teknologi Pangan Dengan ini menyatakan bahwa karya tugas akhir yang saya buat dengan judul OPTIMASI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L. Lam) TERHADAP ph DAN SUHU DENGAN METODE RSM adalah: 1) Dibuat dan diselesaikan sendiri dengan berdasarkan hasil kuliah, tinjauan lapangan, dan buku-buku serta jurnal acuan yang tertera di dalam referensi pada karya tugas akhir saya. 2) Bukan merupakan duplikasi karya tulis yang sudah dipublikasi atau yang pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di universitas lain, kecuali pada bagian-bagian sumber informasi dicantumkan dengan cara referensi yang semestinya. 3) Bukan merupakan karya terjemahan dari kumpulan buku atau jurnal acuan yang tertera di dalam referensi pada karya tugas akhir saya. Jika terbukti saya tidak memenuhi apa yang telah dinyatakan di atas, maka karya tugas akhir ini dinyatakan batal. Karawaci, 16 Februari 2011 Yang membuat pernyataan, (Victorine P. Tengco)

2 UNIVERSITAS PELITA HARAPAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING TUGAS AKHIR OPTIMASI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L. Lam) TERHADAP ph DAN SUHU DENGAN METODE RSM Oleh : Nama : VICTORINE P. TENGCO NPM : Jurusan : Teknologi Pangan Telah dipertahankan dalam Sidang Tugas Akhir guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Strata Satu pada Jurusan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Industri Universitas Pelita Harapan Karawaci Tangerang, Banten. Karawaci, 16 Februari 2011 Menyetujui : Pembimbing Utama Co-Pembimbing (Dr. Ir. Hardoko, MS) (Ir. Melanie Cornelia, MT) Ketua Jurusan Teknologi Pangan Dekan (Nuri Arum Anugrahari, MP) (Herman Y. Kanalebe, Ph.D) iii

3 UNIVERSITAS PELITA HARAPAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERSETUJUAN TIM PENGUJI TUGAS AKHIR Pada hari Rabu, 26 Januari 2011 telah diselenggarakan Sidang Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan akademik guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Strata Satu pada Jurusan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Industri Universitas Pelita Harapan, atas nama: Nama : VICTORINE P. TENGCO NPM : Jurusan : Teknologi Pangan Fakultas : Teknologi Industri termasuk ujian Tugas Akhir yang berjudul OPTIMASI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L. Lam) TERHADAP ph DAN SUHU DENGAN METODE RSM oleh tim penguji yang terdiri dari: Nama penguji Jabatan dalam Tim Penguji Tanda Tangan 1. Tagor M. Siregar, M.Si, sebagai Ketua 2. Dr. Ir. Hardoko, MS, sebagai Anggota 3. Natania, M.Eng, sebagai Anggota iv

4 OPTIMASI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L. Lam) TERHADAP ph DAN SUHU DENGAN METODE RSM OPTIMATION OF ANTIOXIDANT ACTIVITY FROM PURPLE SWEET POTATO EXTRACT (Ipomoea batatas L. Lam) AFFECTING BY ph AND TEMPERATURE USING RSM METHOD Victorine P. Tengco 1), Hardoko 2), Melanie Cornelia 3) (xix pages : 22 tables, 38 figures, and 11 appendixes) ABSTRACT Purple sweet potato (Ipomoea batatas L. Lam) contains quite much antioxidant, especially anthocyanin. Antioxidant stability can be affected by some factors such as the existence of oxygen, light, ph, dan temperature. The aim of this research is to study the effect of ph and temperature towards antioxidant activity using response surface methodology. Antioxidant from purple sweet potato was extracted by maceration process and then the solutions were vaporized using rotary evaporator. The antioxidant was extracted using combination of ethanol and ethyl acetate solution (ratio 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 80:20, 0:100) at random temperature (room temperature, 40 o C, and 60 o C) and time (3, 6, and 9 hours) to optimized the extraction. Next, the best extract with the highest antioxidant activity was given ph (ph 4-8) and temperature treatment (65 o C, 75 o C, 85 o C, and 100 o C). The ph and temperature treatment were given in order to test the antioxidant activity (DPPH method) also the total phenolic. The result then was processed by response surface methodology program to analyze the optimum ph and temperature in resulting the highest antioxidant activity also total phenolic. The result was that the antioxidant extract treated by ph 3,77 and temperature 56,94 o C has a higher antioxidant activity and total phenolic than the other ph and temperature that treated. Keywords : antioxidant activity, ph, purple sweet potato, response methodology, temperature References : 62 ( ) surface 1) Mahasiswa Jurusan Teknologi Pangan Universitas Pelita Harapan 2) Dosen Jurusan Teknologi Pangan Universitas Pelita Harapan 3) Dosen Jurusan Teknologi Pangan Universitas Pelita Harapan v

