Aktivitas Antioksidan Ekstrak Umbi Bengkoang pada Berbagai Umur Panen dengan Metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UMBI BENGKOANG PADA BERBAGAI UMUR PANEN DENGAN METODE DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)
SKRIPSI
Oleh:
JUNI ANNIDA LINTANG
090305037/ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2014
AKTIVITAS ANTIOKSIDAN EKSTRAK UMBI BENGKOANG PADA BERBAGAI UMUR PANEN DENGAN METODE DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)
SKRIPSI
Oleh:
JUNI ANNIDA LINTANG
090305037/ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2014 Judul Skripsi : Aktivitas Antioksidan Ekstrak Umbi Bengkoang pada Berbagai Umur Panen dengan Metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)
Nama : Juni Annida Lintang NIM : 090305037 Program Studi : Ilmu dan Teknologi Pangan
Disetujui Oleh, Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP Linda Masniary Lubis, STP, M.Si Ketua Anggota
Mengetahui: Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP
Ketua Program Studi Tanggal Lulus: 27 Januari 2014
ABSTRAK
Juni Annida Lintang. Aktivitas Antioksidan Ekstrak Umbi Bengkoang padaBerbagai Umur Panen dengan Metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl), dibimbing oleh Herla Rusmarilin dan Linda Masniary Lubis.
Bengkoang merupakan Famili Fabaceae yang potensial sebagai sumber antioksidan karena kaya akan flavonoid dan fitoestrogen. Penelitian dilakukan dalam tiga tahap. Tahap I: Pembuatan tepung bengkoang dengan satu faktor, yaitu: umur panen (U):
(3, 4, dan 5 bulan). Tahap II: Pembuatan ekstrak metanolik bengkoang dengan satu
faktor, yaitu: umur panen (U): (3,4, dan 5 bulan). Tahap III: Uji aktivitas antioksidan
ekstrak metanolik fraksi eter/air dengan 2 faktor, yaitu: konsentrasi (K): (10, 20, 40, 80,
160 ppm) dan umur panen (U): (3, 4, dan 5 bulan).Hasil penelitian menunjukkan umur panen berpengaruh berbeda sangat nyata
terhadap komposisi proksimat tepung bengkoang dan rendemen ekstrak metanolik yang
dihasilkan. Kadar air, kadar abu, dan kadar lemak cenderung menurun dengan
meningkatnya umur panen. Sedangkan kadar serat kasar cenderung meningkat. Kadar
protein tepung bengkoang dan rendemen ekstrak metanolik maksimum pada umur 4
bulan dan cenderung menurun pada umur 5 bulan. Interaksi konsentrasi ekstrak dan
umur panen berpengaruh berbeda sangat nyata terhadap aktivitas antioksidan.
Antioksidan fraksi eter cenderung meningkat sedangkan antioksidan fraksi air cenderungmenurun dengan meningkatnya umur panen. Antioksidan ekstrak metanolik bengkoang
tergolong kuat karena IC 50 fraksi eter/air kurang dari 100ppm. Kata kunci : Antioksidan, DPPH, fraksi eter, fraksi air
ABSTRACT
Juni Annida Lintang. Antioxidant Activity of Jicama Roots (Bengkoang) inSeveral Harvesting Age Using DPPH Method (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl), supervised by Herla Rusmarilin and Linda Masniary Lubis.
Jicama or yam bean is Fabaceae Family which is potential as a source of antioxidants as it is rich in flavonoid and phytoestrogen. The research was performed in three stages. Stage I: Making of jicama flour with one factor (harvesting age (U): (3, 4, and 5 months). Stage II: Making of jicama methanolic extract with one factor (harvesting age (U): (3, 4, and 5 months). Stage III: Estimating the antioxidant activity of ether/water
fractions of methanolic extract with two factors i.e: concentration (K): (10, 20, 40, 80,
160 ppm) and harvesting age (U): (3,4, and 5 months).The results showed that the harvesting age had highly significant effect on proximate composition of jicama flour and yield of methanolic extract. Moisture content,
ash content, and fat content tended to decrease with increasing harvesting age.
Meanwhile, crude fiber content tended to increase. The protein content of jicama flour
and yield of methanolic extract were maximum at 4 month harvest and tended to decreaseat 5 months. The interaction of concentration and harvesting age had highly significant
effect on antioxidant activity. The antioxidant of ether fraction tended to increase, but theantioxidant of the water fraction tended to decrease with increasing the harvesting age.
The antioxidant of jicama methanolic extract is categorized as a strong antioxidant because the IC 50 ether/water fractions were less than 100 ppm. Keywords: Antioxidant, DPPH, ether fraction, water fraction.RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan 08 Juni 1991. Penulis merupakan anak ke-2 dari 3 bersaudara dari Ayahanda Hamsir Lintang dan Ibunda Suasa M. Nur Lubis.
