xvi
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kandungan Gizi Sari Jeruk Siam
Jeruk Siam mengandung sari buah sekitar 30-40 dari keseluruhan buah, biji 2 , dan pulp 45-55 . Sari jeruk Siam mengandung asam askorbat sekitar 20-60 mg per 100 ml. Sedangkan
vitamin-vitamin lainnya adalah vitamin A, tiamin, niasin, riboflavin, asam pentotenat, biotin, asam folat, inositol dan tokoferol. Besarnya kandungan vitamin tersebut adalah vitamin A sekitar 250-420
IU, tiamin 70- 1β0 µg, niasin β00-ββ0 µg, riboflavin γ0 µg, asam folat 1.β µg dan inositol 1γ5 mg
setiap 100 ml Ting dan Attaway, 1971. Selain itu jeruk Siam juga mengandung vitamin C yang cukup baik. Vitamin C merupakan vitamin yang tergolong larut dalam air. Vitamin ini dapat terbentuk
sebagai asam L-askorbat dan asam L-dehidroaskorbat; keduanya mempunyai keaktifan sebagai vitamin C. Asam askorbat sangat mudah teroksidasi secara reversibel menjadi asam L-
dehidroaskorbat. Asam L-dehidroaskorbat secara kimia sangat labil dan dapat mengalami perubahan lebih lanjut menjadi asam L-diketogulonat yang tidak memiliki keaktifan vitamin C lagi. Vitamin C
mudah rusak oleh oksidasi, panas dan alkali Winarno, 1997. Asam askorbat merupakan nutrisi utama dalam buah jeruk, yang diukur sebagai vitamin C.
Dengan demikian keberadaan asam askorbat ini mempengaruhi potensi antioksidan dalam produk jeruk. Kandungan asam askorbat pada berbagai jenis sari jeruk yang diproduksi di industri yaitu,
antara 300 – 450 mgl Jongen, 2002. Menurut Pracaya 1999, sari jeruk mengandung 40-70 mg vitamin C per 100 ml, bergantung pada jenis jeruk. Semakin tua umur buah jeruk maka kandungan
vitamin C semakin berkurang. Menurut Nelson 1980, keasaman sari jeruk ditentukan oleh nilai pH dan konsentrasi dari asam sitrat serta malat.
2.2. Limonin dan Naringin
2.2.1 Limonin
Berdasarkan hasil penelitian Setyadjit 2006 terhadap beberapa varietas jeruk di Indonesia, konsentrasi limonin tertinggi terdapat pada sari jeruk nipis 16,β5 µg ml
-1
, sari jeruk Siam menempati tempat kedua dengan kandungan limonin sebesar 1γ,70 µg ml
-1
, kemudian sari jeruk Medan 4,γ0 µg ml
-1
, sari jeruk Argentina γ,1γ µg ml
-1
, sedangkan sari jeruk Sunkist tidak mengandung limonin. Kadar limonin pada masing-masing jeruk berbeda. Menurut Maier dan
Garut 1970 jika kadar limonin diatas 7 ppm akan berpengaruh nyata terhadap rasa pahit. Komponen pahit dengan konsentrasi tinggi terdapat pada buah yang mentah. Tingkat kepahitan
umumnya dapat diatasi dengan memanen buah pada kondisi masak optimum. Pada jeruk manis sweet orange dan Citrus sinensis Osbeck, kepahitan merupakan penyimpangan flavor karena
jeruk ini memiliki karakter manis. Berbeda dengan jenis grapefruit, Citrus paradise, kepahitan merupakan karakter utama flavornya Rouseff, 1990.
Limonin merupakan senyawa turunan triterpene yang bersifat larut dalam air dan eter, alkohol, serta asam asetat glasial. Senyawa limonin merupakan senyawa dilakton, sehingga
memiliki dua kemungkinan bentuk monolakton, yaitu A-ring monolakton dan D-ring monolakton. Secara alami, senyawa limonin yang terdapat dalam buah jeruk adalah A-ring
xvii
monolakton. Rumus kimia limonin adalah C
26
H
30
O
8
dengan bobot molekul 470.50 Da, terdiri dari 66.37 karbon, 6.34 hidrogen, dan 27.21 oksigen. Limonin mempunyai rotasi spesifik
α
D
-128º dengan c = 1.21 dalam aseton. Absorbsi maksimum limonin terjadi pada panjang gelombang 207 nm dengan a
bsorbsivitas molar ε 7000 dan pada β85 nm dengan absorbsivitas molar ε γ8. Titik lebur limonin β98ºC Maier, 1969.