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat, dan karunianya pada Penulis, sehingga Penulis dapat melaksanakan tugas akhir dan menyusun laporan tugas akhir Optimasi Aktivitas Antioksidan Ekstrak Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L. Lam) Terhadap ph dan Suhu Dengan Metode RSM hingga selesai tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun tidak langsung, dalam pelaksanaan tugas akhir sampai pembuatan laporan tugas akhir ini, yaitu kepada: 1. Bapak Hardoko, MS, selaku Dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir atas kesediaannya dalam memberi bimbingan, saran, dan bantuan kepada Penulis selama dilaksanakannya tugas akhir. 2. Ibu Melanie Cornelia, MT, selaku Dosen Co-Pembimbing Tugas Akhir atas ketersediaannya dalam memberi bimbingan dan saran kepada Penulis selama pelaksanaan tugas akhir. 3. Ibu Nuri Arum Anugrahati, MP, selaku Ketua Jurusan Teknologi Pangan atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk melangsungkan penelitian tugas akhir. 4. Bapak Tagor M. Siregar M.Si, selaku Kepala Laboratorium Kimia atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk melakukan tugas akhir di laboratorim kimia. vi

6 5. Ibu Ratna Handayani, MP, selaku Kepala Laboratorium Penelitian atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menggunakan laboratorium penelitian. 6. Ibu Mery T. D. Ambarita, M.Si, selaku Kepala Laboratorium Quality Control atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menggunakan laboratorium quality control. 7. Bapak Yos, selaku Penanggung Jawab Laboratorium Mikrobiologi atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menggunakan laboratorium mikrobiologi. 8. Segenap laboran atas bantuan dan bimbingannya selama penulis melangsungkan penilitian di laboratorium. 9. Mama, papa, serta seluruh anggota keluarga tercinta yang telah memberi dorongan dan semangat kepada penulis dalam melaksanakan penelitian dan menulis laporan. 10. Segenap dosen, asisten dosen, dan seluruh staff UPH di jurusan Teknologi Pangan yang telah mengajar Penulis selama mengikuti perkuliahan dan membantu penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir. 11. Staf dan karyawan perpustakaan yang telah membantu Penulis. 12. Febrian, Novi, Friska, Devin, Fransiska, Natalia, Marcelia, Adelia, Stephan, Jeffry, Bernike, Clara, Angeline, Adeline, serta seluruh teman-teman lain di UPH atas bantuan dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis dalam penulisan dan penyusunan laporan tugas akhir. 13. Pihak-pihak lain yang namanya belum disebutkan di atas yang telah membantu penulis selama pelaksanaan maupun penulisan laporan tugas akhir. vii

7 Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Adanya masukan dan kritik dari berbagai pihak sangat Penulis harapkan agar dapat membuat laporan ini menjadi lebih baik. Akhir kata, semoga laporan tugas akhir ini dapat memberi manfaat bagi para pembacanya, terutama bagi mahasiswa mahasiswi Teknologi Pangan. Karawaci, Februari 2011 Penulis viii

8 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN KULIT HALAMAN JUDUL PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TUGAS AKHIR PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING TUGAS AKHIR PERSETUJUAN TIM PENGUJI TUGAS AKHIR ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xv DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR LAMPIRAN... xix I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Tujuan Umum Tujuan Khusus... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ubi Jalar Ungu Antioksidan Klasifikasi Antioksidan Antioksidan Berdasarkan Sumbernya... 7 ix

