Ekstraksi dan uji stabilitas zat warna alami dari bunga kembang sepatu (hibiscus rosa-sinensis L) dan Bungan Rosella (hibiscus sabdariffa L)
EKSTRAKSI DAN UJI STABILITAS ZAT WARNA ALAMI
DARI BUNGA KEMBANG SEPATU (Hibiscus rosa-sinensis L.)
DAN BUNGA ROSELLA (Hibiscus sabdariffa L.)
NURLELA
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2011 M/1433 H
61
62
EKSTRAKSI DAN UJI STABILITAS ZAT WARNA ALAMI
DARI BUNGA KEMBANG SEPATU (Hibiscus rosa-sinensis L.)
DAN BUNGA ROSELLA (Hibiscus sabdariffa L.)
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
NURLELA
107096002891
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2011 M/1433 H
63
EKSTRAKSI DAN UJI STABILITAS ZAT WARNA ALAMI
DARI BUNGA KEMBANG SEPATU (Hibiscus rosa-sinensis L.)
DAN BUNGA ROSELLA (Hibiscus sabdariffa L.)
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
NURLELA
107096002891
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Yusraini Dian Inayati Siregar, M.Si
NIP. 19770512 200112 2 002
Adi Riyadhi, M.Si
NIP. 19780621 200910 1 003
Mengetahui,
Ketua Program Studi Kimia
Drs. Dede Sukandar, M.Si
NIP. 19650104 199103 1 004
64
PENGESAHAN UJIAN
Skripsi yang berjudul “Ekstraksi dan Uji Stabilitas Zat Warna Alami dari
Bunga Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) dan Bunga Rosella
(Hibiscus sabdariffa L.)” yang ditulis oleh Nurlela, NIM 107096002891 telah
diuji dan dinyatakan lulus dalam sidang Munaqosyah Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada
tanggal “13 Desember 2011”. skripsi ini telah diterima sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi
Kimia.
Menyetujui,
Penguji I
Penguji II
Drs. Dede Sukandar, M.Si
NIP. 19650104 199103 1 004
Hendrawati, M.Si
NIP. 19720815 200312 2 001
Pembimbing I
Pembimbing II
Yusraini Dian Inayati Siregar, M.Si
NIP. 19770512 200112 2 002
Adi Riyadhi, M.Si
NIP. 19780621 200910 1 003
Mengetahui,
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Ketua Program Studi Kimia
Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis
NIP. 19680117 200112 1 001
Drs. Dede Sukandar, M.Si
NIP. 19650104 199103 1 004
65
Lihat segalanya lebih dekat sehingga bisa menilai lebih bijak,
Jadikan hati seluas samudra yang tak bertepi,
Tegar bagai batu karang, tak teriakkan keluh kesah...... _hci_
Kupersembahkan skripsi ini untuk kedua oang tua ku,
Sebagai perwujudan baktiku pada kalain
Kuberikan untuk kedua adikku,
Sebagai bentuk panutan untuk kalian
Kuhadiahkan untukmu,
Sebagai ungkapan kasihku padamu
Teruntuk almarhumah nenek ku tercinta, yang tak sempat melihat kelulusan ku.....
Terimakasihku untuk segala do’a, cinta, air mata dan ketulusan untuk kedua orang tuaku
dan kedua adikku,
untuk dukungan keluarga besarku,
untuk ilmu yang telah diberikan guru-guruku,
untuk kebersamaan KIM IA 20 07 (u’r best friend ever, semoga silaturahmi selalu
terjaga),
untuk segala nasihat dan kasih sayang sahabatku W idia,
untuk canda tawa, suka duka dan tangis bersama, W afa,
untuk semua orang yang mengakui keberadaanku,
dan untuk dirimu yang selalu memberikan do’a, dukungan, sayang, motivasi dan
semangat yang tak pernah lelah untuk terus membuatku tegar berdiri walau dalam
tangis,,...
Kita tidak pernah tahu,
Sampai kita berusaha untuk mengerti
Kita tidak akan pernah bisa,
Sampai kita mau untuk mencobanya
Inilah persembahanku,
Untuk ilmu yang tak terbatas dalamnya waktu....
66
ABSTRAK
NURLELA. Ekstraksi dan Uji Stabiltas Zat Warna Alami dari Bunga Kembang
Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L) dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L).
Yusraini DIS, M.Si dan Adi Riyadhi, M.Si.
Ekstraksi dan Uji Stabilitas Zat Warna Alami dari Bunga Kembang Sepatu
(Hibiscus rosa-sinensis L) dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L) telah
dilakukan. Penelitian bertujuan untuk mengekstraksi bunga kembang sepatu dan
bunga rosella dengan mencari temperatur dan konsentrasi yang optimum untuk
mendapatkan pigmen dari bunga kembang sepatu dan bunga rosella dengan
pelarut air dan etanol, selain itu dilakukan juga uji stabilitas zat warna. Analisa
kadar zat warna dilakukan dengan metode spektrofotometri. Hasil ekstrasi
optimum menggunakan metode maserasi dengan pelarut air adalah pada
temperatur 90 °C dan dengan pelarut etanol pada konsentrasi 96%. Uji stabilitas
warna memberikan hasil sebagai berikut: a) Kondisi penyimpanan, sinar matahari
dan sinar lampu dapat mempengaruhi stabilitas zat warna ekstrak bunga Kembang
Sepatu dan bunga Rosella dengan meningkatnya perentase nilai absorbansi pada
kedua ekstrak. b) Penambahan oksidator, H2O2 dapat mempengaruhi stabilitas zat
warna ekstrak bunga Kembang Sepatu dan bunga Rosella dengan penurunan
persentase nilai absorbansi ekstrak air dan etanol. c) Nilai pH yang semakin
meningkat, dari pH 4 ke pH 5, mempengaruhi stabilitas zat warna ekstrak bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella dengan perubahan persentase nilai absorbansi
ekstrak air dan etanol.
Kata Kunci: Ekstraksi, Hibiscus rosa-sinensis L, Hibiscus sabdariffa L,
Spektrofotometri UV-Vis
67
ABSTRACT
NURLELA. Ekstraksi dan Uji Stabiltas Zat Warna Alami dari Bunga Kembang
Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L) dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L).
Yusraini DIS, M.Si dan Adi Riyadhi, M.Si.
Extraction and Stability Tests of Natural Dye Hibiscus Flower (Hibiscus rosasinensis L) and Rosella Flower (Hibiscus sabdariffa L) has been done. The
research aims to extract Hibiscus flower and Rosella flower by finding the
optimum temperature and concentration to get the pigments of flowers with water
and ethanol solvent, as well as studying the stability of the dye. Analysis of dye
levels is done by spectrophotometric methods. The optimum results of extraction
by maceration were at temperature of 90 °C for water solvent and at concentration
of 96% for ethanol solvent. The dye stability test gave the following results: a)
The storage condition, sunlight and lamp light can affect the stability of the dye
extracts of Hibiscus flower and Rosella flower by increasing percentage
absorbance level in both extracts, b) The addition of an oxidant, hydrogen
peroxide can affect the stability of the dye extracts of Hibiscus flower and Rosella
flower through decrease percentage value of absorbance, c) The increasing level
of pH, from pH 4 to pH 5, can affect the stability of the dye extracts of Hibiscus
flower and Rosella flower through decrease percentage value of absorbance both
of water and ethanol solvent.
Keywords: Extraction, Hibiscus rosa-sinensis L, Hibiscus sabdariffa L,
Spectrophotometry UV-Vis
68
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi Rabbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada
Allah S.W.T yang senantiasa melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ” Ekstraksi dan Uji Stabilitas
Zat Warna Alami dari Bunga Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.)
dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L.)” yang disusun berdasarkan
rancangan penelitian dalam rangka Tugas Akhir sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana sains.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
berbagai pihak yang
membantu dalam penyelesaian skripsi ini, antara lain :
1.
Yusraini, D.I.S, M.Si sebagai Dosen Pembimbing I Penelitian Tugas Akhir
Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
2.
Adi Riyadhi, M.Si sebagai Dosen Pembimbing II Penelitian Tugas Akhir
Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
3.
Drs. Dede Sukandar, M.Si sebagai Ketua Program Studi Kimia, Fakultas
Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
4.
Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis, selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
5.
DR. Mirzan T Razzak, M. Eng, APU, sebagai Ketua Pusat Laboratorium
Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
6.
Seluruh Staf Pusat Laboratorium Terpadu Lab. Kimia yang telah membantu
penulis dalam menyelesaikan penelitian ini.
69
7.
Kedua orang tua yang selalu memberikan do’a dan dukungan yang tiada
henti-hentinya kepada penulis.
8.
Teman-teman Kimia Angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan satu per
satu yang telah memberikan saran dan motivasinya.
9.
Heru Cahyo Irawan, untuk segala waktu, diskusi dan dukungannya kepada
penulis.