Gambar 1. Struktur limonin Al-Anshori, et al., 2006
Menurut Mozaffar et al. 2000, limonoat A-ring lakton yang terdapat pada bagian membran sel dari vesicle jeruk dan tidak memiliki rasa pahit, ketika diekstraksi dan terjadi
kontak dengan sari jeruk yang bersifat asam, senyawa ini terlaktonisasi menjadi limonoat dilakton yang memiliki rasa pahit. Perubahan limonin dari monolakton menjadi dilakton terjadi
pada suasana pH 5,4 – 6,2 dan suhu 15-45ºC. Proses ini dipengaruhi oleh aktivitas enzim limonoid D-ring lakton hidrolase. Selama proses pasteurisasi dan evaporasi, adanya penambahan
panas akan mempercepat reaksi tersebut. Selain itu, peningkatan rasa pahit juga dapat dipengaruhi oleh waktu penyimpanan. Limonoid pada suhu kamar 25-30ºC mempunyai
prekursor, yakni pembangkit timbulnya limonin. Jika jus jeruk disimpan dalam waktu lebih dari tiga jam maka prekursor semakin aktif. Pemanasan pada waktu pemerasan jeruk maupun
sesudahnya dapat meningkatkan pelarutan senyawa flavonoid dari kulit ari jeruk. Mekanisme pembentukan limonin dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Pembentukan Limonin Hasegawa et al. 1975
Menurut Hasegawa dan Maier dalam Rousseff 1990, dari 37 jenis senyawa limonoid aglikon yang berhasil diisolasi, empat diantaranya menyebabkan rasa pahit pada jeruk, yaitu
limonin, nomilin, ichangin dan nomilinat. Hal ini diduga senyawa limonoid yang mula-mula
Limonoate A- ring lactone
Acidic PH Limonoid D-ring
lactone hydrolase Limonin
3
xviii
terbentuk adalah deasetilnomilin, selanjutnya nomilin, obacunone lalu limonin. Limonoate A- ring lakton merupakan garam dari asam limonoat A-ring lakton yang terdapat dalam jaringan
buah jeruk, sedangkan dalam biji jeruk terdapat dalam bentuk limonoat dilakton atau limonin. Limonin memiliki kelarutan yang terbatas dalam air, yaitu 40 mgl, Rasa pahit dengan
konsentrasi tinggi terdapat pada bagian jeruk yang tidak dapat dimakan, seperti biji dan kulit. Konsentrasi limonin pada sari jeruk yaitu kurang dari 20 mgl, namun pada konsentrasi 6 mgl
dapat menimbulkan rasa pahit dan menyebabkan sari jeruk tidak diterima konsumen. Sebaliknya, limonoid glukosida larut air, tidak berasa dan ditemukan dalam sari jeruk dengan
konsentrasi sebesar 720 mgl Breksa dan Dagull, 2008. Pengujian kandungan limonin dapat menggunakan analisis spektrofotometer yang
dikembangkan oleh Vaks dan Lifshiftz 1981, Noomnorm dan Kasemsuksekul 1992 serta metode Abbasi et al. 2005 yang telah dimodifikasi oleh Setyadjit 2005. Metode ini
menggunakan kloroform untuk menghilangkan senyawa polar pada bahan yang dianalisis serta menggunakan pereaksi Burham yang terdiri dari asam asetat glasial, asam perklorat dan 4-
dimetilamino benzaldehid yang bereaksi dengan limonin menghasilkan warna kuning-orange sampai merah, kemudian diamati nilai absorbansinya pada panjang gelombang 503 nm. Masing-
masing senyawa limonoid dibedakan dari komponen yang terikat pada cincin A dan D, sehingga diduga reagen Burham bereaksi secara spesifik dengan cincin A dan D dari limonin yang
merupakan senyawa lakton. Semakin tinggi kandungan limonin, warna yang dihasilkan semakin mendekati warna merah dan nilai absorbansi semakin tinggi. Pada panjang gelombang 470-500
nm, warna yang diserap adalah biru-hijau dan warna yang tampak adalah merah. Hasil analisis ini dihitung dengan persamaan pada kurva standar yang sudah dibuat pada penelitian
sebelumnya oleh Aghistni 2008.
2.2.2 Naringin
Pada jeruk, hampir 90 dari jenis yang ada memiliki senyawa-senyawa flavonoid dengan komponen utama yaitu naringin. Senyawa flavonoid pada jeruk banyak terdapat pada
kulit ari. Naringin menimbulkan rasa lebih sepet hingga pahit. Limonoid dinyatakan sebagai modifikasi tripenes, yang mempunyai 4,4,8 trimethyl-17 furanyl steroid.