9 Antioksidan Berdasarkan Fungsinya Antioksidan Primer Antioksidan Sekunder Antioksidan Sinergistik Mekanisme Oksidasi dan Antioksidan Faktor yang Mempengaruhi Stabilitas Antioksidan Senyawa Fenolik Metode Analisis Aktivitas Antioksidan Ekstraksi Analisis Warna Response Surface Methodology III. MATERI DAN METODE 3.1 Bahan dan Alat Metode Penelitian Penelitian Tahap I Perlakuan dan Rancangan Percobaan Prosedur Penelitian Tahap I Parameter Penelitian Tahap I Penelitian Tahap II Perlakuan dan Rancangan Percobaan Prosedur Penelitian Tahap II Parameter Penelitian Tahap II Penelitian Tahap III x

10 Perlakuan dan Rancangan Percobaan Prosedur Penelitian Tahap III Parameter Penelitian Tahap III Prosedur Analisis Parameter Rendemen Ekstrak dari Ubi Jalar Ungu Uji Aktivitas Antioksidan Uji Total Fenolik Uji Total Antosianin Analisis Warna Ekstrak Analisis Spektrum Warna Ekstrak dengan Spektrofotometer UV-Vis Analisis Warna Ekstrak dengan Kromameter Analisis HPLC Ekstrak dari Ubi Jalar Ungu Metode RSM IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Penelitian Tahap I Rendemen Ekstrak Aktivitas Antioksidan Ekstrak Total Fenolik Ekstrak Total Antosianin Ekstrak Spektrum Warna Ekstrak Warna Ekstrak Penentuan Pelarut Ekstraksi Terbaik Hasil Penelitian Tahap I xi

11 4.2 Penelitian Tahap II Penentuan Suhu Ekstraksi Rendemen Ekstrak Aktivitas Antioksidan Ekstrak Total Fenolik Ekstrak Total Antosianin Ekstrak Spektrum Warna Ekstrak Warna Ekstrak Penentuan Waktu Ekstraksi Rendemen Ekstrak Aktivitas Antioksidan Ekstrak Total Fenolik Ekstrak Total Antosianin Ekstrak Spektrum Warna Ekstrak Warna Ekstrak Analisis HPLC Ekstrak dari Ubi Jalar Ungu Terbaik Tahap II Penentuan Suhu dan Waktu Ekstraksi Terbaik Hasil Penelitian Tahap II Penelitian Tahap III Aktivitas Antioksidan Penentuan ph dan Suhu Optimum Pengolahan Data dengan Response Surface Methodology (RSM) Verifikasi Saran RSM Total Fenolik xii

12 Penentuan ph dan Suhu Optimum Pengolahan Data dengan Response Surface Methodology (RSM) Verifikasi Saran RSM Penarikan Kesimpulan dari Saran RSM Karakteristik Ekstrak yang Diberi Perlakuan ph 3,77 dan Suhu 56,94 o C V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran...77 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