Penulis lulus SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) tahun 2009 di Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Sebelum menjadi mahasiswa, penulis menempuh pendidikan formal di SD Negeri 060834 Medan (1997-2003), SMP Negeri 1 Medan (2003-2006), dan SMA Negeri 4 Medan (2006-2009).
Selama menjadi mahasiswa, penulis memiliki pengalaman berorganisasi di (1) BKM Al-Mukhlisin FP USU sebagai Sekretaris Divisi DIKLAT (2009-2010), Bendahara Divisi Ukhuwah Islamiyah (2010-2011), dan staf Divisi Kaderisasi (2011-2012); (2) IMITP FP USU sebagai staf divisi kewirausahaan (2010-2011), (3) KAMMI Komisariat Nusantara USU sebagai Bendahara Umum (2010-2011); dan (4) HMPPI (Himpunan Mahasiswa Peduli Pangan Indonesia) sebagai Koordinator Regional Sumatera (2011-2013).
Penulis berkesempatan menjadi peserta pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS XXIV) di Universitas Hasanuddin, Makassar tahun 2011,
st
delegasi USU dalam Seleksi Regional 1 Food Bowl Quiz Competition di Universitas Andalas, Padang (2011), serta mendapatkan bantuan alat dan pendampingan dari program Wira Usaha Baru (WUB) Kementrian Perindustrian (2012-2013). Penulis merupakan asisten Laboratorium Teknologi Pangan FP USU (2011-2013) dan telah menyelesaikan Praktik Kerja Lapangan di Balai Besar Pengawas Obat dan Makanan (BBPOM) di Medan pada bulan Juli-Agustus 2012.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas limpahan berkah dan nikmat-Nya yang telah memelihara dan memberi kesehatan serta kemudahan kepada penulis, sehingga skripsi ini dapat selesai. Judul penelitian pada skripsi ini adalah “Aktivitas Antioksidan Ekstrak Umbi Bengkoang pada Berbagai Umur Panen dengan Metode DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)”.
Selama menyelesaikan skripsi, penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orangtua tercinta Ayahanda H. Lintang dan Ibunda Suasa M. Nur Lubis atas kasih sayang, didikan, dan dukungan yang selama ini diberikan.
Semoga Allah selalu memberkahi hidup keduanya. Aamiin.
2. Ibu Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP. selaku ketua komisi pembimbing yang begitu banyak memberikan inspirasi, mengajarkan banyak ilmu, membantu dalam teknis penelitian dan penulisan skripsi.
3. Ibu Linda Masniary Lubis STP, M.Si sebagai anggota komisi pembimbing yang telah sabar dan bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing dan mengarahkan selama penyusunan skripsi ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Zulkifli Lubis, M.App.Sc dan Ibu Mimi Nurminah, STP, M.Si yang telah bersedia menguji penulis dalam ujian meja hijau.
5. All Lectures in Food Science & Technology USU (Pak Halim, Pak Terip, Pak Sentosa, Pak Ismed, Bu Elisa, Bu Rona, Bu Lasmanora, Pak Ridwan, dan Bu Era) atas semua ilmu dan pelajaran yang diberikan.
6. Kakak Ara Ridanti Lintang dan Adik Ahmad Muhaisin Lintang atas segala perhatian, dukungan, dan bantuannya.
7. Teman-temanku Food Techno09 alias ITP09 yang banyak memberikan pengalaman berharga. Teman-temanku di BKM Al-Mukhlisin, KAMMI, HMPPI (BPP, BPR, Bapes) dan HMPPI Regional I Sumatera (UGP, Unsyiah, USU, Unand, UR, Unja, dan Unsri), dan promotor SingkongDay, ukhuwah yang begitu indah kawan takkan dilupa, insya Allah.
8. Kakak/abang senior dan adik-adik junior ITP USU
9. Asisten LTP angkatan 2009, 2010, dan semua anak magang LTP angkatan 2011.
10. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu-persatu.
Skripsi ini tidak luput dari kesalahan dan ketidaksempurnaan, Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat-Nya kepada kita semua. Aamiin.