Naringin merupakan senyawa turunan naringenin yang bersifat larut dalam air dan terkandung didalam flavedo, albedo, membran segmen, dan juice sacs pada buah jeruk. Rasa
pahit akibat naringin akan sangat terasa jika jumlah di dalam buah jeruk melampaui 700 ppm Puri, 1990. Selama proses ekstraksi, naringin pada albedo dan segmen buah secara cepat akan
masuk dan larut kedalam ekstrak jeruk, sehingga menyebabkan ekstrak jeruk menjadi pahit. Senyawa flavanone neohesperidoside naringin hanya terdapat pada beberapa jenis jeruk,
sedangkan limonoid limonin terdapat pada hampir semua jenis jeruk. Buah jeruk yang mengandung naringin dalam jumlah yang tinggi hingga 700 ppm akan terasa pahit jika buah
dikonsumsi segar. Berbeda dengan senyawa limonin. Rasa pahit pada jeruk diproses melalui proses ekstraksi dan pemanasan. senyawa limonin biasa disebut sebagai delayed bitterness
karena efek pahit dapat dirasakan ketika buah jeruk mengalami proses pengolahan. Senyawa prekursor limonin terkandung di dalam albedo, core, dan biji buah jeruk Puri, 2000.
Naringin murni C
27
H
32
O
14
mempunyai bobot molekul 580.59 Dalton, titik lebur 171ºC, tidak dapat larut dalam air tetapi larut dalam aseton, alkohol, dan asam asetat. Naringin dapat
dideteksi dengan beberapa cara, namun yang biasa digunakan adalah metode Davis. Uji Davis
4
xix
ini mereaksikan naringin atau beberapa flavonoid dengan diethylene glycol dalam kondisi basa untuk membentuk chalcone yang menimbulkan warna kuning Kimball, 1991.
Gambar 3. Struktur naringin Braddock, 1981
Kelarutan naringin dalam air meningkat sejalan dengan meningkatnya suhu, dari 500 mgl pada 20ºC meningkat menjadi 1000 mgl pada suhu 75ºC. Molekul naringin juga stabil
pada suhu yang tinggi. Akibat dari kelarutannya, selama proses ekstraksi, pasteurisasi atau penyimpanan, dapat meningkatkan kepahitan pada sari buah. Kandungan naringin pada bahan
baku sari buah menurun pada jeruk yang matang. Ambang batas sensorik untuk mendeteksi kepahitan yang disebabkan oleh naringin dalam air dilaporkan sekitar 20 mgl Braddock, 1981.
2.3. Siklodekstrin
Siklodekstrin merupakan salah satu jenis pati termodifikasi yang dihasilkan secara biokimiawi oleh enzim cyclodextrin glicosil transferase CGTase. Siklodekstrin didefinisikan
sebagai oligosakarida non reduksi berbentuk siklik yang terdiri dari 6–8 monomer glukosa yang dihubungkan oleh ikatan α-1,4 glikosidik. Berdasarkan monomer glukosa yang menyusunnya,
s iklodekstrin dibedakan menjadi α-siklodekstrin dengan 6 monomer glukosa, -siklodektrin
dengan 7 monomer glukosa, dan -siklodekstrin dengan 8 monomer glukosa. Siklodekstrin merupakan turunan pati termodifikasi dengan pembuatannya pada pH 5.5-7.5 dimana pada pH
tersebut merupakan kondisi yang baik untuk aktivitas CGtase dalam menghasilkan siklodekstrin Lee et al., 1992.