Penulis menyadari skripsi ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu
kritik dan saran sangat dibutuhkan dari berbagai pihak dan penulis berharap
semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Jakarta, Desember 2011
Penulis
70
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR........................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang .................................................................................. 1
1.2
Rumusan Masalah ............................................................................. 3
1.3
Hipotesis ........................................................................................... 3
1.4
Tujuan Penelitian ............................................................................... 4
1.5
Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) ..................................... 5
2.1.1 Klasifikasi Tanaman ................................................................. 6
2.1.2 Kandungan Kimia ..................................................................... 7
2.2
Rosella (Hibiscus sabdariffa L.) ........................................................ 7
2.2.1 Klasifikasi Tanaman ................................................................. 9
2.2.2 Kandungan Kimia ..................................................................... 9
2.3
Flavanoid......................................................................................... 10
2.4
Antosianin ....................................................................................... 12
2.5
Ekstraksi.......................................................................................... 17
2.6
Pelarut ............................................................................................. 18
2.6.1 Air .......................................................................................... 18
2.6.2 Etanol ..................................................................................... 18
2.7
Pewarna Makanan ........................................................................... 19
2.7.1 Pewarna Alami ....................................................................... 21
2.7.2 Pewarna Identik Alami............................................................ 23
2.7.3 Pewarna Sintetik ..................................................................... 24
2.7.4 Bahaya Pewarna Sintetik......................................................... 27
2.8
Spektrofotometri UV-Visible ........................................................... 29
71
2.8.1 Prinsip Dasar Spektrofotometer UV-Vis ................................. 29
2.8.2 Hukum Beer-Lambert ............................................................. 30
2.8.3 Instrumen Spektrofotometer UV-Vis ....................................... 31
BAB III METODE PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 35
3.2
Alat dan Bahan ................................................................................ 35
3.3
Prosedur Penelitian .......................................................................... 35
3.4
Uji Stabilitas Warna......................................................................... 35
3.4.1 Pengaruh Temperatur Penyimpanan ........................................ 36
3.4.2 Pengaruh Lama Penyinaran Matahari ...................................... 36
3.4.3 Pengaruh Lama Penyinaran Lampu ......................................... 37
3.4.4 Pengaruh Waktu Penambahan Oksidator ................................. 37
3.4.5 Pengaruh Penambahan pH ...................................................... 37
BAB IV PEMBAHASAN
4.1
Optimasi Ekstraksi........................................................................... 38
4.2
Uji Stabiltas Zat Warna.................................................................... 41
4.2.1 Pengaruh Temperatur Penyimpanan ........................................ 42
4.2.2 Pengaruh Lama Penyinaran Matahari ...................................... 43
4.2.3 Pengaruh Lama Penyinaran Lampu ......................................... 45
4.2.4 Pengaruh Waktu Penambahan Oksidator ................................. 46
4.2.5 Pengaruh Penambahan pH ...................................................... 49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ..................................................................................... 51
5.2
Saran ............................................................................................... 52
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 53
72
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Daftar zat pewarna alami yang diizinkan di Indonesia ....................... 22
Tabel 2. Daftar zat pewarna sintetik yang diizinkan di Indonesia ..................... 25
Tabel 3. Daftar zat pewarna yang dilarang di Indonesia ................................... 28
Tabel 4. Persentase perubahan nilai absorbansi karena pengaruh temperatur
penyimpanan. .................................................................................... 42
Tabel 5. Persentase perubahan nilai absorbansi akibat lama penyinaran
matahari ............................................................................................. 44
Tabel 6. Persentase nilai absorbansi karena lama penyinaran lampu ................ 45
Table 7. Persentase penurunan nilai absorbansi akibat penambahan oksidator.. 47
73
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.).................................. 5
Gambar 2.
Struktur kandungan senyawa yang ada dalam Kembang Sepatu.7
Gambar 3.
Rosella (Hibiscus sabdariffa L) ...................................................... 8
Gambar 4.
Struktur antosianin dari bunga Rosella. ........................................ 10
Gambar 5.
Kerangka dasar dan penomoran flavanoid .................................... 11
Gambar 6.
Beberapa senyawa golongan flavanoid ......................................... 12
Gambar 7.
Struktur umum dari antosianin. .................................................... 13
Gambar 8.
Transformasi struktur antosianin dalam larutan air. ...................... 15
Gambar 9.
Perubahan struktur akibat pengaruh penambahan buffer pH ......... 16
Gambar 10. Struktur senyawa golongan karotenoid ......................................... 23
Gambar 11. Struktur Kimia Carmoisine .......................................................... 26
Gambar 12. Diagram spektrofotometri UV-Vis ............................................... 31
Gambar 13. Hubungan absorbansi dengan variasi suhu maserasi bunga
Kembang Sepatu dan Rosella ....................................................... 39
Gambar 14. Hubungan absorbansi dengan variasi konsentrasi etanol terhadap
bunga Kembang Sepatu dan Rosella. ............................................ 40
Gambar 15. Hubungan absorbansi dengan pengaruh oksidator ........................ 47
Gambar 16. Reaksi yang terjadi karena penambahan hidrogen peroksida ......... 48
Gambar 17. Hubungan absorbansi dengan penambahan buffer pH................... 49
Gambar 18. Perubahan struktur akibat pengaruh penambahan buffer pH ........ 50
74
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1....................................................................................................... 57
Lampiran 2....................................................................................................... 58
Lampiran 3....................................................................................................... 61
75
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Dewasa ini sering ditemukan penggunaan pewarna sintetik dalam berbagai
macam industri seperti tekstil, makanan, dan obat. Penggunaan pewarna sintetik
yang tidak sesuai dapat berdampak buruk terhadap kesehatan dan juga
lingkungan. Khususnya dalam bidang makanan dan obat, pemerintah dalam hal
ini melalui Kementerian Kesehatan mengatur dengan ketat penggunaan pewarna
sintetik pada bahan makanan dan obat, karena bahayanya yang bisa ditimbulkan.
Bahan pewarna dapat digolongkan ke dalam tiga golongan yaitu bahan
pewarna sintesis, bahan pewarna yang dibuat mirip dengan bahan pewarna alami
(identik alami) dan bahan pewarna alami (Depkes, 1988). Bahan pewarna alami
untuk makanan paling banyak dibuat dari ekstrak tumbuhan, tetapi ada juga dari
sumber lain seperti serangga, ganggang, cyanobacteria, dan jamur (Mortensen,
2006).
Penggunaan pewarna sintetis dalam produk pangan dapat digantikan
dengan pewarna alami. Beberapa tanaman telah diteliti sebagai bahan pewarna
alami diantaranya adalah ekstrak bunga Tagetes erecta L sebagai pewarna tekstil
(Jothi, 2008), ekstrak antosianin dari Red cabbage (Xavier, et al. 2008), ekstrak
daun
tanaman
Indigofera
tinctoria
Linn.
dan
ekstrak
daun
tanaman
Baphicacanthus cusia Brem (Chanayath, et al, 2002).
Bahan pewarna alami dipilih berdasarkan ketersedian di alam, dan
kemudahan untuk memperolehnya. Bunga Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-
76
sinensis L.) dan bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L.) banyak tersedia di sekitar
kita, namun pemanfaatan sebagai pewarna alami belum banyak diteliti. Oleh
sebab itu, perlu dilakukan penelitian ekstrak Bunga Kembang Sepatu dan Rosella
sebagai zat pewarna alami.
Kembang sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) adalah tanaman semak suku
Malvaceae yang berasal dari Asia Timur dan banyak ditanam sebagai tanaman
hias di daerah tropis dan subtropis. Bunga besar dan berwarna merah.
Pemanfaatan bunga kembang sepatu selain sebagai tanaman hias, bunga kembang
sepatu dipercaya oleh masyarakat sebagai obat demam, batuk dan sariawan,
sedangkan sebagai bahan pewarna belum banyak digunakan.
Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa Linn.) adalah tanaman dari famili
Kembang Sepatu. Tananaman Rosella berasal dari Afrika dan Timur Tengah,
termasuk tanaman perdu yang bisa mencapai 3-5 meter tingginya. Jika sudah
dewasa, tanaman ini akan mengeluarkan bunga berwarna merah. Pemanfaatan
bunga Rosella sebagai tanaman hias, juga dipercaya oleh masyarakat sebagai obat
memperlancar peredaran darah dan mencegah tekanan darah tinggi (Ali, et al,
2005), sedangkan sebagai bahan pewarna belum banyak digunakan.
Zat warna dari tanaman dapat diambil dengan menggunakan teknik
ekstraksi, diantaranya adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut air atau
etanol. Silva, et al (2008) telah melakukan ekstraksi pada biji Bixa orellana L.
dengan menggunakan pelarut super kritis karbon dioksida. Ekstraksi juga dapat
dilakukan dengan bantuan enzim hidrolisis (Kim, et al, 2005). Teknik ekstraksi
dipilih berdasarkan kemudahnnya dan banyaknya zat warna yang berhasil
terekstrak.
77
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengekstraksi bunga Kembang
Sepatu dan bunga Rosella dengan mencari temperatur dengan pelarut air dan
konsentrasi etanol yang optimum untuk mendapatkan pigmen dari bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella, selain itu dilakukan juga uji stabilitas zat
warna. Analisa kadar zat warna dilakukan dengan metode spektrofotometri.
1.2 Rumusan Masalah
1. Pada kondisi bagaimanakah metode maserasi dengan pelarut air dan etanol
dapat mengekstrak bunga Kembang Sepatu dan bunga Rosella secara
optimum?
2. Apakah faktor lingkungan dapat mempengaruhi stabilitas zat warna dari
ekstrak bunga Kembang Sepatu dan ekstrak bunga Rosella?
1.3 Hipotesis
1. Pelarut air dan etanol dapat digunakan untuk mengesktrak bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella pada kondisi optimum.
2. Faktor lingkungan dapat mempengaruhi stabilitas zat warna dari bunga
Kembang Sepatu dan Rosella.
78
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengoptimasi metode ekstrak untuk mendapatkan zat warna dari bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella.
2. Mengetahui pengaruh lingkungan terhadap stabilitas zat warna.
1.5 Manfaat dan Kegunaan Penelitian
Hasil dari penelitian ini dapat menambah inventaris bahan pewarna alami
yang dapat digunakan sebagai pewarna tambahan untuk makanan, kosmetik, obatobatan, tekstil dan peralatan rumah tangga lainnya.
79
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kembang Sepatu (Hibiscus rossa-sinensis L.)
