SKRIPSI KARAKTERISASI DAN PURIFIKASI ANTOSIANIN PADA BUAH DUWET (Syzygium cumini) Oleh BEATRICE BENNITA LEIMENA F24103029 2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
KARAKTERISASI DAN PURIFIKASI ANTOSIANIN PADA BUAH DUWET (Syzygium cumini) SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : BEATRICE BENNITA LEIMENA F24103029 2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN KARAKTERISASI DAN PURIFIKASI ANTOSIANIN PADA BUAH DUWET (Syzygium cumini) SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : BEATRICE BENNITA LEIMENA F24103029 Dilahirkan pada tanggal 14 Januari 1985 Di Kudus Tanggal lulus : Januari 2008 Menyetujui: Bogor, 2008 Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, MAgr. Dosen Pembimbing Mengetahui, Dr. Ir. Dahrul Syah, Msc. Ketua Departemen ITP
Beatrice Bennita Leimena. F24103029. Karakterisasi dan Purifikasi Antosianin pada Buah Duwet (Syzygium cumini). Di bawah Bimbingan : C. Hanny Wijaya. 2008 RINGKASAN Warna merupakan salah satu penentu mutu pada produk pangan. Suatu pangan yang memiliki nilai gizi yang tinggi, apabila tidak didukung dengan warna yang sesuai maka akan menurunkan mutu produk tersebut. Pewarna makanan dapat dibedakan menjadi tiga kelompok berdasarkan asalnya yaitu pewarna alami, identik alami, dan buatan. Salah satu buah yang berpotensi sebagai sumber pewarna alami adalah buah duwet (Syzygium cumini). Buah ini banyak dijumpai di Indonesia namun belum dimanfaatkan secara optimal. Buah yang sudah matang akan berwarna ungu kehitaman dan berpotensi sebagai sumber pigmen antosianin untuk digunakan dalam industri pangan sehingga dapat meningkatkan nilai manfaat dari buah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik kimia dari buah duwet seperti komposisi kimia dan kandungan antosianin serta mempelajari proses purifikasi untuk menduga karakteristik antosianin yang terdapat dalam buah duwet sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pigmen alami. Pada penelitian ini dilakukan pengujian untuk mengetahui komposisi kimia dari buah duwet, yang meliputi kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, dan karbohidrat. Selain itu juga dilakukan pengukuran konsentrasi antosianin dan perhitungan rendemen antosianin pada beberapa sampel, yaitu : kulit buah duwet (pada beberapa tingkat kematangan), kulit dan daging buah duwet dengan tingkat kematangan tertinggi serta sampel pembanding (anggur dan kubis ungu). Pengukuran konsentrasi antosianin dilakukan dengan menggunakan metode ph-differential dan hasil yang diperoleh dinyatakan sebagai kandungan antosianin. Tahap selanjutnya dilakukan proses ekstraksi pada kulit buah dengan kandungan antosianin tertinggi. Ekstrak tersebut kemudian dimurnikan dengan menggunakan C-18 Sep-Pak Cartridge. Ekstrak yang telah dimurnikan kemudian dihidrolisis basa dan asam. Selanjutnya dilakukan analisis dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan TLC untuk mengetahui karakteristik dari pigmen antosianin yang terdapat dalam buah duwet. Analisis dengan spektrofotometer digunakan untuk mengetahui spektra dari antosianin yang terdapat dalam buah duwet, sedangkan analisis dengan TLC untuk menduga jenis antosianin yang terdapat dalam buah duwet. Kulit buah duwet yang digunakan memiliki kadar air 83.53 %, kadar abu 0.40 %, kadar lemak 0.30 %, kadar protein 0.68 %, dan karbohidrat 15.09 %. Sedangkan kulit dan daging buah duwet tanpa biji memiliki kadar air 86.51 %, kadar abu 0.21 %, kadar lemak 0.13 %, kadar protein 0.84 %, dan karbohidrat 12.31 %. Pada penelitian ini proses ekstraksi dilakukan dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol. Kandungan antosianin dalam kulit buah duwet berbeda pada berbagai tingkat kematangan. Kulit berwarna hijau tidak memiliki kandungan antosianin, kulit buah berwarna merah memiliki antosianin sebesar 0.19 mg CyE/g, kulit buah dengan warna merah agak keunguan sebesar 1.04 mg
