Optimasi Formula Minuman Fungsional Berbasis Kunyit (Curcuma domestica Val.), Asam Jawa (Tamarindus indica Linn.), dan Jahe (Zingiber officinale var. Amarum) dengan Metode Desain Campuran (Mixture Design).

OPTIMASI FORMULA MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS

KUNYIT (Curcuma domestica Val.), ASAM JAWA (Tamarindus

indica Linn.), DAN JAHE (Zingiber officinale var. Amarum)

DENGAN METODE DESAIN CAMPURAN (MIXTURE DESIGN)

SKRIPSI

ELIANA SUSILO

F24070127

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

ii

OPTIMIZATION OF FUNCTIONAL BEVERAGE FORMULA BASED ON

TURMERIC (

Curcuma domestica

Val.), TAMARIND (

Tamarindus indica

Linn.), AND GINGER (

Zingiber officinale

var. Amarum)

WITH MIXTURE DESIGN METHOD

Eliana Susilo, Rizal Syarief, Budi Nurtama

Department of Food Science and Technology, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO BOX 220, Bogor, West Java, Indonesia

Phone +62 877 70378792, E-mail: eliana.susilo@yahoo.com

ABSTRACT

Turmeric, tamarind, and ginger have been widely used as Indonesian traditional beverage

called “jamu”. “Jamu” is known for its functional characteristics, such as high antioxidant capacity.

This beneficial factor makes “jamu” potential to be developed as a functional beverage. This study showed the optimization of functional beverage formula based on turmeric, tamarind, and ginger. The objective of this study is to discover an optimum functional beverage formula with high antioxidant capacity and good sensory qualities (colour, aroma, taste, and overall). The method used in the optimization of the formula was mixture design method. Design Expert (DX) 7.0® software was used as a tool in the optimization. The result reveals the optimum formula is a mixture with 5.0%(v/v) turmeric extract, 9.9%(v/v) tamarind extract, 15.1%(v/v) ginger extract, 40%(v/v) sugar solution, and 30%(v/v) water. The formula had antioxidant capacity of 0.1741mgAEq/ml. The sensory scores obtained for the formula are 4.40 for colour, 4.20 for aroma, 4.10 for taste, and 4.27 for overall (scale 1-7). The colour of the formula is yellow with ˚Hue of 68.5922˚ (L=47.0433, a=13.4500, b=34.3067). The formula has pH value of 3.60 and total soluted solid value of 14.90˚Brix.

iii

Eliana Susilo. F24070127. Optimasi Formula Minuman Fungsional Berbasis Kunyit (Curcuma

domestica Val.), Asam Jawa (Tamarindus indica Linn.), dan Jahe (Zingiber officinale var.

Amarum) dengan Metode Desain Campuran (Mixture Design). Di bawah bimbingan Rizal Syarief dan Budi Nurtama. 2011.

RINGKASAN

Indonesia memiliki kekayaan hayati yang sangat besar, di antaranya adalah tanaman obat dan rempah. Beberapa dari rempah-rempah yang sudah lama dikenal di Indonesia adalah kunyit, asam, dan jahe. Ketiga rempah tersebut sudah sejak lama digunakan, baik sebagai bumbu masakan maupun sebagai minuman fungsional (jamu). Sayangnya pembuatan minuman fungsional umumnya lebih mengutamakan kualitas sensori dan mengenyampingkan sifat fungsionalnya. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan formula optimum minuman fungsional berbahan dasar kunyit, asam jawa, dan jahe yang dapat memberikan aktivitas antioksidan yang optimal serta dapat diterima secara sensori oleh konsumen.

Penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu (1) pembuatan rancangan formula dan respon, (2) pengukuran respon, (3) analisis respon, (4) optimasi formula, dan (5) verifikasi solusi formula optimum. Dari penelitian yang dilakukan, didapatkan formula minuman terpilih yang diharapkan dapat memberikan aktivitas antioksidan yang optimum dan dapat diterima secara sensori oleh konsumen.