Bunga Kembang Sepatu atau dalam bahasa latinnya Hibiscus rosa-sinensis
L. merupakan tanaman hias yang banyak dijumpai di Indonesia. Oleh sebab itu,
bunga ini mempunyai beberapa nama yang dikenal di banyak daerah, seperti di
Aceh (Bungong roja), Jawa Barat (Kembang Wera), Bali (Waribang), Nusa
Tenggara (Embuhanga), Sulawesi (Ulange), Maluku (Ubu-ubu) dan Tidore (Bala
bunga). Ada pula nama internasionalnya seperti di Filipina dikenal dengan nama
Gumamela (Plantanamor, 2008).
Gambar 1. Kembang sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.).
Bunga Kembang Sepatu mempunyai kelopak bunga berwarna merah, ada
pula yang berwarna kuning dan merah muda. Merupakan bunga tunggal yang
berbentuk terompet dan terletak di ketiak daun. Kelopak bunga berbentuk
lonceng, berbagi lima dan berwarna hijau kekuningan. Mahkota bunga terdiri dari
15-20 daun mahkota berwarna merah muda, mempunyai benang sari banyak
dengan tangkai sari berwarna merah, kepala sari berwarna kuning dan putik
berbentuk tabung, seperti terlihat pada Gambar 1.
Bunga pada tanaman Kembang Sepatu bergantung pada panjang umur dan
pergantian bunga. Biasanya bunga Kembang Sepatu bertahan hanya satu hari dan
diklasifiksikan sebagai tanaman yang bersifat sementara (Trivellini, et al, 2007).
80
Tanaman Kembang Sepatu banyak ditanam selain karena keindahan warna
yang dihasilkan juga bermanfaat untuk kesehatan. Sudah sejak lama tanaman
Kembang Sepatu dimanfaatkan oleh masyarakat sebagai tanaman obat. Biasanya
sebagai obat demam pada anak-anak, obat batuk dan obat sariawan (Iqbal &
Sulistyorini, 2009).
Bunga Kembang Sepatu berkerabat dekat dengan Waru Gunung (Hibiscus
macrophyllus Roxb. ex Hornem), Mrambos Merah (Hibiscus radiatus Cav),
Rosella (Hibiscus sabdariffa var sabdariffa Linn.), Wora-wari Gantung (Hibiscus
schizopetalus (Mast.)Hook.F), Waru Gombong (Hibiscus similis BI), Bunga
Sepatu Mawar (Hibiscus syriacus L.), Waru Lengis (Hibiscus tiliaceus L.), Waru
Landak (Hibiscus mutabilis L.), Hibiscus (Hibiscus aculeatus Walt.), Yute Jawa
(Hibiscus cannabinus L.) (Plantanamor, 2008).
2.1.1 Klasifikasi Tanaman (Plantanamor, 2008)
Kingdom
: Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi
: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas
: Dilleniidae
Ordo
: Malvales
Famili
: Malvaceae (suku kapas-kapasan)
Genus
: Hibiscus
Spesies
: Hibiscus rosa-sinensis L.
81
2.1.2
Kandungan Kimia
Daun, bunga, dan akar Kembang Sepatu mengandung flavonoida. Di
samping itu daunnya juga mengandung saponin dan polifenol, bunga mengandung
polifenol, akarnya juga mengandung tanin, saponin, skopoletin (1), cleomiscosin
A (2), dan cleomiscosin C (3). Kandungan antosianin yang teridentifikasi adalah
3, 3’,4’,5’,7-pentahidroksiflavilium klorida (4) (Ukwueze, et al, 2009).
O
H 3CO
O
OH
H
O
O
H3 CO
H3C
O
O
O
H
O
O
O
HO
CH2OH
HO
1
CH3
OCH3
Cleomiscosin A
2
Cleomiscosin C
OH
Cl
O
O
H3C
H3C
O
HO
O
OH
+
OH
O
OH
3
4
Skopoletin
3,3',4',5',7-pentahidroksiflavilium klorida
Gambar 2. Struktur kandungan senyawa yang ada dalam Kembang
Sepatu.
2.2
Rosella (Hibiscus sabdariffa Linn.)
Rosella (Hibiscus sabdariffa var sabdariffa Linn.) adalah tanaman hias
taman luar ruangan dari keluarga kembang sepatu, yang berasal dari Afrika dan
Timur Tengah. Biasa dikenal di Inggris dengan nama Rosella atau red sorrel dan
di Arab dikenal dengan nama karkadeh, tersebar di Asia Tenggara dan di
beberapa tempat lainnya.
82
Gambar 3. Rosela (Hibiscus sabdariffa L).
Rosella merupakan tanaman perdu yang mempunyai tinggi 3-5 meter dan
akan mengeluarkan bunga berwarna merah jika sudah dewasa. Pigmen merah dari
bunga Rosella disebabkan karena kandungan antosianinnya yang tinggi (Mardiah,
2010), namun tidak stabil selama proses pemanasan (Gozales-Palomares, et al,
2009).
Tanaman Rosella memiliki dua varietas dengan budidaya dan manfaat
yang berbeda, yaitu: (i) Hibiscus sabdariffa var. Altisima, Rosella berkelopak
bunga kuning yang sudah lama dikembangkan untuk diambil serat batangnya
sebagai bahan baku pulp dan karung goni; dan (ii) Hibiscus sabdariffa var.
Sabdariffa, Rosella berkelopak bunga merah serta membentuk seperti cup. Jenis
Rosella var. Sabdariffa yang kini mulai diminati petani dan dikembangkan untuk
diambil kelopak bunga dan bijinya, dikonsumsi dibanyak negara sebagai
minuman dingin maupun minuman hangat (Ali, et al, 2005).
Rosella mempunyai kekerabatan dengan bunga Waru Gunung (Hibiscus
macrophyllus Roxb. ex Hornem), Mrambos Merah (Hibiscus radiatus Cav),
Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.), Wora-wari Gantung (Hibiscus
schizopetalus (Mast.) Hook.F), Waru Gombong (Hibiscus similis BI), Bunga
Sepatu Mawar (Hibiscus syriacus L.), Waru Lengis (Hibiscus tiliaceus L.), Waru
83
Landak (Hibiscus mutabilis L.), Hibiscus (Hibiscus aculeatus Walt.), Yute Jawa
(Hibiscus cannabinus L.).
Di Indonesia sendiri Rosella dikenal dengan beberapa nama, seperti rosela,
perambos, gamet walanda (Sunda), kasturi roriha (Ternate). Di Inggris dikenal
dengan nama Roselle atau red sorrel, dan di Cina dengan nama luo shen kui dan
luo shen hua.
2.2.1
Klasifikasi Tanaman (Plantanamor, 2008)
Kingdom
: Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi
: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas
: Dilleniidae
Ordo
: Malvales
Famili
: Malvaceae (suku kapas-kapasan)
Genus
: Hibiscus
Spesies
: Hibiscus sabdariffa L.
2.2.2
Kandungan Kimia
Bunga dan biji Rosella dapat dimanfaatkan sebagai tanaman herbal dan
bahan baku minuman kesehatan, di dalam DepKes RI No SPP 1065/35.15/05,
setiap 100 gram kelopak bunga Rosella mempunyai kandungan gizi sebagai
berikut: protein 1,145 gr, lemak 2,61 gr, serat 12 gr, kalsium 1,263 gr, fosor 273,2
84
mg, zat besi 8,98 mg, malic acid 3,31%, fruktosa 0,82%, sukrosa 0,24%, karoten
0,029%, tiamin 0,117 mg, niasin 3,765 mg, dan vitamin C 244,4 mg. Kandungan
vitamin C yang tinggi ini dapat berfungsi sebagai bahan antioksidan dalam tubuh.
(Kustyawati & Sulastri, 2008).
Menurut Segura-Carretero (2008), kandungan antosianin yang utama
diidentifikasi sebagai delfinidin-3-sambubiosida (5) yang memberikan warna
merah pada ekstrak bunga rosella, seperti yang terlihat pada Gambar 3.
Antosianin yang lain berupa sianidin-3-sambubiosida (6) (Ojeda, et al, 2010).
OH
OH
OH
OH
O
HO
+
HO
O
+
H
OH
OH
OH
O
OH
O
OH
OH
O
O
OH
O
O
OH
OH
O
O
OH
OH
OH
OH
5
HO
Delfinidin-3-sambubiosida
6
HO
Sianidin-3-sambubiosida
Gambar 4. Struktur antosianin dari bunga Kembang Sepatu.
2.3
Flavanoid
Flavonoid merupakan molekul polifenol yang larut air yang mengandung
15 atom karbon. Flavonoid termasuk kedalam famili polifenol. Kerangka dsar
flavonoid (7) dapat dilihat sebagai dua cincin benzena yang bergabung bersamasama dengan tiga rantai karbon yang pendek (Tanaka, et al, 2008). Lebih dari
4.000 jenis flavanoid telah teridentifikasi, banyak terdapat dalam buah-buahan,
sayuran dan minuman (teh, kopi, bir, minuman anggur dan buah).
85
Salah satu karbon dari rantai pendek selalu terhubung ke karbon dari salah
satu cincin benzene (A dan B), baik secara langsung atau melalui jembatan
oksigen, sehingga membentuk sebuah cincin tengah ketiga, yang beranggotakan
lima atau enam karbon (lingkaran cincin beroksigen atau cincin C). Penomoran
flavanoid (8) dapat dilihat pada Gambar 5 (Giacarini, 2008).
3'
2'
8
C1
C3
7
C2
6
1
O
A
C
5
4
4'
B
1'
5'
2
6'
3
8
7
Gambar 5. Kerangka dasar dan penomoran flavanoid.