CyE/g, kulit buah dengan warna ungu sedikit merah sebesar 2.67 mg CyE/g, dan kulit buah dengan warna ungu kehitaman sebesar 3.79 mg CyE/g. Sedangkan kandungan antosianin dalam kulit dan daging buah duwet dengan kematangan tertinggi sebesar 1.24 mg CyE/g. Kandungan antosianin pada sampel pembanding sebesar 0.51 mg CyE/g pada kulit buah anggur dan 0.82 mgcye/g pada kubis ungu. Rendemen antosianin yang terdapat dalam kulit buah duwet pada berbagai tingkat kematangan sebagai berikut: untuk kulit buah berwarna hijau sebesar 0 %, kulit buah dengan warna merah sebesar 0.02 %, kulit buah dengan warna merah agak keunguan sebesar 0.10 %, kulit buah dengan warna ungu sedikit merah sebesar 0.27 %, kulit buah dengan warna ungu kehitaman sebesar 0.38 %, dan pada bagian kulit dan daging buah sebesar 0.12 %. Sedangkan rendemen antosianin pada kulit buah anggur sebesar 0.05 % dan kubis ungu sebesar 0.08 %. Proses purifikasi dilakukan dengan menggunakan C-18-Sep Pak Cartridge dengan pelarut metanol yang mengandung 0.01 % HCl. Proses purifikasi ini dilakukan untuk menghilangkan senyawa-senyawa yang menggangu, seperti gula dan asam. Hidrolisis basa digunakan untuk menghilangkan gugus asil, sedangkan hidrolisis asam digunakan untuk menghilangkan gugus gula. Karakteristik antosianin diketahui dengan analisis spektrofotometri dan TLC dengan eluen BAW (n-butanol : asam asetat : air = 4:1:5). Antosianin yang terdapat dalam buah duwet ini diduga tidak memiliki gugus asil. Hal ini dapat dilihat dari tidak adanya tambahan panjang gelombang maksimum didaerah 310-335 nm, pergeseran panjang gelombang maksimum (274 nm dan 536 nm), dan perubahan nilai Rf setelah dihidrolisis basa. Jenis antosianidin yang terdapat dalam buah duwet diduga adalah petunidin. Sedangkan jenis antosianin yang terdapat dalam buah duwet ini diduga ada dua yaitu petunidin-3-rhamnosa (Rf = 40) dan sianidin-3- soporosa (Rf = 33). Jenis antosianin yang lebih banyak yaitu petunidin-3- rhamnosa.
RIWAYAT HIDUP PENULIS Penulis dilahirkan di Kudus, 14 Januari 1985 dan merupakan anak kedua dari pasangan Lazarus Leimena dan Inajati Gani. Penulis menempuh pendidikannya di TK Cahaya Nur Kudus, SD Cahaya Nur Kudus, SLTP Negeri I Kudus, SMU Sedes Sapientiae Semarang, dan berhasil masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masuk IPB) di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Petanian. Selama melakukan studi di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan dan organisasi. Penulis adalah anggota Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Persekutuan Mahasiswa Kristen IPB (PMK) (2003-2007). Penulis juga berperan serta sebagai panitia dalam kegiatan Konferensi HMPPI (Himpunan Mahasiswa Peduli Pangan Indonesia), BAUR 2005, dan LCTIP (Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan) 2005. Pada tahun 2005, penulis ikut ambil bagian dalam seminar dan pelatihan HACCP yang diselenggarakan oleh Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, IPB dan BPOM- RI. Penulis pernah menjadi asisten praktikum Penyimpanan Pangan pada periode Januari-Juni 2007. Penulis menyelesaikan tugas akhirnya untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, dengan melakukan penelitian yang berjudul Karakterisasi dan Purifikasi Antosianin pada Buah Duwet (Syzygium cumini). Penelitian ini dilakukan mulai bulan Maret sampai dengan November 2007. Penelitian ini bertempat di laboratorium ITP dan Seafast Center, IPB.
i KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus karena penyelesaian skripsi terjadi bukan atas kekuatan penulis sendiri, melainkan juga atas anugerah kekuatan-nya. Terima kasih untuk setiap kegagalan dan keberhasilan yang terus menempa keuletan penulis. Selain itu, banyak pihak yang juga telah membantu penulis selama perjalanan hidup dan pelaksanaan tugas akhir. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang mendalam kepada: 1. Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, MAgr. selaku Dosen Pembimbing Akademik sekaligus Dosen Pembimbing Skripsi. Terima kasih atas bimbingan, masukan, dorongan, dan saran Ibu selama ini. 2. Dr. Ir. Dede. R. Adawiyah, MSi. selaku dosen penguji. Terima kasih atas masukan dan kesediaan Ibu sebagai penguji. 3. Ibu Didah Nurfaridah, STP. MSi. selaku dosen penguji. Terima kasih atas masukan dan kesediaan Ibu sebagai penguji. 4. Ibu Puspita Sari STP, MAgr. selaku pemberi proyek dalam penelitian tentang buah duwet ini dan pemberi masukan kepada penulis. 5. Keluargaku: Papa, Mama, Ci Milkha, dan Robby atas perhatian, dukungan, doa, dan semangat kepada penulis. 6. Teman teristimewaku, Daniel yang telah memberikan dukungan, semangat, saran, dan doa kepada penulis. 7. Teman-teman satu bimbingan bu Hanny : Eko, Andrea, Tuti, Ratna, teman-teman ITP 39, 41, dan 42, terima kasih atas semangat dan dukungannya serta perkumpulannya selama bimbingan. 8. Sahabat-sahabatku : JSMP (Nana, Olla, Pau-pau, Nat-nat, Dey, Indi, Betsy, Fani), Anas, Tya, Rika, Fena, Agnes, Eko, Andreas, Agus, Hendy, terima kasih atas dukungan dan semangat dari kalian. 9. Sahabatku Tintin dan Jesslyn atas semangat, kebersamaan, dan doa kepada penulis.
ii 10. Teman-teman ITP 40 : Hayuning, Herher, Dhani, Martin, Danang, Reza, Tilo, Mita, Lilin, Ajik, Andal, Steph, Rina, Lasty, dan semua teman-teman lainnya yang tidak bisa disebutkan satu-persatu. Terima kasih atas dukungannya selama 4 tahun ini. 11. Teman-teman ITP 39, 41, dan 42. Terima kasih atas dukungan dan semangatnya. 12. Teman-teman Perwira 45 : Mpin dan Nene (atas semangatnya kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi), Ajik (atas bimbingannya kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi), Ella, Lisa, Tere, Cat2, dan yang lainnya. Terima kasih atas kebersamaannya selam penulis tinggal di Bogor. 13. Staf dan Teknisi Laboratorium ITP, Seafast Center, dan LJA : Pak Sobirin, Pak Wahid, Pak Koko, Bu Rubiah, Pak Rojak, Pak Taufik, Mba Ririn, dan teknisi lainnya yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian. 14. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi berbagai pihak dengan berbagai cara. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Bogor, Januari 2008 Penulis
iii DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR LAMPIRAN... vii I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN... 2 C. MANFAAT... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. DUWET... 3 B. ANTOSIANIN... 6 C. EKSTRAKSI ANTOSIANIN... 9 D. PURIFIKASI ANTOSIANIN... 11 E. KARAKTERISASI ANTOSIANIN... 12 III. METODOLOGI PENELITIAN... 15 A. BAHAN DAN ALAT... 15 1. BAHAN... 15 2. ALAT... 15 B. TAHAPAN PENELITIAN... 15 1. Persiapan Kulit Buah Duwet... 16 2. Ekstraksi Antosianin... 16 3. Purifikasi Antosianin... 17 4. Hidrolisis Basa dan Asam... 17 C. METODE ANALISIS... 17 1. Penentuan Kadar Air... 17 2. Penentuan Kadar Abu... 18 3. Penentuan Kadar Protein... 18 4. Penentuan Kadar Lemak... 19
iv 5. Penentuan Kadar Karbohidrat... 19 6. Penentuan Konsentrasi Antosianin... 20 7. Penentuan Rendemen Antosianin... 20 8. Penentuan Karakteristik Antosianin... 21 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 22 A. KARAKTERISTIK KIMIA BUAH DUWET... 22 1. Komposisi Kimia Buah Duwet... 22 2. Kandungan Antosianin Buah Duwet... 24 B. EKSTRAKSI ANTOSIANIN... 29 C. PURIFIKASI ANTOSIANIN... 32 D. KARAKTERISASI ANTOSIANIN... 34 V. KESIMPULAN DAN SARAN... 44 A. KESIMPULAN... 44 B. SARAN... 45 DAFTAR PUSTAKA... 46 LAMPIRAN... 51