Pembuatan rancangan formula respon dilakukan dengan metode mixture design D-optimal. Rancangan formula yang dibuat kemudian digunakan untuk mendapatkan respon yang telah ditentukan, yaitu kapasitas antioksidan, pH, TPT, warna (nilai L, a , b, dan ˚Hue), serta hasil uji rating hedonik (warna, bau, rasa, dan keseluruhan/overall). Dari hasil analisis respon, diperoleh persamaan polinomial reduced cubic untuk respon kapasitas antioksidan, pH, L, organoleptik rasa, dan organoleptik keseluruhan, special cubic untuk respon a, b, ˚Hue, dan organoleptik warna,serta mean untuk respon TPT dan organoleptik bau. Persamaan-persamaan polinomial tersebut kemudian digunakan dalam tahap optimasi dengan memaksimalkan respon kapasitas antioksidan dan organoleptik (warna, bau, rasa, dan overall).

Dari hasil optimasi dengan menggunakan program Design Expert 7.0® didapatkan empat solusi formula minuman optimum. Formula 1 menggunakan kombinasi ekstrak kunyit sebesar 5.0%(v/v), ekstrak asam jawa sebesar 9.9%(v/v), dan ekstrak jahe sebesar 15.1%(v/v) yang menghasilkan nilai desirability sebesar 0.913. Formula 2 menggunakan kombinasi ekstrak kunyit sebesar 7.5%(v/v), ekstrak asam jawa sebesar 6.1%(v/v), dan ekstrak jahe sebesar 16.4%(v/v) yang menghasilkan nilai desirability sebesar 0.897. Formula 3 menggunakan kombinasi ekstrak kunyit sebesar 22.3%(v/v), ekstrak asam jawa sebesar 7.7%(v/v), dan tanpa menggunakan ekstrak jahe yang menghasilkan nilai desirability sebesar 0.848. Formula 4 juga tidak menggunakan ekstrak jahe dan hanya menggunakan kombinasi ekstrak kunyit sebesar 8.8%(v/v) serta ekstrak asam jawa sebesar 21.2%(v/v) yang menghasilkan nilai desirability sebesar 0.784.

Dari keempat solusi formula optimum, formula 1 memiliki nilai desirability paling tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa menurut hasil optimasi yang telah dilakukan, formula 1 paling memenuhi target optimasi yang diinginkan. Fomula 1 memiliki nilai desirability sebesar 0.913 yang artinya formula 1 akan menghasilkan produk yang memiliki karakteristik yang sesuai dengan target optimasi sebesar 91.30%. Oleh karena itu, akan dilakukan verifikasi terhadap formula 1 untuk mendapatkan hasil aktual dari respon-respon yang telah diprediksikan.

iv

Dari hasil perbandingan data hasil verifikasi dengan prediksi yang dibuat oleh program Design Expert 7.0®, didapatkan bahwa prediksi dari persamaan untuk formula 1 masih sesuai dengan hasil uji

yang didapatkan. Respon kapasitas antioksidan, TPT, L, b, ˚Hue, organoleptik warna, organoleptik bau, dan organoleptik keseluruhan masih memenuhi 95% Confident Interval, sedangkan respon pH, a, dan organoleptik rasa masih memenuhi 95% Prediction Interval yang telah diprediksikan oleh program Design Expert 7.0®. Hasil verifikasi yang didapatkan masih memenuhi 95% Confident Interval dan 95% Prediction Interval yang telah diprediksikan. Oleh karena itu, persamaan yang didapatkan dianggap masih cukup baik untuk menentukan formula optimum dan respon yang didapatkan.