Flavonoid merupakan senyawa polifenol yang melimpah di alam dan
dikategorikan, menurut struktur kimianya, ke dalam flavonol, flavon, flavanon,
isoflavon, katekin, antosianidin, dan kalkon (Tanaka, et al, 2008). Flavanoid
dibagi ke dalam enam sub kelompok utama berdasarkan variasi pada cincin C:
flavon (9), flavonol (10), flavanon (11), flavanol (12) (katekin dan
proantosianidin), antosianidin (13) dan isoflavon (14) (Giacarini, 2008).
O
O
O
OH
O
9
Flavon
O
10
Flavonol
O
11
Flavanon
86
O
O
O
O
OH
OH
12
Katekin
(Flavan-3-ol)
+
13
Antosianidin
14
Isoflavon
Gambar 6. Beberapa senyawa golongan flavanoid.
Pentingnya senyawa polifenol dan dampaknya dalam kesehatan manusia
telah dipelajari secara ekstensif dalam beberapa tahun terakhir, khususnya
subkelompok yang disebut flavonoid, yang juga kelas terbesar polifenol.
Flavonoid merupakan senyawa turunan tanaman, bertanggung jawab terhadap
keanekaragaman rasa, flavour dan warna buah-buahan dan sayuran (Giacarini,
2008). Flavanoid juga bertindak sebagai antimikroba, fotoreseptor dan
antioksidan, yang terlibat dalam pertumbuhan tanaman dan reproduksi,
menyediakan ketahanan terhadap patogen dan predator dan melindungi tanaman
dari penyakit (Cheynier, 2005).
Menurut Pietta (2000), flavanoid bertindak sebagai antioksidan pada
tanaman, antimikroba, fotoreseptor, attractor visual, penolak makan, dan untuk
penyaringan cahaya. Banyak studi telah menyatakan bahwa
flavonoid
menunjukkan aktivitas biologis, termasuk antiallergenic, antivirus, anti-inflamasi,
dan efek vasodilatasi (Jordheim, 2007).
2.4
Antosianin
Antosianin (15) adalah molekul polar dengan hidroksil, karboksil,
kelompok metoksil dan glikolil terikat untuk cincin aromatik (Xavier, et al, 2008).
Nama antosianin berasal dari dua kata Yunani yang berarti bunga dan biru gelap
87
(dan bukan warna biru-hijau biasanya kita kaitkan dengan cyan) (Mortensen,
2006).
Antosianin menimbulkan warna biru-ungu-merah-oranye dari bunga dan
buah-buahan, khususnya, banyak tanaman (Mortensen, 2006). Zat tersebut
berperan dalam pemberian warna terhadap bunga atau bagian tanaman lain dari
mulai merah, biru sampai ke ungu termasuk juga kuning dan tidak berwarna
(seluruh warna kecuali hijau).
Secara kimiawi antosianin bisa dikelompokan ke dalam flavonoid dan
fenolik. Zat tersebut bisa ditemukan di berbagai tanaman yang ada di darat.
Antosianin tidak ditemukan di tanaman laut, hewan atau mikroorganisme
(Samsudin & Khoiruddin, 2011).
R3 '
OH
O
R7
+
R5 '
R3
R5
15
Antosianin
Gambar 7. Struktur umum dari antosianin. (sumber: Tanaka, et al, 2008)
Keterangan:
R3=R5=R7=OH,
R3=H, R5=R7=OH
Pelargonidin R3’=H, R5’=H
Apigeninidin R3’=H,
R5’=H
Cyanidin
R3’=OH, R5’=H
Luteolinidin
R3’=OH, R5’=H
Peonidin
R3’=OCH3, R5’=H
Tricetinidin
R3’=OH, R5’=OH
Delphinidin
R3’=OH,
R5’=OH
Petunidin
R3’=OCH3, R5’=OH
Malvidin
R3’=OCH3, R5’=OCH3
R3=OH
Capensinidin R5=CH3, R7=OH, R3’=OCH3, R5’=OCH3
Hirsutidin
R5=OH, R7=OCH3, R3’=OCH3, R5’=OCH3
88
Antosianin adalah glikosida dari antosianidin (juga disebut aglikon) dan
gula. Antosianidin hampir selalu glikosilasi pada posisi 3, meskipun glikosilasi di
posisi lain dan lebih dari satu posisi pada satu waktu juga ditemui. Selanjutnya,
bagian gula dapat terasilasi dengan asam alifatik atau aromatik. Jadi, meskipun
jumlah antosianidin dikenal cukup terbatas (sekitar 25), jumlah antosianin
beberapa ratus karena keragaman besar yang ditawarkan oleh glikosilasi dan
asilasi (Mortensen, 2006).
Antosianin adalah zat warna yang bersifat polar dan akan larut dengan
baik pada pelarut–pelarut polar (Samsudin dan Khoirudin, 2011). Antosianin lebih
larut dalam air daripada dalam pelarut non polar dan karakteristik ini membantu
proses ekstraksi dan pemisahan (Xavier, et al, 2008). Oleh karena itu, antosianin
biasanya diekstrak dengan air, meskipun penggunaan alkohol yang lebih rendah
juga diizinkan (Mortensen, 2006).
Antosianin mempunyai empat bentuk berbeda yang berada dalam
kesetimbangan dan termasuk ke dalam kation flavilium, basa kuinoidal, karbonil
pseudobase dan kalkon (Gambar 8). Jumlah relatif dari struktur dalam
kesetimbangan bervariasi dan tergantung pada pH dan struktur antosianin.
Beberapa antosianin lebih stabil daripada yang lain tergantung pada bentuk
strukturnya. Contohnya Malvidin glikosida, antosianin utama dalam anggur,
karena molekul dimetiloksilasi lebih stabil dari antosianin yang lainnya. Apalagi,
hasil hidroksilasi dari asam organik lebih stabil dalam beberapa kasus (Laleh, et
al., 2006).
89
R1
R1
OH
OH
O
H
O
R2
+
OH
HO
-
O
+
R2
OR'
OR'
+ H2 O
OR"
Basa kuinoidal (A)
-H
OR"
Kation flavilium (AH+)
+
R1
R1
OH
OH
OH
HO
HO
O
OH O
R2
R2
OR'
OR'
OR"
OR"
Karbinol (B)
Kalkon (C)
R1, R2: H, OH or OCH3 resp.; R´: glycosyl; R´´: H or glycosyl
Gambar 8. Transformasi struktur antosianin dalam larutan air. (Sumber: Hubbermann, et
al, 2006)
Antosianin
berpotensi
sebagai
pewarna
makanan
alami
karena
keanekaragaman warna yang dimilikinya. Namun, mempunyai kelemahan dalam
stabilitas warnanya. Intensitas suatu stabilitas pigmen antosianin tergantung pada
berbagai faktor termasuk struktur dan konsentrasi dari pigmen, pH, suhu,
intensitas cahaya, kualitas dan kehadiran pigmen lain bersama-sama, ion logam,
enzim, oksigen, asam askorbat, gula dan gula metabolit, belerang oksida, dan lainlain (Tanaka, et al, 2008).
Perubahan warna antosianin tergantung pada pH, berdampingan dengan
senyawa berwarna (ko-pigmen, biasanya flavon dan flavonol), dan ion logam.
Dalam uji in vitro, antosianidin yang lebih merah dan lebih stabil sebagai bentuk
kation flavilium pada pH rendah (pH 300C, digunakan dalam pewarnaan makanan, kosmetik dan meication.
Mempunyai nama lain CI Food Red 3, Azorubine, E 122,atau CI No. 14720
(Anonimous, 2011).
100
Nama kimia senyawa karmoisin adalah 4-hidroksi-3-(4-sulfonat-1naftilazo) naftalen-1-sulfonat. Dengan rumus empiris C20H12N2Na2O7S2. Struktur
kimia dari Food Red 3 ditampilkan pada Gambar 10.
O
O
S
-
Na
+
O
N
OH
N
+
O
Na
S
19
O
O
-
Gambar 11. Struktur Kimia Carmoisine (Red 3).
Pewarna asam red 3 merupakan pewarna larut dalam air terlebih dalam
bentuk garam natrium dari asam sulfonat atau karboksilat. Merupakan senyawa
anionik yang menyerang dengan kuat kelompok kationik dalam serat langsung.
Dapat diaplikasikan dalam berbagai bentuk serat alam seperti wool, katun, dan
silk sama juga untuk sintetik seperti poliester, akrilik dan rayon. Tetapi tidak
cocok untuk serat selulosa. Biasa juga digunakan dalam cat, tinta, dan leather
(Anonimous, 2011).
Karmoisin atau pewarna Red 3 biasa digunakan dalam minuman ringan
dan makanan cair dengan kadar 70 mg/lt produk siap konsumsi, es krim dan
sejenisnya dengan kadar 100 mg/kg produk akhir (total campuran pewarna 300
mg/kg), acar ketimun dalam botol dengan kadar 300 mg/kg, tunggal atau
campuran dengan pewarna lain, youghurt beraroma dan produk yang telah
dipanaskan setelah fermentasi dengan kadar 12 mg/kg, berasal dari aroma yang
digunakan, jam dan jeli, saus apel kalengan dengan kadar 200 mg/kg, tunggal atau
101
campuran dengan pewarna lain, marmalade dengan kadar 200 mg/kg, dan udang
kalengan dengan kadar 30 mg/kg, tunggal atau campuran dengan pewarna lain
(Femelia, 2009).
2.7.4
Bahaya Pewarna Sintetik
Beberapa penelitian yang menyatakan bahwa pewarna sintetik dapat
menyebabkan efek negatif pada kesehatan. Pada bulan November 2007, sebuah
hasil
penelitian
yang
diterbitkan
di
jurnal
medis
terkemuka
Lancet
mengungkapkan bahwa beberapa zat pewarna makanan meningkatkan tingkat
hiperaktivitas anak-anak usia 3-9 tahun. Anak-anak yang mengkonsumsi makanan
yang mengandung pewarna buatan itu selama bertahun-tahun lebih berisiko
menunjukkan tanda-tanda hiperaktif. Selain
DARI BUNGA KEMBANG SEPATU (Hibiscus rosa-sinensis L.)