13 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Kandungan kimia ubi jalar ungu per 100 gram... 5 Tabel 2.2 Sudut hue dan warna yang tampak Tabel 2.3 Spektrum tampak dan warna komplementer pada panjang gelombang tertentu Tabel 4.1 Panjang gelombang maksimum nilai absorbansi ekstrak dengan berbagai kombinasi pelarut Tabel 4.2 Nilai pengukuran warna ekstrak dari ubi jalar ungu yang diekstrak dengan berbagai kombinasi pelarut Tabel 4.3 Karakteristik ekstrak ubi jalar ungu dengan pelarut etanol Tabel 4.4 Panjang gelombang maksimum dan nilai absorbansi ekstrak dengan suhu ekstraksi berbeda Tabel 4.5 Nilai pengukuran warna ekstrak dari ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu berbeda Tabel 4.6 Panjang gelombang maksimum dan nilai absorbansi ekstrak dengan waktu ekstraksi berbeda Tabel 4.7 Nilai pengukuran warna ekstrak dari ubi jalar ungu yang diekstrak dengan waktu berbeda Tabel 4.8 Karakteristik ekstrak antioksidan ubi jalar ungu dengan suhu ekstraksi 40 o C dan waktu ekstraksi 3 jam Tabel 4.9 Nilai IC 50 ekstrak dari ubi jalar ungu yang diberi perlakuan ph dan suhu tetap (65 o C) Tabel 4.10 Nilai IC 50 ekstrak dari ubi jalar ungu yang diberi perlakuan suhu pada ph tetap (ph 4) Tabel 4.11 Penentuan maksimum dan minimum level Tabel 4.12 % Radical scavenger pada ph dan suhu yang disarankan RSM Tabel 4.13 Total fenolik dari ekstrak ubi jalar ungu terpilih yang diberi perlakuan ph pada suhu tetap (65 o C) xiv

14 Tabel 4.14 Total fenolik dari ekstrak ubi jalar ungu terpilih yang diberi perlakuan suhu pada ph tetap (ph 4) Tabel 4.15 Penentuan maksimum dan minimum level Tabel 4.16 Total fenolik pada ph dan suhu yang disarankan RSM Tabel 4.17 % Radical scavenger pada ph 3,77 dan 56,94 o C Tabel 4.18 Total fenolik pada ph 3,4 dan suhu 70 o C Tabel 4.19 Karakteristik ekstrak ubi jalar ungu dengan perlakuan ph 3,77 dan suhu 56,94 o C xv

15 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur dasar antosianin... 6 Gambar 2.2 Ubi jalar ungu... 6 Gambar 2.3 Mekanisme oksidasi lipida Gambar 2.4 Jalur pertama fotosensitisasi Gambar 2.5 Jalur kedua fotosensitisasi Gambar 2.6 Perubahan struktur DPPH menjadi senyawa non radikal Gambar 3.1 Diagram alir preparasi bubur ubi jalar ungu Gambar 3.2 Diagram alir penentuan pelarut ekstraksi terbaik Gambar 3.3 Diagram alir penentuan suhu ekstraksi terbaik Gambar 3.4 Diagram alir penentuan waktu ekstraksi terbaik Gambar 3.5 Diagram alir perlakuan ph untuk memperoleh ph optimum Gambar 3.6 Diagram alir perlakuan suhu untuk memperoleh suhu optimum Gambar 3.7 Diagram alir analisis RSM untuk memperoleh ph dan suhu optimum Gambar 4.1 Rendemen ekstrak ubi jalar ungu dengan pelarut berbeda Gambar 4.2 Nilai IC 50 ekstrak ubi jalar ungu dengan pelarut berbeda Gambar 4.3 Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu dengan pelarut berbeda Gambar 4.4 Total antosianin ekstrak ubi jalar ungu dengan berbagai pelarut Gambar 4.5 Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu Gambar 4.6 Rendemen ekstrak ubi jalar ungu dengan perlakuan suhu Gambar 4.7 Nilai IC 50 ekstrak ubi jalar ungu dengan perlakuan suhu Gambar 4.8 Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu dengan perlakuan suhu xvi