DAFTAR ISI
Hal ABSTRAK ............................................................................................................. i
ABSTRACT ............................................................................................................... i
RIWAYAT HIDUP ................................................................................................ ii KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii DAFTAR ISI ........................................................................................................... v DAFTAR TABEL ................................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... x PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang ............................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 6 Kegunaan Penelitian ...................................................................................... 6 Hipotesis Penelitian ........................................................................................ 6
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 7 Bengkoang ..................................................................................................... 7 Antioksidan .................................................................................................. 12
Flavonoid .............................................................................................. 14 Radikal Bebas .............................................................................................. 16 Ekstraksi ....................................................................................................... 18 Metode DPPH .............................................................................................. 19
METODE PENELITIAN ...................................................................................... 22 Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................... 22 Bahan Penelitian ........................................................................................... 22 Alat Penelitian .............................................................................................. 22 Metode Penelitian ........................................................................................ 23 Model Rancangan ........................................................................................ 24 Pelaksanaa
Pembuatan tepung bengkoang ................................................................ 25 Pembuatan ekstrak metanolik bengkoang ............................................... 26 Pembuatan larutan ekstrak metanolik fraksi eter / air ............................. 26
Pengamatan dan Pengukuran Data ............................................................... 26 Kadar air .................................................................................................. 27 Kadar abu ................................................................................................ 27 Kadar serat kasar ..................................................................................... 27 Kadar protein .......................................................................................... 28
Kadar lemak ............................................................................................ 29
Rendemen ............................................................................................... 29 Uji aktivitas antioksidan fraksi eter dan air ............................................ 30
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 34 Tahap I: Pembuatan Tepung Bengkoang ................................................ 34
Kadar air (%bk) ............................................................................... 35 Kadar abu (%bk) .............................................................................. 36 Kadar lemak (%bk) .......................................................................... 38 Kadar protein (%bk) ........................................................................ 39 Kadar serat kasar (%bk) ................................................................... 41
Tahap II: Pembuatan Ekstrak Metanolik Bengkoang ............................. 43 Rendemen (%) ................................................................................. 43
Tahap III: Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Metanolik Fraksi Eter/Air ........................................................................................ 46
Pengaruh interaksi antara umur panen umbi bengkoang dengan konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) .................................................. 50 Pengaruh interaksi antara umur panen umbi bengkoang dengan konsentrasi ekstrak metanolik fraksi air terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) .................................................. 52 Nilai IC
50 hasil pengujian aktivitas antioksidan (ppm) .................... 54
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 60 Kesimpulan .................................................................................................. 60 Saran ........................................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 62 LAMPIRAN .......................................................................................................... 66
DAFTAR TABEL
No. Hal 1.
Komposisi zat gizi umbi bengkoang ............................................................. 9 2. Komposisi zat gizi umbi dan tepung bengkoang ......................................... 11 3. Komposisi kimia tepung bengkoang umur panen 3 bulan, 4 bulan, dan 5 bulan ...................................................................................... 34
4. Rendemen ekstrak metanolik ........................................................................ 43 5.
Rendemen ekstrak metanolik fraksi eter ...................................................... 45 6. Rendemen ekstrak metanolik fraksi air ........................................................ 45 7. Aktivitas antioksidan ekstrak metanolik fraksi eter dan fraksi air ................ 47 8. Uji LSR efek utama interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) .................. 51
9. Uji LSR efek utama interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter terhadap aktivitas antioksidan (% peredaman DPPH) ................. 53
10. Nilai IC
50
hasil pengujian aktivitas antioksidan (ppm) ................................ 55
DAFTAR GAMBAR
No. Hal 1.
Ilustrasi tanaman bengkoang .............................................................................. 7 2. Struktur kimia flavonoid .................................................................................. 14 3. Struktur kimia radikal bebas DPPH .................................................................. 20 4. Reaksi Penangkapan atom H dari antioksidan oleh DPPH ............................... 20 5. Skema pembuatan tepung bengkoang .............................................................. 31 6. Skema pembuatan ekstrak metanolik bengkoang ............................................ 32 7. Skema uji aktivitas antioksidan ekstrak metanolik fraksi eter/air .................... 33 8. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar air (%bk) ........ 35 9. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar abu (%bk) ...... 37 10.
Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar lemak (%bk) ... 38 11. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar protein
(%bk) ................................................................................................................ 40 12. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan kadar serat kasar
(%bk) ................................................................................................................ 42 13. Hubungan antara umur panen umbi bengkoang dengan rendemen ekstrak metanolik (%) ................................................................................................... 44
14. Struktur kimia katekin ...................................................................................... 48 15.
Struktur kimia daidzein .................................................................................... 48 16. Struktur kimia daidzein-7-O-β-glucopiranose ................................................. 49 17. Struktur kimia (8,9)-Furanyl-pterocarpan-3-ol ................................................ 49 18. Struktur kimia 5-hydroxy-daidzein-7-O- β-glucopiranose .............................. 49 19. Struktur kimia 4-2(2-(Furane-2-yl)ethyl-2-methyl-2,5-dihydrofurane-3- carbaldehyde .................................................................................................... 49
20. Struktur kimia 2-butoxy-2,5-bis(hydroxymethyl)-tetrahydrofurane- 3,4-diol ............................................................................................................. 49 21.
Hubungan interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi eter dengan umur panen umbi bengkoang terhadap aktivitas antioksidan fraksi eter (%) ................................................................................................... 51 22.
Hubungan interaksi antara konsentrasi ekstrak metanolik fraksi air dengan umur panen umbi bengkoang terhadap aktivitas antioksidan fraksi air (%) .................................................................................................... 53 23. Struktur DPPH radikal dan DPPH nonradikal ................................................. 55 24.
50 Aktivitas antioksidan penangkal radikal bebas DPPH .................... 56
Nilai IC 25. Struktur kimia BHT (Butylated Hydroxy Toluene) .......................................... 57 26. Reaksi reduksi vitamin C ................................................................................. 58