DAN BUNGA ROSELLA (Hibiscus sabdariffa L.)
NURLELA
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2011 M/1433 H
61
62
EKSTRAKSI DAN UJI STABILITAS ZAT WARNA ALAMI
DARI BUNGA KEMBANG SEPATU (Hibiscus rosa-sinensis L.)
DAN BUNGA ROSELLA (Hibiscus sabdariffa L.)
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
NURLELA
107096002891
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2011 M/1433 H
63
EKSTRAKSI DAN UJI STABILITAS ZAT WARNA ALAMI
DARI BUNGA KEMBANG SEPATU (Hibiscus rosa-sinensis L.)
DAN BUNGA ROSELLA (Hibiscus sabdariffa L.)
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
NURLELA
107096002891
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Yusraini Dian Inayati Siregar, M.Si
NIP. 19770512 200112 2 002
Adi Riyadhi, M.Si
NIP. 19780621 200910 1 003
Mengetahui,
Ketua Program Studi Kimia
Drs. Dede Sukandar, M.Si
NIP. 19650104 199103 1 004
64
PENGESAHAN UJIAN
Skripsi yang berjudul “Ekstraksi dan Uji Stabilitas Zat Warna Alami dari
Bunga Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) dan Bunga Rosella
(Hibiscus sabdariffa L.)” yang ditulis oleh Nurlela, NIM 107096002891 telah
diuji dan dinyatakan lulus dalam sidang Munaqosyah Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada
tanggal “13 Desember 2011”. skripsi ini telah diterima sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi
Kimia.
Menyetujui,
Penguji I
Penguji II
Drs. Dede Sukandar, M.Si
NIP. 19650104 199103 1 004
Hendrawati, M.Si
NIP. 19720815 200312 2 001
Pembimbing I
Pembimbing II
Yusraini Dian Inayati Siregar, M.Si
NIP. 19770512 200112 2 002
Adi Riyadhi, M.Si
NIP. 19780621 200910 1 003
Mengetahui,
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Ketua Program Studi Kimia
Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis
NIP. 19680117 200112 1 001
Drs. Dede Sukandar, M.Si
NIP. 19650104 199103 1 004
65
Lihat segalanya lebih dekat sehingga bisa menilai lebih bijak,
Jadikan hati seluas samudra yang tak bertepi,
Tegar bagai batu karang, tak teriakkan keluh kesah...... _hci_
Kupersembahkan skripsi ini untuk kedua oang tua ku,
Sebagai perwujudan baktiku pada kalain
Kuberikan untuk kedua adikku,
Sebagai bentuk panutan untuk kalian
Kuhadiahkan untukmu,
Sebagai ungkapan kasihku padamu
Teruntuk almarhumah nenek ku tercinta, yang tak sempat melihat kelulusan ku.....
Terimakasihku untuk segala do’a, cinta, air mata dan ketulusan untuk kedua orang tuaku
dan kedua adikku,
untuk dukungan keluarga besarku,
untuk ilmu yang telah diberikan guru-guruku,
untuk kebersamaan KIM IA 20 07 (u’r best friend ever, semoga silaturahmi selalu
terjaga),
untuk segala nasihat dan kasih sayang sahabatku W idia,
untuk canda tawa, suka duka dan tangis bersama, W afa,
untuk semua orang yang mengakui keberadaanku,
dan untuk dirimu yang selalu memberikan do’a, dukungan, sayang, motivasi dan
semangat yang tak pernah lelah untuk terus membuatku tegar berdiri walau dalam
tangis,,...
Kita tidak pernah tahu,
Sampai kita berusaha untuk mengerti
Kita tidak akan pernah bisa,
Sampai kita mau untuk mencobanya
Inilah persembahanku,
Untuk ilmu yang tak terbatas dalamnya waktu....
66
ABSTRAK
NURLELA. Ekstraksi dan Uji Stabiltas Zat Warna Alami dari Bunga Kembang
Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L) dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L).
Yusraini DIS, M.Si dan Adi Riyadhi, M.Si.
Ekstraksi dan Uji Stabilitas Zat Warna Alami dari Bunga Kembang Sepatu
(Hibiscus rosa-sinensis L) dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L) telah
dilakukan. Penelitian bertujuan untuk mengekstraksi bunga kembang sepatu dan
bunga rosella dengan mencari temperatur dan konsentrasi yang optimum untuk
mendapatkan pigmen dari bunga kembang sepatu dan bunga rosella dengan
pelarut air dan etanol, selain itu dilakukan juga uji stabilitas zat warna. Analisa
kadar zat warna dilakukan dengan metode spektrofotometri. Hasil ekstrasi
optimum menggunakan metode maserasi dengan pelarut air adalah pada
temperatur 90 °C dan dengan pelarut etanol pada konsentrasi 96%. Uji stabilitas
warna memberikan hasil sebagai berikut: a) Kondisi penyimpanan, sinar matahari
dan sinar lampu dapat mempengaruhi stabilitas zat warna ekstrak bunga Kembang
Sepatu dan bunga Rosella dengan meningkatnya perentase nilai absorbansi pada
kedua ekstrak. b) Penambahan oksidator, H2O2 dapat mempengaruhi stabilitas zat
warna ekstrak bunga Kembang Sepatu dan bunga Rosella dengan penurunan
persentase nilai absorbansi ekstrak air dan etanol. c) Nilai pH yang semakin
meningkat, dari pH 4 ke pH 5, mempengaruhi stabilitas zat warna ekstrak bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella dengan perubahan persentase nilai absorbansi
ekstrak air dan etanol.
Kata Kunci: Ekstraksi, Hibiscus rosa-sinensis L, Hibiscus sabdariffa L,
Spektrofotometri UV-Vis
67
ABSTRACT
NURLELA. Ekstraksi dan Uji Stabiltas Zat Warna Alami dari Bunga Kembang
Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L) dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L).
Yusraini DIS, M.Si dan Adi Riyadhi, M.Si.
Extraction and Stability Tests of Natural Dye Hibiscus Flower (Hibiscus rosasinensis L) and Rosella Flower (Hibiscus sabdariffa L) has been done. The
research aims to extract Hibiscus flower and Rosella flower by finding the
optimum temperature and concentration to get the pigments of flowers with water
and ethanol solvent, as well as studying the stability of the dye. Analysis of dye
levels is done by spectrophotometric methods. The optimum results of extraction
by maceration were at temperature of 90 °C for water solvent and at concentration
of 96% for ethanol solvent. The dye stability test gave the following results: a)
The storage condition, sunlight and lamp light can affect the stability of the dye
extracts of Hibiscus flower and Rosella flower by increasing percentage
absorbance level in both extracts, b) The addition of an oxidant, hydrogen
peroxide can affect the stability of the dye extracts of Hibiscus flower and Rosella
flower through decrease percentage value of absorbance, c) The increasing level
of pH, from pH 4 to pH 5, can affect the stability of the dye extracts of Hibiscus
flower and Rosella flower through decrease percentage value of absorbance both
of water and ethanol solvent.
Keywords: Extraction, Hibiscus rosa-sinensis L, Hibiscus sabdariffa L,
Spectrophotometry UV-Vis
68
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi Rabbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada
Allah S.W.T yang senantiasa melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ” Ekstraksi dan Uji Stabilitas
Zat Warna Alami dari Bunga Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.)
dan Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L.)” yang disusun berdasarkan
rancangan penelitian dalam rangka Tugas Akhir sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana sains.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
berbagai pihak yang
membantu dalam penyelesaian skripsi ini, antara lain :
1.
Yusraini, D.I.S, M.Si sebagai Dosen Pembimbing I Penelitian Tugas Akhir
Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
2.
Adi Riyadhi, M.Si sebagai Dosen Pembimbing II Penelitian Tugas Akhir
Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
3.
Drs. Dede Sukandar, M.Si sebagai Ketua Program Studi Kimia, Fakultas
Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
4.
Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis, selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
5.
DR. Mirzan T Razzak, M. Eng, APU, sebagai Ketua Pusat Laboratorium
Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
6.
Seluruh Staf Pusat Laboratorium Terpadu Lab. Kimia yang telah membantu
penulis dalam menyelesaikan penelitian ini.
69
7.
Kedua orang tua yang selalu memberikan do’a dan dukungan yang tiada
henti-hentinya kepada penulis.
8.
Teman-teman Kimia Angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan satu per
satu yang telah memberikan saran dan motivasinya.
9.
Heru Cahyo Irawan, untuk segala waktu, diskusi dan dukungannya kepada
penulis.