Siklodekstrin mempunyai sifat yang khas dibandingkan pati termodifikasi lainnya, yaitu memiliki struktur molekul berbentuk torus siklik seperti kue donat. Menurut Tomasik 2004,
siklodekstrin memiliki rongga bagian dalam yang bersifat hidrofobik dan permukaan luar bersifat hidrofilik. Kemampuan rongga siklodekstrin untuk menampung senyawa lain sangat
tergantung pada ukuran “molekul tamu”. Jika ukuran “molekul tamu” cocok atau lebih kecil dari rongga siklodektrin maka molekul tersebut dapat tertampung sempurna. Tetapi jika “molekul
tamu” lebih besar dari molekul siklodekstrin maka interaksi antara siklodekstrin dengan “molekul tamu” menjadi bersifat parsial dan bersifat lemah. Interaksi siklodekstrin dengan
senyawa lain membentuk keseimbangan dinamik. Siklodekstrin mempunyai kemampuan berinteraksi dengan bermacam-macam senyawa
ionik dan molekular membentuk senyawa kompleks inklusi siklodekstrin. Oleh karena itu kemampuan yang dimiliki siklodekstrin dapat dimanfaatkan sebagai bahan penginklusi berbagai
5
xx
macam ingredient sehingga siklodekstrin dapat dimanfaatkan dalam berbagai jenis industri seperti industri pangan, farmasi, pertanian, kimia analisa dan lain-lain. Fungsi inklusi
siklodekstrin antara lain untuk mengontrol pelepasan flavor, menutupi bau dan rasa yang tidak disukai, penstabil emulsi, meningkatkan kemampuan membentuk busa, mengontrol dan
menutupi warna serta melindungi ingredient dari kerusakan karena oksidasi, reaksi yang diinduksi oleh cahaya dan dekomposisi oleh panas dan evaporasi Pszezola, 1988. Interaksi
pembentukan senyawa kompleks inklusi dapat bersifat parsial karena molekul senyawa lain yang berukuran lebih besar dari molekul siklodekstrin
. Kemampuan siklodekstrin dalam membentuk
kompleks inklusi dengan senyawa lain dapat dilihat pada Gambar 4.
Menurut Tomasik 2004, bahwa siklodekstrin sebagai emulsifier memiliki kemampuan untuk menyatukan dua jenis bahan yang tidak saling melarut karena molekulnya terdiri dari
gugus hidrofilik dan hidrofobik sekaligus. Gugus hidrofilik mampu berikatan dengan air atau bahan lain yang bersifat polar, sedangkan gugus hidrofobik mampu berikatan dengan minyak
atau bahan lain yang bersifat nonpolar. Siklodekstrin tersebut membentuk selaput tipis film disekeliling butiran-butiran fasa terdispersi fasa internal fasa diskontinu fasa diam, dan
bagian luarnya berikatan lagi dengan medium pendispersi fasa eksternal fasa kontinu fasa gerak.
Karakteristik siklodekstrin yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1. Nilai dari parameter pengukuran siklodekstrin ini didapatkan dari penelitian sebelumnya.
Tabel 1. Karakteristik siklodekstrin Uraian
Nilai Kadar Air bb
3.33-3.84 Kadar Gula Pereduksi
44.24 Kelarutan mgml
9.18 Erianti, 2004
Nilai parameter dari siklodekstrin ini dapat berbeda-beda karena kondisi perlakuan dan bahan baku yang digunakan untuk membuat siklodekstrin tidak sama. Karakteristik siklodekstrin
berpengaruh terhadap perlakuan yang diberikan untuk sari jeruk dalam proses pengurangan rasa pahit. Penelitian mengenai penghilangan rasa pahit pada sari jeruk disajikan pada Tabel 2.
Gambar 4. Pembentukan kompleks inklusi pada molekul siklodekstrin Szejtli, 1988
xxi
Tabel 2. Penelitian tentang penurunan limonin No
Nama Peneliti tahun
Perlakuan Hasil Penelitian
Keterangan
1 Konno et al.
1982 Penambahan 0.5
siklodekstrin dan pengukuran
berdasarkan NMR siklodekstrin
membentuk kompleks dengan
senyawa limonin
dan naringin. Pengurangan rasa pahit
sampai 50
dari konsentrasi limonin dan
naringin yang
dikandung oleh
sari jeruk.
Penggunaan -
siklodekstrin ini
tergolong sangat
mahal dan
- siklodekstrin
ini biasa
digunakan sebagai bahan untuk
campuran dalam
bidang farmasi dan kosmetika.
2 Darwin
Kadarisman, Sunarmani,
dan Munti Arintawati
1992 Absorbsi
dengan selulosa
asetat sebagai adsorban.
Pengurangan rasa pahit pada sampel sari buah
jeruk Garut
dengan taraf
5 pada
konsentrasi selulosa
asetat 0.52 g per 50 ml sari buah. Tidak ada
pengaruh konsentrasi
selulosa asetat terhadap PH,
total padatan
terlarut, total asam dan vitamin C.
Belum diketahui
persentase penurunan
kadar limonin
dan naringin.
3 Mishra dan
Kar 2003 Imobilisasi enzim
naringinase Penurunan
kadar Naringin sebesar 71.2
sampai 72.2
pada waktu kontak 2 dan 3
jam. Belum sampai pada
pengurangan limonin.