Berdasarkan hasil verifikasi yang dilakukan, formula 1 memiliki kapasitas antioksidan sebesar 0.1741mgAEq/ml. Nilai uji rating hedonik dari formula 1 adalah 4.40 untuk warna, 4.20 untuk bau,

4.10 untuk rasa, dan 4.β7 untuk keseluruhan. Formula 1 memiliki nilai ˚Hue sebesar 78.489˚ yang

menunjukkan warna kuning dengan nilai L sebesar 51.129, nilai a sebesar 8.261, dan nilai b sebesar 40.562. Formula 1 termasuk kategori pangan berasam tinggi dengan nilai pH 3.58 dan nilai TPT

v

OPTIMASI FORMULA MINUMAN FUNGSIONAL BERBASIS

KUNYIT (Curcuma domestica Val.), ASAM JAWA (Tamarindus

indica Linn.), DAN JAHE (Zingiber officinale var. Amarum)

DENGAN METODE DESAIN CAMPURAN (MIXTURE DESIGN)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

ELIANA SUSILO

F24070127

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

vi

Judul Skripsi : Optimasi Formula Minuman Fungsional Berbasis Kunyit (Curcuma domestica Val.), Asam Jawa (Tamarindus indica Linn.), dan Jahe (Zingiber officinale var. Amarum) dengan Metode Desain Campuran (Mixture Design)

Nama : Eliana Susilo

NIM : F24070127

Menyetujui:

Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,

(Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS) (Dr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr.)

NIP 19480409.197302.1.001 NIP 19590415.198601.1.001

Mengetahui: Plt. Ketua Departemen,

(Dr. Ir. Nurheni Sri Palupi, M.Si.)

NIP 19610802 198703.2.002

vii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Optimasi Formula Minuman Fungsional Berbasis Kunyit (Curcuma domestica Val.), Asam Jawa (Tamarindus

indica Linn.), dan Jahe (Zingiber officinale var. Amarum) dengan Metode Desain Campuran

(Mixture Design) adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademis dan belum diajukan dalam bentuk apa pun pada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, 19 Mei 2011 Yang membuat pernyataan,

Eliana Susilo F24070127

viii

BIODATA PENULIS

Eliana Susilo lahir di Tangerang, 8 November 1990 dari pasangan ayah Iman Susilo dan ibu Kwan Giok Lian sebagai anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis menamatkan pendidikan jenjang SD di SD Perguruan Buddhi Tangerang (2001), jenjang SMP di SMP Strada St. Maria II Tangerang (2003), jenjang SMA di SMA Strada St. Thomas Aquino (2007), dan jenjang S1 di Institut Pertanian Bogor (2011) dengan Mayor Ilmu dan Teknologi Pangan serta Minor Komunikasi.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam beberapa kegiatan kemahasiswaan, antara lain sebagai bendahara Keluarga Mahasiswa Buddhis Institut Pertanian Bogor (2008-2010) dan reporter Majalah Emulsi (2009-2010). Selain itu, penulis juga aktif di berbagai kegiatan kepanitiaan, yaitu sebagai Koordinator Dana Usaha Dies Natalis UKM KMB IPB (2008), Koordinator Divisi Konsumsi Malam Keakraban UKM KMB IPB (2009), anggota Divisi Hubungan Masyarakat Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan XVII (2009), dan anggota Divisi Hubungan Masyarakat Masa Perkenalan

Departemen ITP “Baur” (β009).

Penulis juga berkesempatan menjadi asisten praktikum Matakuliah Fisika Dasar (2008-2009) dan Mikrobiologi Pangan (2010-2011) serta memperoleh beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik/PPA (2009-2010) dan beasiswa Tanoto Foundation (2010-2011). Penulis juga ikut serta dalam beberapa seminar, di antaranya sebagai peserta dalam National Student’s Paper Competition Seminar (2007), moderator National Student’s Paper Competition Seminar (2010), juri Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan XVIII (2010), dan peserta dalam 1stIndonesian Food Bowl Quiz Seminar (2011). Prestasi yang pernah diraih oleh penulis semasa kuliah adalah Juara II 1stIndonesian Food Bowl Quiz Competition (2011).