Penulis menyadari skripsi ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu
kritik dan saran sangat dibutuhkan dari berbagai pihak dan penulis berharap
semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Jakarta, Desember 2011
Penulis
70
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR........................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang .................................................................................. 1
1.2
Rumusan Masalah ............................................................................. 3
1.3
Hipotesis ........................................................................................... 3
1.4
Tujuan Penelitian ............................................................................... 4
1.5
Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) ..................................... 5
2.1.1 Klasifikasi Tanaman ................................................................. 6
2.1.2 Kandungan Kimia ..................................................................... 7
2.2
Rosella (Hibiscus sabdariffa L.) ........................................................ 7
2.2.1 Klasifikasi Tanaman ................................................................. 9
2.2.2 Kandungan Kimia ..................................................................... 9
2.3
Flavanoid......................................................................................... 10
2.4
Antosianin ....................................................................................... 12
2.5
Ekstraksi.......................................................................................... 17
2.6
Pelarut ............................................................................................. 18
2.6.1 Air .......................................................................................... 18
2.6.2 Etanol ..................................................................................... 18
2.7
Pewarna Makanan ........................................................................... 19
2.7.1 Pewarna Alami ....................................................................... 21
2.7.2 Pewarna Identik Alami............................................................ 23
2.7.3 Pewarna Sintetik ..................................................................... 24
2.7.4 Bahaya Pewarna Sintetik......................................................... 27
2.8
Spektrofotometri UV-Visible ........................................................... 29
71
2.8.1 Prinsip Dasar Spektrofotometer UV-Vis ................................. 29
2.8.2 Hukum Beer-Lambert ............................................................. 30
2.8.3 Instrumen Spektrofotometer UV-Vis ....................................... 31
BAB III METODE PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 35
3.2
Alat dan Bahan ................................................................................ 35
3.3
Prosedur Penelitian .......................................................................... 35
3.4
Uji Stabilitas Warna......................................................................... 35
3.4.1 Pengaruh Temperatur Penyimpanan ........................................ 36
3.4.2 Pengaruh Lama Penyinaran Matahari ...................................... 36
3.4.3 Pengaruh Lama Penyinaran Lampu ......................................... 37
3.4.4 Pengaruh Waktu Penambahan Oksidator ................................. 37
3.4.5 Pengaruh Penambahan pH ...................................................... 37
BAB IV PEMBAHASAN
4.1
Optimasi Ekstraksi........................................................................... 38
4.2
Uji Stabiltas Zat Warna.................................................................... 41
4.2.1 Pengaruh Temperatur Penyimpanan ........................................ 42
4.2.2 Pengaruh Lama Penyinaran Matahari ...................................... 43
4.2.3 Pengaruh Lama Penyinaran Lampu ......................................... 45
4.2.4 Pengaruh Waktu Penambahan Oksidator ................................. 46
4.2.5 Pengaruh Penambahan pH ...................................................... 49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ..................................................................................... 51
5.2
Saran ............................................................................................... 52
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 53
72
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Daftar zat pewarna alami yang diizinkan di Indonesia ....................... 22
Tabel 2. Daftar zat pewarna sintetik yang diizinkan di Indonesia ..................... 25
Tabel 3. Daftar zat pewarna yang dilarang di Indonesia ................................... 28
Tabel 4. Persentase perubahan nilai absorbansi karena pengaruh temperatur
penyimpanan. .................................................................................... 42
Tabel 5. Persentase perubahan nilai absorbansi akibat lama penyinaran
matahari ............................................................................................. 44
Tabel 6. Persentase nilai absorbansi karena lama penyinaran lampu ................ 45
Table 7. Persentase penurunan nilai absorbansi akibat penambahan oksidator.. 47
73
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.).................................. 5
Gambar 2.
Struktur kandungan senyawa yang ada dalam Kembang Sepatu.7
Gambar 3.
Rosella (Hibiscus sabdariffa L) ...................................................... 8
Gambar 4.
Struktur antosianin dari bunga Rosella. ........................................ 10
Gambar 5.
Kerangka dasar dan penomoran flavanoid .................................... 11
Gambar 6.
Beberapa senyawa golongan flavanoid ......................................... 12
Gambar 7.
Struktur umum dari antosianin. .................................................... 13
Gambar 8.
Transformasi struktur antosianin dalam larutan air. ...................... 15
Gambar 9.
Perubahan struktur akibat pengaruh penambahan buffer pH ......... 16
Gambar 10. Struktur senyawa golongan karotenoid ......................................... 23
Gambar 11. Struktur Kimia Carmoisine .......................................................... 26
Gambar 12. Diagram spektrofotometri UV-Vis ............................................... 31
Gambar 13. Hubungan absorbansi dengan variasi suhu maserasi bunga
Kembang Sepatu dan Rosella ....................................................... 39
Gambar 14. Hubungan absorbansi dengan variasi konsentrasi etanol terhadap
bunga Kembang Sepatu dan Rosella. ............................................ 40
Gambar 15. Hubungan absorbansi dengan pengaruh oksidator ........................ 47
Gambar 16. Reaksi yang terjadi karena penambahan hidrogen peroksida ......... 48
Gambar 17. Hubungan absorbansi dengan penambahan buffer pH................... 49
Gambar 18. Perubahan struktur akibat pengaruh penambahan buffer pH ........ 50
74
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1....................................................................................................... 57
Lampiran 2....................................................................................................... 58
Lampiran 3....................................................................................................... 61
75
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Dewasa ini sering ditemukan penggunaan pewarna sintetik dalam berbagai
macam industri seperti tekstil, makanan, dan obat. Penggunaan pewarna sintetik
yang tidak sesuai dapat berdampak buruk terhadap kesehatan dan juga
lingkungan. Khususnya dalam bidang makanan dan obat, pemerintah dalam hal
ini melalui Kementerian Kesehatan mengatur dengan ketat penggunaan pewarna
sintetik pada bahan makanan dan obat, karena bahayanya yang bisa ditimbulkan.
Bahan pewarna dapat digolongkan ke dalam tiga golongan yaitu bahan
pewarna sintesis, bahan pewarna yang dibuat mirip dengan bahan pewarna alami
(identik alami) dan bahan pewarna alami (Depkes, 1988). Bahan pewarna alami
untuk makanan paling banyak dibuat dari ekstrak tumbuhan, tetapi ada juga dari
sumber lain seperti serangga, ganggang, cyanobacteria, dan jamur (Mortensen,
2006).
Penggunaan pewarna sintetis dalam produk pangan dapat digantikan
dengan pewarna alami. Beberapa tanaman telah diteliti sebagai bahan pewarna
alami diantaranya adalah ekstrak bunga Tagetes erecta L sebagai pewarna tekstil
(Jothi, 2008), ekstrak antosianin dari Red cabbage (Xavier, et al. 2008), ekstrak
daun
tanaman
Indigofera
tinctoria
Linn.
dan
ekstrak
daun
tanaman
Baphicacanthus cusia Brem (Chanayath, et al, 2002).
Bahan pewarna alami dipilih berdasarkan ketersedian di alam, dan
kemudahan untuk memperolehnya. Bunga Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-
76
sinensis L.) dan bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa L.) banyak tersedia di sekitar
kita, namun pemanfaatan sebagai pewarna alami belum banyak diteliti. Oleh
sebab itu, perlu dilakukan penelitian ekstrak Bunga Kembang Sepatu dan Rosella
sebagai zat pewarna alami.
Kembang sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) adalah tanaman semak suku
Malvaceae yang berasal dari Asia Timur dan banyak ditanam sebagai tanaman
hias di daerah tropis dan subtropis. Bunga besar dan berwarna merah.
Pemanfaatan bunga kembang sepatu selain sebagai tanaman hias, bunga kembang
sepatu dipercaya oleh masyarakat sebagai obat demam, batuk dan sariawan,
sedangkan sebagai bahan pewarna belum banyak digunakan.
Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa Linn.) adalah tanaman dari famili
Kembang Sepatu. Tananaman Rosella berasal dari Afrika dan Timur Tengah,
termasuk tanaman perdu yang bisa mencapai 3-5 meter tingginya. Jika sudah
dewasa, tanaman ini akan mengeluarkan bunga berwarna merah. Pemanfaatan
bunga Rosella sebagai tanaman hias, juga dipercaya oleh masyarakat sebagai obat
memperlancar peredaran darah dan mencegah tekanan darah tinggi (Ali, et al,
2005), sedangkan sebagai bahan pewarna belum banyak digunakan.
Zat warna dari tanaman dapat diambil dengan menggunakan teknik
ekstraksi, diantaranya adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut air atau
etanol. Silva, et al (2008) telah melakukan ekstraksi pada biji Bixa orellana L.
dengan menggunakan pelarut super kritis karbon dioksida. Ekstraksi juga dapat
dilakukan dengan bantuan enzim hidrolisis (Kim, et al, 2005). Teknik ekstraksi
dipilih berdasarkan kemudahnnya dan banyaknya zat warna yang berhasil
terekstrak.
77
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengekstraksi bunga Kembang
Sepatu dan bunga Rosella dengan mencari temperatur dengan pelarut air dan
konsentrasi etanol yang optimum untuk mendapatkan pigmen dari bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella, selain itu dilakukan juga uji stabilitas zat
warna. Analisa kadar zat warna dilakukan dengan metode spektrofotometri.
1.2 Rumusan Masalah
1. Pada kondisi bagaimanakah metode maserasi dengan pelarut air dan etanol
dapat mengekstrak bunga Kembang Sepatu dan bunga Rosella secara
optimum?
2. Apakah faktor lingkungan dapat mempengaruhi stabilitas zat warna dari
ekstrak bunga Kembang Sepatu dan ekstrak bunga Rosella?
1.3 Hipotesis
1. Pelarut air dan etanol dapat digunakan untuk mengesktrak bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella pada kondisi optimum.
2. Faktor lingkungan dapat mempengaruhi stabilitas zat warna dari bunga
Kembang Sepatu dan Rosella.
78
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengoptimasi metode ekstrak untuk mendapatkan zat warna dari bunga
Kembang Sepatu dan bunga Rosella.
2. Mengetahui pengaruh lingkungan terhadap stabilitas zat warna.
1.5 Manfaat dan Kegunaan Penelitian
Hasil dari penelitian ini dapat menambah inventaris bahan pewarna alami
yang dapat digunakan sebagai pewarna tambahan untuk makanan, kosmetik, obatobatan, tekstil dan peralatan rumah tangga lainnya.
79
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kembang Sepatu (Hibiscus rossa-sinensis L.)