4 Lani Kasigit
2006 Penggunaan CMC
Carboxy Methyl Cellulose
dan enzim naringinase
pada sari
jeruk Siam.
Kombinasi enzim
naringinase konsentrasi 1 gl dengan waktu
inkubasi 3 jam dan CMC
0.3 memberikan penurunan
naringin sebesar 62.1. Belum
mengujikan penelitian
untuk menurunkan
konsentrasi limonin, memerlukan waktu
inkubasi yang lama.
5 Stephane C.
Fayoux, Ruben J.
Hernandez, dan Robert V
Holland 2007
Pengurangan rasa pahit
pada sari
jeruk navel dengan menggunakan
polymeric film
film polimer
sebagai penyerap limonin.
Film polimer yng paling baik untuk pengurangan
limonin adalah jenis PVC 2EHDPP dengan
persentase pengurangan limonin sebanyak 80.
Limonin terbuang
dari jeruk.
7
xxii
6 Fatma
Aghitsni 2008
Model perpindahan massa
pada mikrofiltrasi. Penurunan limonin dan
naringin pada sari jeruk Siam sebesar 92.54
untuk limonin
dan 71.34 untuk naringin.
Sari buah
jeruk dalam kondisi tidak
dipasteurisasi, limonin dan naringin
terbuang.
7 Dian Andriani
2008 Proses lye peeling
dengan parameter konsentrasi larutan
basa NaOH, suhu dan waktu peeling.
Perlakuan lye peeling terbaik
pada jeruk
Pontianak dengan
konsentrasi NaOH 1, suhu 60ºC selama 2
menit. Belum
diketahui persentasi penurunan
konsentrasi limonin dan naringin secara
kuantitatif.
8 Sukasih et al.
2008 Hidolisis naringin
dengan fitrat
enzim rhamnosidase yang
dihasilkan dari
isolat kapang
Aspergillus niger Rha-ase-H.
Penurunan kadar
naringin sebesar
40.97 pada larutan naringin
konsentrasi 1000 µgml dengan
waktu kontak 3 jam dengan
unit enzim
0.082 unit enzimmg. Kemampuan
hidrolisis yang masih rendah dibandingkan
dengan enzim
naringinase komersial
karena suhu
dan waktu
kontak yang belum optimal,
belum diteliti
mengenai limonin.
Penelitian-penelitian sebelumnya untuk pengurangan rasa pahit sari jeruk pada Tabel 2 memperlihatkan bahwa masih terdapat beberapa kendala yang menyebabkan penurunan
kandungan nutrisi pada sari jeruk secara signifikan. Perlakuan seperti mikrofiltrasi dan penyerapan dengan polimer menghasilkan sari jeruk dengan pengurangan konsentrasi limonin
yang signifikan tetapi menyebabkan penampakan sari jeruk menjadi lebih jernih dan kurang menarik bagi konsumen. Kelebihan penelitian tersebut yaitu mikrofiltrasi dapat menyaring
mikroba. Penggunaan enzim naringinase dan CMC cukup baik digunakan untuk mengurangi naringin namun belum diujikan pada limonin. Pada penelitian Kadarisman et al. 1992,
penggunaan selulosa asetat untuk adsorbsi limonin dan naringin dilakukan dengan melakukan pendekatan fisika dan kimia seperti pengukuran kadar air, viskositas, total padatan terlarut, total
asam, total gula, total vitamin C, pH dan uji organoleptik, namun kadar naringin dan limonin belum dinyatakan secara kuantitatif sehingga belum diketahui jumlah persentase penurunan
limonin dan naringin. Penggunaan siklodekstrin ini diharapkan mampu mengurangi rasa pahit pada sari jeruk
dengan tidak menghilangkan konsentrasi limonin dan naringin yang terkandung dalam sari jeruk tetapi hanya sebagai penginklusi yang dapat menyelubungi senyawa limonin dan naringin.
Penggunaan siklodekstrin pada penelitian ini tidak spesifik dengan memakai jenis α, dan siklodekstrin karena diharapkan semua yang terkandung dalam siklodekstrin ini dapat bekerja
maksimal dalam menginklusi senyawa naringin dan limonin. Kandungan senyawa naringin dan limonin hasil inklusi siklodekstrin dalam sari jeruk diharapkan tetap mempertahankan nutrisi
dalam sari jeruk sebagai antioksidan yang bermanfaat bagi kesehatan tubuh.
8
xxiii
2.4. Selulosa Asetat
Kategori