Tulisan-tulisan yang pernah penulis hasilkan bersama dengan rekan-rekan sedisiplin ilmu adalah

“Pemanfaatan Mikrokapsul Minyak Buah Merah (Pandanus conoideus) sebagai Solusi Permasalahan Gizi Buruk Bangsa Indonesia”, “Pemanfaatan Ekstrak Angkak dalam Pembuatan Yogurt Rendah Lemak Kaya Antioksidan”. Sebagai tugas akhir, penulis melakukan penelitian yang berjudul

“Optimasi Formula Minuman Fungsional Berbasis Kunyit (Curcuma domestica Val.), Asam Jawa (Tamarindus indica Linn.), dan Jahe (Zingiber officinale var. Amarum) dengan Metode Desain Campuran (Mixture Design)”.

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2011 ini adalah optimasi formula, dengan judul “Optimasi Formula Minuman Fungsional Berbasis Kunyit (Curcuma domestica Val.), Asam Jawa (Tamarindus indica Linn.), dan Jahe (Zingiber officinale var. Amarum) dengan Metode Desain Campuran (Mixture Design)”. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian karya ilmiah ini, yaitu:

1. Keluarga tercinta: Papa Iman Susilo, Mama Kwan Giok Lian, serta Adik Herry Lou dan Karina Louis. Terima kasih atas segala dukungan, doa, dan kasih sayang yang telah diberikan.

2. Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS dan Dr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr. selaku pembimbing akademik. Terima kasih atas saran, bimbingan, dan perhatian yang telah diberikan.

3. Dr. Ir. Sukarno, M.Sc. selaku penguji sidang. Terima kasih atas kesediaan waktu dan saran yang telah diberikan.

4. Zefanya Sentheo atas segala bantuan, pengorbanan, dukungan, dan doa yang telah diberikan. 5. Sahabat-sahabat terkasih sepanjang masa: Dessy Luciana, Melia Christian, Reggie Surya,

Andreas Romulo, Amelia Safitri, Michael Devega, Yohana Maria Leoni, dan Caera Ram. Terima kasih atas doa, dukungan, dan bantuan yang telah diberikan.

6. Rekan-rekan kelompok praktikum P2 yang sangat berkesan: Belinda, Mumun, Kenny, Indri, Rozak, Septi, Anisa, Bertha, Ronald, Bu Elmiati, Tiara, Irsyad, Iman, Dinda, Adi, Andri, Vendry, dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu per satu.

7. Rekan-rekan ITP yang sangat ber`kesan: Puji, Andrew, Daniel, Amelinda, Trancy, Elisabeth, Marisa, Punjung, Cherish, Meiada, Fransiska, Agy, Sindu, Adelina, Sally, Sarinah, Tiur, Wahyu, Bangkit, Gilang, dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu per satu.

8. Rekan-rekan selama menyelesaikan studi di IPB yang sangat berkesan yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

9. Para guru dan dosen yang telah memberikan ilmu, dari jenjang TK sampai universitas yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

10. Seluruh analis dan teknisi laboratorium di Seafast Center dan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas bantuan yang telah diberikan, terutama Bu Sri, Bu Antin, Bu Rubiah, Bu Ary, Bu Siti, Pak Taufik, Pak Rozak, Pak Sobirin, dan Pak Wahid.

11. Seluruh pegawai Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas bantuan yang telah diberikan, terutama Bu Novi, Bu Anie, dan Bu Kokom.

Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknologi pangan. Terima kasih.