Bunga Kembang Sepatu atau dalam bahasa latinnya Hibiscus rosa-sinensis
L. merupakan tanaman hias yang banyak dijumpai di Indonesia. Oleh sebab itu,
bunga ini mempunyai beberapa nama yang dikenal di banyak daerah, seperti di
Aceh (Bungong roja), Jawa Barat (Kembang Wera), Bali (Waribang), Nusa
Tenggara (Embuhanga), Sulawesi (Ulange), Maluku (Ubu-ubu) dan Tidore (Bala
bunga). Ada pula nama internasionalnya seperti di Filipina dikenal dengan nama
Gumamela (Plantanamor, 2008).
Gambar 1. Kembang sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.).
Bunga Kembang Sepatu mempunyai kelopak bunga berwarna merah, ada
pula yang berwarna kuning dan merah muda. Merupakan bunga tunggal yang
berbentuk terompet dan terletak di ketiak daun. Kelopak bunga berbentuk
lonceng, berbagi lima dan berwarna hijau kekuningan. Mahkota bunga terdiri dari
15-20 daun mahkota berwarna merah muda, mempunyai benang sari banyak
dengan tangkai sari berwarna merah, kepala sari berwarna kuning dan putik
berbentuk tabung, seperti terlihat pada Gambar 1.
Bunga pada tanaman Kembang Sepatu bergantung pada panjang umur dan
pergantian bunga. Biasanya bunga Kembang Sepatu bertahan hanya satu hari dan
diklasifiksikan sebagai tanaman yang bersifat sementara (Trivellini, et al, 2007).
80
Tanaman Kembang Sepatu banyak ditanam selain karena keindahan warna
yang dihasilkan juga bermanfaat untuk kesehatan. Sudah sejak lama tanaman
Kembang Sepatu dimanfaatkan oleh masyarakat sebagai tanaman obat. Biasanya
sebagai obat demam pada anak-anak, obat batuk dan obat sariawan (Iqbal &
Sulistyorini, 2009).
Bunga Kembang Sepatu berkerabat dekat dengan Waru Gunung (Hibiscus
macrophyllus Roxb. ex Hornem), Mrambos Merah (Hibiscus radiatus Cav),
Rosella (Hibiscus sabdariffa var sabdariffa Linn.), Wora-wari Gantung (Hibiscus
schizopetalus (Mast.)Hook.F), Waru Gombong (Hibiscus similis BI), Bunga
Sepatu Mawar (Hibiscus syriacus L.), Waru Lengis (Hibiscus tiliaceus L.), Waru
Landak (Hibiscus mutabilis L.), Hibiscus (Hibiscus aculeatus Walt.), Yute Jawa
(Hibiscus cannabinus L.) (Plantanamor, 2008).
2.1.1 Klasifikasi Tanaman (Plantanamor, 2008)
Kingdom
: Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi
: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas
: Dilleniidae
Ordo
: Malvales
Famili
: Malvaceae (suku kapas-kapasan)
Genus
: Hibiscus
Spesies
: Hibiscus rosa-sinensis L.
81
2.1.2
Kandungan Kimia
Daun, bunga, dan akar Kembang Sepatu mengandung flavonoida. Di
samping itu daunnya juga mengandung saponin dan polifenol, bunga mengandung
polifenol, akarnya juga mengandung tanin, saponin, skopoletin (1), cleomiscosin
A (2), dan cleomiscosin C (3). Kandungan antosianin yang teridentifikasi adalah
3, 3’,4’,5’,7-pentahidroksiflavilium klorida (4) (Ukwueze, et al, 2009).
O
H 3CO
O
OH
H
O
O
H3 CO
H3C
O
O
O
H
O
O
O
HO
CH2OH
HO
1
CH3
OCH3
Cleomiscosin A
2
Cleomiscosin C
OH
Cl
O
O
H3C
H3C
O
HO
O
OH
+
OH
O
OH
3
4
Skopoletin
3,3',4',5',7-pentahidroksiflavilium klorida
Gambar 2. Struktur kandungan senyawa yang ada dalam Kembang
Sepatu.
2.2
Rosella (Hibiscus sabdariffa Linn.)
Rosella (Hibiscus sabdariffa var sabdariffa Linn.) adalah tanaman hias
taman luar ruangan dari keluarga kembang sepatu, yang berasal dari Afrika dan
Timur Tengah. Biasa dikenal di Inggris dengan nama Rosella atau red sorrel dan
di Arab dikenal dengan nama karkadeh, tersebar di Asia Tenggara dan di
beberapa tempat lainnya.
82
Gambar 3. Rosela (Hibiscus sabdariffa L).
Rosella merupakan tanaman perdu yang mempunyai tinggi 3-5 meter dan
akan mengeluarkan bunga berwarna merah jika sudah dewasa. Pigmen merah dari
bunga Rosella disebabkan karena kandungan antosianinnya yang tinggi (Mardiah,
2010), namun tidak stabil selama proses pemanasan (Gozales-Palomares, et al,
2009).
Tanaman Rosella memiliki dua varietas dengan budidaya dan manfaat
yang berbeda, yaitu: (i) Hibiscus sabdariffa var. Altisima, Rosella berkelopak
bunga kuning yang sudah lama dikembangkan untuk diambil serat batangnya
sebagai bahan baku pulp dan karung goni; dan (ii) Hibiscus sabdariffa var.
Sabdariffa, Rosella berkelopak bunga merah serta membentuk seperti cup. Jenis
Rosella var. Sabdariffa yang kini mulai diminati petani dan dikembangkan untuk
diambil kelopak bunga dan bijinya, dikonsumsi dibanyak negara sebagai
minuman dingin maupun minuman hangat (Ali, et al, 2005).
Rosella mempunyai kekerabatan dengan bunga Waru Gunung (Hibiscus
macrophyllus Roxb. ex Hornem), Mrambos Merah (Hibiscus radiatus Cav),
Kembang Sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.), Wora-wari Gantung (Hibiscus
schizopetalus (Mast.) Hook.F), Waru Gombong (Hibiscus similis BI), Bunga
Sepatu Mawar (Hibiscus syriacus L.), Waru Lengis (Hibiscus tiliaceus L.), Waru
83
Landak (Hibiscus mutabilis L.), Hibiscus (Hibiscus aculeatus Walt.), Yute Jawa
(Hibiscus cannabinus L.).
Di Indonesia sendiri Rosella dikenal dengan beberapa nama, seperti rosela,
perambos, gamet walanda (Sunda), kasturi roriha (Ternate). Di Inggris dikenal
dengan nama Roselle atau red sorrel, dan di Cina dengan nama luo shen kui dan
luo shen hua.
2.2.1
Klasifikasi Tanaman (Plantanamor, 2008)
Kingdom
: Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi
: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas
: Dilleniidae
Ordo
: Malvales
Famili
: Malvaceae (suku kapas-kapasan)
Genus
: Hibiscus
Spesies
: Hibiscus sabdariffa L.
2.2.2
Kandungan Kimia
Bunga dan biji Rosella dapat dimanfaatkan sebagai tanaman herbal dan
bahan baku minuman kesehatan, di dalam DepKes RI No SPP 1065/35.15/05,
setiap 100 gram kelopak bunga Rosella mempunyai kandungan gizi sebagai
berikut: protein 1,145 gr, lemak 2,61 gr, serat 12 gr, kalsium 1,263 gr, fosor 273,2
84
mg, zat besi 8,98 mg, malic acid 3,31%, fruktosa 0,82%, sukrosa 0,24%, karoten
0,029%, tiamin 0,117 mg, niasin 3,765 mg, dan vitamin C 244,4 mg. Kandungan
vitamin C yang tinggi ini dapat berfungsi sebagai bahan antioksidan dalam tubuh.
(Kustyawati & Sulastri, 2008).
Menurut Segura-Carretero (2008), kandungan antosianin yang utama
diidentifikasi sebagai delfinidin-3-sambubiosida (5) yang memberikan warna
merah pada ekstrak bunga rosella, seperti yang terlihat pada Gambar 3.
Antosianin yang lain berupa sianidin-3-sambubiosida (6) (Ojeda, et al, 2010).
OH
OH
OH
OH
O
HO
+
HO
O
+
H
OH
OH
OH
O
OH
O
OH
OH
O
O
OH
O
O
OH
OH
O
O
OH
OH
OH
OH
5
HO
Delfinidin-3-sambubiosida
6
HO
Sianidin-3-sambubiosida
Gambar 4. Struktur antosianin dari bunga Kembang Sepatu.
2.3
Flavanoid
Flavonoid merupakan molekul polifenol yang larut air yang mengandung
15 atom karbon. Flavonoid termasuk kedalam famili polifenol. Kerangka dsar
flavonoid (7) dapat dilihat sebagai dua cincin benzena yang bergabung bersamasama dengan tiga rantai karbon yang pendek (Tanaka, et al, 2008). Lebih dari
4.000 jenis flavanoid telah teridentifikasi, banyak terdapat dalam buah-buahan,
sayuran dan minuman (teh, kopi, bir, minuman anggur dan buah).
85
Salah satu karbon dari rantai pendek selalu terhubung ke karbon dari salah
satu cincin benzene (A dan B), baik secara langsung atau melalui jembatan
oksigen, sehingga membentuk sebuah cincin tengah ketiga, yang beranggotakan
lima atau enam karbon (lingkaran cincin beroksigen atau cincin C). Penomoran
flavanoid (8) dapat dilihat pada Gambar 5 (Giacarini, 2008).
3'
2'
8
C1
C3
7
C2
6
1
O
A
C
5
4
4'
B
1'
5'
2
6'
3
8
7
Gambar 5. Kerangka dasar dan penomoran flavanoid.
Flavonoid merupakan senyawa polifenol yang melimpah di alam dan
dikategorikan, menurut struktur kimianya, ke dalam flavonol, flavon, flavanon,
isoflavon, katekin, antosianidin, dan kalkon (Tanaka, et al, 2008). Flavanoid
dibagi ke dalam enam sub kelompok utama berdasarkan variasi pada cincin C:
flavon (9), flavonol (10), flavanon (11), flavanol (12) (katekin dan
proantosianidin), antosianidin (13) dan isoflavon (14) (Giacarini, 2008).