16 Gambar 4.9 Total antosianin ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu ekstraksi berbeda Gambar 4.10 Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu Gambar 4.11 Rendemen ekstrak ubi jalar ungu dengan waktu ekstraksi berbeda Gambar 4.12 Nilai IC 50 ekstrak ubi jalar ungu dengan waktu ekstraksi berbeda Gambar 4.13 Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu dengan waktu ekstraksi berbeda Gambar 4.14 Total antosianin ekstrak ubi jalar ungu dengan waktu ekstraksi berbeda Gambar 4.15 Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu Gambar Hasil analisis ekstrak ubi jalar ungu dengan HPLC Gambar 4.17 IC 50 antioksidan dari ekstrak ubi jalar ungu pada ph Gambar 4.18 IC 50 antioksidan dari ekstrak ubi jalar ungu pada suhu o C Gambar 4.19 Interaksi antara ph, suhu, dan aktivitas antioksidan ubi jalar ungu (3D Mesh Plot) Gambar 4.20 Interaksi antara ph, suhu, dan aktivitas antioksidan ubi jalar ungu (Contour Plot) Gambar 4.21 Total fenolik dari ekstrak ubi jalar ungu pada ph Gambar 4.22 Total fenolik dari ekstrak ubi jalar ungu pada suhu o C Gambar 4.23 Interaksi antara ph, suhu, dan total fenolik ekstrak ubi jalar ungu (3D Mesh Plot) Gambar 4.24 Interaksi antara ph, suhu, dan total fenolik ekstrak ubi jalar ungu (Contour Plot) Gambar Hasil analisis ekstrak ubi jalar ungu dengan HPLC xvii

17 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Rendemen Rendemen daging dari ubi jalar ungu Rendemen ekstrak ubi jalar ungu tahap I Rendemen ekstrak ubi jalar ungu tahap II (suhu ekstraksi) Rendemen ekstrak ubi jalar ungu tahap II (waktu ekstraksi)...89 Lampiran 2. Aktivitas antioksidan ekstrak ubi jalar ungu Aktivitas antioksidan ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan berbagai kombinasi pelarut Aktivitas antioksidan ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu yang berbeda Aktivitas antioksidan ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu 40 o C dan waktu berbeda Penentuan ph optimum pada ekstrak ubi jalar ungu berdasarkan nilai IC 50 (RSM) Penentuan suhu optimum pada ekstrak ubi jalar ungu berdasarkan nilai IC 50 (RSM) Aktivitas antioksidan ekstrak ubi jalar ungu yang diberi perlakuan ph 3,77 dan suhu 56,94 o C Lampiran 3. Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan berbagai kombinasi pelarut Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu berbeda Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan waktu berbeda xviii

18 3.4 Penentuan ph optimum pada ekstrak ubi jalar ungu berdasarkan nilai total fenolik (RSM) Penentuan suhu optimum pada ekstrak ubi jalar ungu berdasarkan nilai total fenolik (RSM) Total fenolik ekstrak ubi jalar ungu yang diberi perlakuan ph 3,77 dan suhu 56,94 o C Lampiran 4. Total antosianin dari ekstrak ubi jalar ungu Total antosianin ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan berbagai kombinasi pelarut Total antosianin dari ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu berbeda Total antosianin dari ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan waktu berbeda Total antosianin dari ekstrak ubi jalar ungu yang diberi perlakuan ph 3,77 dan suhu 56,94 o C Lampiran 5. Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu dengan spektrofotometer UV-Vis Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan berbagai kombinasi pelarut Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu berbeda Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan waktu berbeda Spektrum warna ekstrak ubi jalar ungu yang diberi perlakuan ph 3,77 dan suhu 56,94 o C Lampiran 6. Analisis warna ubi jalar ungu dengan kromameter Warna dari daging ubi jalar ungu segar Warna ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan kombinasi pelarut etanol dan etil asetat Warna ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan suhu berbeda xix

19 6.4 Warna ekstrak ubi jalar ungu yang diekstrak dengan waktu berbeda Warna ekstrak ubi jalar ungu yang diberi perlakuan ph 3,77 dan suhu 56,94 o C Lampiran 7. Hasil analisis dengan Response Surface Methodology Penentuan ph dan suhu optimum (aktivitas antioksidan) Penentuan ph dan suhu optimum (total fenolik) Hasil analisis % radical scavenger dengan RSM Hasil analisis total fenolik dengan RSM Lampiran 8. Gambar ubi jalar ungu yang digunakan dalam penelitian Lampiran 9. Gambar ekstrak dari ubi jalar ungu kontrol (tanpa perlakuan ph) serta yang telah diberi perlakuan ph Lampiran 10. Hasil analisis LC-MS ekstrak dari ubi jalar ungu Lampiran 11. Identifikasi jenis ubi jalar ungu yang digunakan dalam penelitian xx