Bogor, 19 Mei 2011 Eliana Susilo

x

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... IX DAFTAR ISI ... X DAFTAR TABEL ... XII DAFTAR GAMBAR ... XIII DAFTAR LAMPIRAN... XV

I. PENDAHULUAN ... 1

A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN PENELITIAN ... 2

C. MANFAAT PENELITIAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

A. ANTIOKSIDAN ... 3

B. ANTIOKSIDAN ALAMI ... 5

C. REMPAH-REMPAH SEBAGAI SUMBER ANTIOKSIDAN ALAMI ... 6

D. KUNYIT (Curcuma domestica Val.) ... 7

E. ASAM JAWA (Tamarindus indica Linn.)... 9

F. JAHE (Zingiber officinale) ... 11

G. MINUMAN FUNGSIONAL TRADISIONAL ... 14

H. MIXTUREEXPERIMENT ... 15

III. METODOLOGI PENELITIAN ... 17

A. BAHAN DAN ALAT... 17

B. METODE PENELITIAN ... 17

1. PERSIAPAN BAHAN BAKU ... 17

A. EKSTRAKSI KUNYIT ... 17

B. EKSTRAKSI ASAM JAWA ... 17

C. EKSTRAKSI JAHE ... 18

D. PEMBUATAN LARUTAN STOK GULA ... 18

2. PEMBUATAN RANCANGAN FORMULA DAN RESPON DENGAN PROGRAM DESIGN EXPERT 7.0® ... 18

3. PEMBUATAN FORMULA MINUMAN ... 19

4. ANALISIS KIMIA, FISIK, DAN ORGANOLEPTIK ... 21

A. KAPASITAS ANTIOKSIDAN (LEONG, SHUI 2002)... 21

B. NILAI pH (FARIDAH ET AL. 2009) ... 21

C. NILAI TPT (AOAC 1995) ... 22

D. ANALISIS WARNA (HUTCHING 1999) ... 22

E. UJI RATING HEDONIK ... 23

xi

6. OPTIMASI FORMULA ... 24

7. VERIFIKASI ... 24

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26

A. RANCANGAN FORMULA DAN RESPON ... 26

B. HASIL PENGUKURAN RESPON FORMULA MINUMAN ... 27

C. ANALISIS RESPON DENGAN PROGRAM DESIGN EXPERT 7.0® ... 29

1. ANALISIS RESPON KAPASITAS ANTIOKSIDAN... 29

2. ANALISIS RESPON pH ... 33

3. ANALISIS RESPON TPT ... 37

4. ANALISIS RESPON WARNA ... 39

A. ANALISIS RESPON L ... 39

B. ANALISIS RESPON a ... 43

C. ANALISIS RESPON b ... 46

D. ANALISIS RESPON ˚HUE ... 49

5. ANALISIS RESPON ORGANOLEPTIK ... 53

A. ANALISIS RESPON ORGANOLEPTIK WARNA ... 53

B. ANALISIS RESPON ORGANOLEPTIK BAU ... 56

C. ANALISIS RESPON ORGANOLEPTIK RASA ... 58

D. ANALISIS RESPON ORGANOLEPTIK KESELURUHAN (OVERALL) ... 62

D. OPTIMASI FORMULA DENGAN PROGRAM DESIGN EXPERT 7.0® ... 65

E. VERIFIKASI SOLUSI FORMULA OPTIMUM ... 69

V. SIMPULAN DAN SARAN ... 72

A. SIMPULAN ... 72

B. SARAN………73

DAFTAR PUSTAKA………...…….74 LAMPIRAN………...79

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Senyawa yang berperan dalam penangkalan radikal bebas secara ekstraseluler ... 4

Tabel 2. Senyawa aktif di dalam beberapa rempah-rempah ... 6

Tabel 3. Komposisi kimia rimpang kunyit per 100 gram (BB) bahan yang dapat dimakan ... 9

Tabel 4. Komposisi kimia asam jawa per 100 gram (BB) bahan yang dapat dimakan ... 10

Tabel 5. Komposisi kimia jahe segar per 100 gram (bb) dan jahe kering per 100 gram (bk) ... 12

Tabel 6. Hubungan ˚Hue dengan warna sampel ... 22

Tabel 7. Rancangan formula dari program Design Expert 7.0® ... 27

Tabel 8. Hasil keseluruhan pengukuran dan perhitungan respon total seluruh formula ... 28

Tabel 9. Hubungan ˚Hue dengan warna formula minuman yang diukur ... 50

Tabel 10. Komponen dan respon yang dioptimasi, target, batas, dan importance pada tahapan optimasi formula ... 66