O
O
O
OH
O
9
Flavon
O
10
Flavonol
O
11
Flavanon
86
O
O
O
O
OH
OH
12
Katekin
(Flavan-3-ol)
+
13
Antosianidin
14
Isoflavon
Gambar 6. Beberapa senyawa golongan flavanoid.
Pentingnya senyawa polifenol dan dampaknya dalam kesehatan manusia
telah dipelajari secara ekstensif dalam beberapa tahun terakhir, khususnya
subkelompok yang disebut flavonoid, yang juga kelas terbesar polifenol.
Flavonoid merupakan senyawa turunan tanaman, bertanggung jawab terhadap
keanekaragaman rasa, flavour dan warna buah-buahan dan sayuran (Giacarini,
2008). Flavanoid juga bertindak sebagai antimikroba, fotoreseptor dan
antioksidan, yang terlibat dalam pertumbuhan tanaman dan reproduksi,
menyediakan ketahanan terhadap patogen dan predator dan melindungi tanaman
dari penyakit (Cheynier, 2005).
Menurut Pietta (2000), flavanoid bertindak sebagai antioksidan pada
tanaman, antimikroba, fotoreseptor, attractor visual, penolak makan, dan untuk
penyaringan cahaya. Banyak studi telah menyatakan bahwa
flavonoid
menunjukkan aktivitas biologis, termasuk antiallergenic, antivirus, anti-inflamasi,
dan efek vasodilatasi (Jordheim, 2007).
2.4
Antosianin
Antosianin (15) adalah molekul polar dengan hidroksil, karboksil,
kelompok metoksil dan glikolil terikat untuk cincin aromatik (Xavier, et al, 2008).
Nama antosianin berasal dari dua kata Yunani yang berarti bunga dan biru gelap
87
(dan bukan warna biru-hijau biasanya kita kaitkan dengan cyan) (Mortensen,
2006).
Antosianin menimbulkan warna biru-ungu-merah-oranye dari bunga dan
buah-buahan, khususnya, banyak tanaman (Mortensen, 2006). Zat tersebut
berperan dalam pemberian warna terhadap bunga atau bagian tanaman lain dari
mulai merah, biru sampai ke ungu termasuk juga kuning dan tidak berwarna
(seluruh warna kecuali hijau).
Secara kimiawi antosianin bisa dikelompokan ke dalam flavonoid dan
fenolik. Zat tersebut bisa ditemukan di berbagai tanaman yang ada di darat.
Antosianin tidak ditemukan di tanaman laut, hewan atau mikroorganisme
(Samsudin & Khoiruddin, 2011).
R3 '
OH
O
R7
+
R5 '
R3
R5
15
Antosianin
Gambar 7. Struktur umum dari antosianin. (sumber: Tanaka, et al, 2008)
Keterangan:
R3=R5=R7=OH,
R3=H, R5=R7=OH
Pelargonidin R3’=H, R5’=H
Apigeninidin R3’=H,
R5’=H
Cyanidin
R3’=OH, R5’=H
Luteolinidin
R3’=OH, R5’=H
Peonidin
R3’=OCH3, R5’=H
Tricetinidin
R3’=OH, R5’=OH
Delphinidin
R3’=OH,
R5’=OH
Petunidin
R3’=OCH3, R5’=OH
Malvidin
R3’=OCH3, R5’=OCH3
R3=OH
Capensinidin R5=CH3, R7=OH, R3’=OCH3, R5’=OCH3
Hirsutidin
R5=OH, R7=OCH3, R3’=OCH3, R5’=OCH3
88
Antosianin adalah glikosida dari antosianidin (juga disebut aglikon) dan
gula. Antosianidin hampir selalu glikosilasi pada posisi 3, meskipun glikosilasi di
posisi lain dan lebih dari satu posisi pada satu waktu juga ditemui. Selanjutnya,
bagian gula dapat terasilasi dengan asam alifatik atau aromatik. Jadi, meskipun
jumlah antosianidin dikenal cukup terbatas (sekitar 25), jumlah antosianin
beberapa ratus karena keragaman besar yang ditawarkan oleh glikosilasi dan
asilasi (Mortensen, 2006).
Antosianin adalah zat warna yang bersifat polar dan akan larut dengan
baik pada pelarut–pelarut polar (Samsudin dan Khoirudin, 2011). Antosianin lebih
larut dalam air daripada dalam pelarut non polar dan karakteristik ini membantu
proses ekstraksi dan pemisahan (Xavier, et al, 2008). Oleh karena itu, antosianin
biasanya diekstrak dengan air, meskipun penggunaan alkohol yang lebih rendah
juga diizinkan (Mortensen, 2006).
Antosianin mempunyai empat bentuk berbeda yang berada dalam
kesetimbangan dan termasuk ke dalam kation flavilium, basa kuinoidal, karbonil
pseudobase dan kalkon (Gambar 8). Jumlah relatif dari struktur dalam
kesetimbangan bervariasi dan tergantung pada pH dan struktur antosianin.
Beberapa antosianin lebih stabil daripada yang lain tergantung pada bentuk
strukturnya. Contohnya Malvidin glikosida, antosianin utama dalam anggur,
karena molekul dimetiloksilasi lebih stabil dari antosianin yang lainnya. Apalagi,
hasil hidroksilasi dari asam organik lebih stabil dalam beberapa kasus (Laleh, et
al., 2006).
89
R1
R1
OH
OH
O
H
O
R2
+
OH
HO
-
O
+
R2
OR'
OR'
+ H2 O
OR"
Basa kuinoidal (A)
-H
OR"
Kation flavilium (AH+)
+
R1
R1
OH
OH
OH
HO
HO
O
OH O
R2
R2
OR'
OR'
OR"
OR"
Karbinol (B)
Kalkon (C)
R1, R2: H, OH or OCH3 resp.; R´: glycosyl; R´´: H or glycosyl
Gambar 8. Transformasi struktur antosianin dalam larutan air. (Sumber: Hubbermann, et
al, 2006)
Antosianin
berpotensi
sebagai
pewarna
makanan
alami
karena
keanekaragaman warna yang dimilikinya. Namun, mempunyai kelemahan dalam
stabilitas warnanya. Intensitas suatu stabilitas pigmen antosianin tergantung pada
berbagai faktor termasuk struktur dan konsentrasi dari pigmen, pH, suhu,
intensitas cahaya, kualitas dan kehadiran pigmen lain bersama-sama, ion logam,
enzim, oksigen, asam askorbat, gula dan gula metabolit, belerang oksida, dan lainlain (Tanaka, et al, 2008).
Perubahan warna antosianin tergantung pada pH, berdampingan dengan
senyawa berwarna (ko-pigmen, biasanya flavon dan flavonol), dan ion logam.
Dalam uji in vitro, antosianidin yang lebih merah dan lebih stabil sebagai bentuk
kation flavilium pada pH rendah (pH 300C, digunakan dalam pewarnaan makanan, kosmetik dan meication.
Mempunyai nama lain CI Food Red 3, Azorubine, E 122,atau CI No. 14720
(Anonimous, 2011).
100
Nama kimia senyawa karmoisin adalah 4-hidroksi-3-(4-sulfonat-1naftilazo) naftalen-1-sulfonat. Dengan rumus empiris C20H12N2Na2O7S2. Struktur
kimia dari Food Red 3 ditampilkan pada Gambar 10.
O
O
S
-
Na
+
O
N
OH
N
+
O
Na
S
19
O
O
-
Gambar 11. Struktur Kimia Carmoisine (Red 3).
Pewarna asam red 3 merupakan pewarna larut dalam air terlebih dalam
bentuk garam natrium dari asam sulfonat atau karboksilat. Merupakan senyawa
anionik yang menyerang dengan kuat kelompok kationik dalam serat langsung.
Dapat diaplikasikan dalam berbagai bentuk serat alam seperti wool, katun, dan
silk sama juga untuk sintetik seperti poliester, akrilik dan rayon. Tetapi tidak
cocok untuk serat selulosa. Biasa juga digunakan dalam cat, tinta, dan leather
(Anonimous, 2011).
Karmoisin atau pewarna Red 3 biasa digunakan dalam minuman ringan
dan makanan cair dengan kadar 70 mg/lt produk siap konsumsi, es krim dan
sejenisnya dengan kadar 100 mg/kg produk akhir (total campuran pewarna 300
mg/kg), acar ketimun dalam botol dengan kadar 300 mg/kg, tunggal atau
campuran dengan pewarna lain, youghurt beraroma dan produk yang telah
dipanaskan setelah fermentasi dengan kadar 12 mg/kg, berasal dari aroma yang
digunakan, jam dan jeli, saus apel kalengan dengan kadar 200 mg/kg, tunggal atau
101
campuran dengan pewarna lain, marmalade dengan kadar 200 mg/kg, dan udang
kalengan dengan kadar 30 mg/kg, tunggal atau campuran dengan pewarna lain
(Femelia, 2009).
2.7.4
Bahaya Pewarna Sintetik
Beberapa penelitian yang menyatakan bahwa pewarna sintetik dapat
menyebabkan efek negatif pada kesehatan. Pada bulan November 2007, sebuah
hasil
penelitian
yang
diterbitkan
di
jurnal
medis
terkemuka
Lancet
mengungkapkan bahwa beberapa zat pewarna makanan meningkatkan tingkat
hiperaktivitas anak-anak usia 3-9 tahun. Anak-anak yang mengkonsumsi makanan
yang mengandung pewarna buatan itu selama bertahun-tahun lebih berisiko
menunjukkan tanda-tanda hiperaktif. Selain