Uji Stabilitas Karotenoid dalam Madu
Tesis
Diajukan kepada
Program Pascasarjana Magister Biologi
Untuk memperoleh gelar Magister Sains Biologi (M.Si)
Disusun oleh :
Retno Hariyani
422008007
Program Studi Magister Biologi Program Pascasarjana
Universitas Kristen Satya WacanaSalatiga
2012
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Retno Hariyani
NPM : 422008007
Progdi : Magister Biologi
Alamat : Jl. A. Yani 96 G Salatiga 50724
Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya dan dengan penuh
kesadaran bahwa dalam menulis tesis dengan judul “Uji Stabilitas
Karotenoid dalam Madu” saya tidak melakukan plagiasi atau
mengambil alih seluruh atau sebagian besar karya tulis orang lain
tanpa menyebutkan sumbernya. Jika saya terbukti melakukan
tindakan plagiasi, saya bersedia dicabut hak saya sebagai
mahasiswa atau dicabut kembali gelar yang sudah diberikan dan
akibat hukum lainnya.
Salatiga, 2 Maret 2012
Yang membuat pernyataan
Retno Hariyani
Abstrak
Madu sangat bermanfaat dalam bidang pangan, kecantikan dan kesehatan. Warna madu yang kekuningan disebabkan oleh kandungan pigmen karotenoid yang terdapat didalamnya. Uji stabilitas karotenoid terhadap pengaruh cahaya maupun oksigen berguna dalam industri untuk mengetahui cara yang lebih efektif dalam pengolahan maupun pengemasan. Selama ini uji kestabilan pigmen telah banyak dilakukan dengan spektrometer Infrared. Namun pengukuran tersebut hanya terbatas pada sampel cair dan transparan. Dengan metode tersebut, produk yang tidak berbentuk cair dan transparan tidak mungkin dapat diukur. Dalam penelitian ini, uji fotostabilitas beta karoten dilakukan dengan menggunakan spektroskopi Near Infared (NIR). Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah untuk mengetahui stabilitas campuran pigmen dengan madu maupun produk lainnya. Kekurangan jumlah pigmen menjadi kendala utama penelitian ini. Walaupun demikian, spektrometer NIR dengan metode subtraksi telah berhasil mendapatkan spektrum beta karoten dan likopen. Spektrum likopen mempunyai puncak utama pada5242 cm-1 sedangkan beta karoten 4334 cm-1. Kedua puncak tersebut berhubungandengan C-H mode vibrasi regangan. Uji fotostabilitas dilakukan dengan dua cara yaitu dengan pelarut dan tanpa pelarut. Hasil fotostabilitas dengan pelarut menunjukkan bahwa intensitas spektrum beta karoten pada 4178 cm-1
menurun seiring bertambahnya waktu penyinaran. Sedangkan uji fotostabilitas dan oksidasi beta karoten tanpa pelarut tidak menemukan hubungan linier antara waktu penyinaran dan intensitas spektrum. Pada penelitian ini pigmen belum berhasil dicampurkan dengan madu untuk diukur fotostabilitasnya. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui stabilitas pigmen terhadap berbagai produk.
i
Abstract
Honey is very beneficial, not only for agricultural sector but also in cosmetology and health. Honey comes in shades of golden as it contains carotenoids. The stability testing of carotenoids toward oxygen and light are useful in industrial sector, especially in finding more effective ways of processing and packaging. Infrared spectroscopy has commonly been used for this purpose. Unfortunately, this method is very limited to measure liquid and transparent samples. Therefore, solid, gel, powder or non-transparent liquid are not measurable. In other hand, Near Infrared spectroscopy (NIRS) can be applied for previously mentioned samples without pretreatment. In this research, the photostability and oxidation testing of carotenoids (beta carotene) was done by using NIRS. The long-term goal of this study is to determine the stability in mixture of honey with pigments or honey with other products. The lack of pigment is the main constraint of this study. However, NIRS is able to obtain the spectra of beta carotene and lycopene by using subtraction method. The main peak of lycopene is at 5242 cm-1, while beta carotene is at 4334 cm-1. That two peaks are associated with the CH stretching mode. Photostability testing was done in two ways : with and without solvent. Photostability results showed that the intensity of thebeta-carotene solvent at 4178 cm-1 decreased as irradiation time increased. While the photostability and oxidation testing of beta-carotene without solvent showed no linear correlation between irradiation time and intensity of the spectrum. In this study, the pigment had not been successfully mixed with honey to be processed to the next step. This study is the first step to test the stability of the pigment in the honey and other products. Further study is needed in order to measure the stability of the pigment with honey and other products.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis hantarkan kepada Tuhan
Yesus Kristus atas segala penyertaan dan anugerahNya
sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.
Dalam penulisan tesis ini, penulis mendapat bantuan
dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan
ini penulis ucapkan terima kasih yang tak terhingga
kepada :
1. Beasiswa unggulan Badan Kerja sama Luar
Negeri (BPKLN) dalam kerja sama dengan
Magister Biologi UKSW atas beasiswa yang
diberikan kepada penulis. Kesempatan yang
diberikan kepada penulis ini merupakan suatu
peluang yang sangat berharga yang telah banyak
memperluas pengetahuan penulis.
2. Dr. Ferdy S. Rondonuwu, M.Sc dan Dr.
Suryasatriya Trihandaru, M.Sc.nat selaku
pembimbing atas segala dukungan, bantuan dan
kesabarannya selama proses perkuliahan, riset
maupun penulisan tesis. Terima kasih atas ide-
ide yang sangat membantu dalam penyelesaian
tesis ini.
3. Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D. selaku ketua
program studi. Terima kasih atas bimbingan,
kesabaran dan dukungan yang diberikan kepada
penulis selama ini.
iii
4. Dr. Martanto Martosupono, selaku pengajar dan
sosok ayah terkasih yang selalu mendukung
terselesaikannya tesis ini. Terima kasih atas
semua kebaikan, dukungan, bantuan dan
kesabaran selama proses perkuliahan sampai
terselesaikannya tesis ini.
5. Prof. Haryono Semangun dan semua pengajar di
Magister Biologi. Terima kasih yang tak terhingga
atas pengetahuan yang sudah dibagikan kepada
penulis.
6. Mas Yoga dan Mbak Natalia yang tanpa lelah
membantu penulis dalam banyak hal.
7. Laboran Fisika, Bp. Tafip Hariyanto. Terima kasih
atas bantuan nya dalam pembuatan alat untuk
menguji fotostabilitas.
8. Alexander Putro Santosa, dan keluarga penulis :
ibu, bapak, dek Desy dan mas Deny. Terima
kasih atas dorongan dan bantuan yang luar
biasa.
9. Teman-teman di Magister Biologi, Rina, Etti,
Windu, Inti, Bertha, Dispan, Naely,Ling-ling,
Christine, kak Ana, Yheni, dll. Terima kasih atas
semua bantuan, kasih sayang dan pengalaman
yang telah kita lalui bersama.
10. Sigit Sulistyanto yang telah banyak membantu
dalam proses pembuatan tesis dan dalam banyak
iv
hal. Terima kasih yang tak terkira atas semua
bantuan dan kebaikannya.
11. Semua pihak yang telah membantu
terselesaikannya tesis ini.
v
Daftar Isi
Halaman depan .......................................................... Lembar pengesahan .................................................... Surat pernyataan ........................................................ Abstrak ....................................................................... Abstract ...................................................................... Kata pengantar............................................................. Daftar isi .................................................................. Daftar gambar ............................................................. Daftar tabel ................................................................. Bab I Pendahuluan ................................................... Bab II Tinjauan Pustaka ............................................
2.1 Madu ................................................................2.2 Karotenoid ........................................................
2.2.1 Likopen ..................................................2.2.2 Beta karoten ............................................
2.3 Spektroskopi Near Infrared................................ Bab III Metodologi Penelitian........................................
3.1 Bahan...............................................................3.2 Metode Ekstraksi Karotenoid pada Wortel
dan Tomat ........................................................3.2.1 Kromatografi Kolom ..................................3.2.2 Kromatografi Lapis Tipis............................3.2.3 Spektroskopi UV tampak ..........................
3.3 Metode Penentuan Fotostabilitas Karotenoiddalam Campuran Karotenoid dengan Madu ......3.3.1 Preparasi Larutan Uji ................................3.3.2 Uji Fotostabilitas ......................................3.3.3 Spektroskopi Near-Infrared .......................
3.4 Analisa Data ..................................................... Bab IV Hasil dan Analisa ............................................
4.1 Ekstraksi likopen dari tomat danpengukurannya dengan spektrometer NIR ........
4.2 Ekstraksi beta karoten dari wortel dan pengukurannya dengan spektrometer NIR ........
4.3 Uji fotostabilitas beta karoten dalam pelarut heksana ............................................................
i ii
iii vi
viiiix1669
1112141818
18191920
202020222324
24
35
36
vi
4.4 Uji stabilitas beta karoten tanpa pelarut .......... 474.4.1 Uji fotostabilitas beta karoten ................... 524.4.2 Uji pengaruh oksidasi beta karoten .......... 54
Bab V Kesimpulan dan Saran.................................... 595.1Kesimpulan ...................................................... 595.2Saran .............................................................. 60
Daftar Pustaka ........................................................... 62Lampiran A Foto penelitian ..................................... 64Lampiran B Gambar spektrum dari spektrometer
NIR....................................................... 67
vii
Daftar Gambar
Gb. 2.2.1 IsoprenaGb. 2.2.2 Struktur karotenoid (alfa karoten)Gb. 2.2.3 Struktur likopenGb. 2.2.4 Struktur beta karotenGb. 2.3.1 Interaksi cahaya dengan sampel Gb. 3.2.1 Diagram alat penyinaran sampel Gb. 4.1.1 Spektrum reflektan asetonGb. 4.1.2 Spektrum absorban asetonGb. 4.1.3 Spektrum campuran aseton-likopenGb. 4.1.4 Spektrum likopenGb. 4.1.5 Spektrum maduGb. 4.1.6 Spektrum madu- likopenGb. 4.1.7 Spektrum likopenGb. 4.3.1 Spektrum heksanaGb. 4.3.2 Spektrum heksana –beta karotenGb. 4.3.3 Spektrum beta karotenGb. 4.3.4 Spektrum heksana-beta karoten penyinaran 0-60 menitGb. 4.3.5 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan
pembesaran pada 4300 – 4350 cm-1
Gb. 4.3.6 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan pembesaran pada 4200 – 4700 cm-1
Gb. 4.3.7 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan pembesaran pada 4160-4200 cm-1
Gb. 4.4.1 Spektrum petri kosongGb. 4.4.2 Spektrum beta karoten-petriGb. 4.4.3 Spektrum beta karoten dengan pembesaran pada
4000-6500 cm-1
Gb. 4.4.4 Spektrum beta karoten setelah disubstraksiGb. 4.4.5 Spektrum beta karotenGb. 4.4.6 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi sebelum
dikurangi petriGb. 4.4.7 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi setelah
dikurangi petri
viii
Daftar Tabel
Tabel 1 Urutan intensitas spektrum uji fotostabilitas (dari tinggi ke rendah)
Tabel 2 Urutan intensitas spektrum uji oksidasi (dari tinggi ke rendah)
ix