Tabel 11. Prediksi dan hasil verifikasi nilai respon solusi formula optimum hasil optimasi dengan program Design Expert 7.0® ... 71

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Sistem pertahanan antioksidan secara enzimatik (Langseth 1995) ... 4

Gambar 2. Kunyit segar, kunyit yang telah dikupas, dan bubuk kunyit ... 7

Gambar 3. Struktur pigmen kurkumin (Purseglove et al. 1981) ... 8

Gambar 4. Buah asam jawa segar ... 9

Gambar 5. Jahe putih kecil ... 11

Gambar 6. Struktur kimia gingerol (Purseglove et al. 1981) ... 13

Gambar 7. Struktur kimia shogaol (Purseglove et al. 1981) ... 13

Gambar 8. Reaksi shogaol menjadi zingerone (Purseglove et al. 1981) ... 13

Gambar 9. Rancangan diagram alir penelitian ... 20

Gambar 10. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon kapasitas antioksidan ... 32

Gambar 11. Grafik countour plot hasil uji respon kapasitas antioksidan ... 32

Gambar 12. Grafik tiga dimensi hasil uji respon kapasitas antioksidan ... 33

Gambar 13. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon pH ... 35

Gambar 14. Grafik countour plot hasil uji respon pH ... 36

Gambar 15. Grafik tiga dimensi hasil uji respon pH... 36

Gambar 16. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon TPT ... 38

Gambar 17. Grafik countour plot hasil uji respon TPT... 38

Gambar 18. Grafik tiga dimensi hasil uji respon TPT ... 39

Gambar 19. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon L ... 41

Gambar 20. Grafik countour plot hasil uji respon L ... 42

Gambar 21. Grafik tiga dimensi hasil uji respon L ... 42

Gambar 22. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon a ... 44

Gambar 23. Grafik countour plot hasil uji respon a... 45

Gambar 24. Grafik tiga dimensi hasil uji respon a ... 46

Gambar 25. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon b... 48

Gambar 26. Grafik countour plot hasil ujirespon b ... 49

Gambar 27. Grafik tiga dimensi hasil uji respon b ... 49

Gambar 28. Grafik kenormalan internally studentized residualsrespon ˚Hue ... 51

Gambar 29. Grafik countour plothasil uji respon ˚Hue ... 52

Gambar γ0. Grafik tiga dimensi hasil uji respon ˚Hue... 52

Gambar 31. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon organoleptik warna ... 55

Gambar 32. Grafik countour plot respon organoleptik warna ... 55

Gambar 33. Grafik tiga dimensi hasil uji respon organoleptik warna ... 56

xiv

Gambar 35. Grafik countour plot hasil uji respon organoleptik bau ... 58

Gambar 36. Grafik tiga dimensi hasil uji respon organoleptik bau... 58

Gambar 37. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon organoleptik rasa ... 60

Gambar 38. Grafik countour plot hasil uji respon organoleptik rasa ... 61

Gambar 39. Grafik tiga dimensi hasil uji respon organoleptik rasa ... 62

Gambar 40. Grafik kenormalan internally studentized residuals respon organoleptik keseluruhan .. 64

Gambar 41. Grafik countour plot hasil uji respon organoleptik keseluruhan ... 65

Gambar 42. Grafik tiga dimensi hasil uji respon organoleptik keseluruhan ... 65

Gambar 43. Grafik countour plot nilai desirability formula 1 ... 69

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1a. Rekapitulasi data pengukuran kapasitas antioksidan standar asam askorbat ... 80

Lampiran 1b. Kurva standar kapasitas antioksidan asam askorbat ... 80

Lampiran 1c. Rekapitulasi data uji kapasitas antioksidan formula minuman ... 81

Lampiran 2. Rekapitulasi data pengukuran pH formula minuman ... 82

Lampiran 3. Rekapitulasi data pengukuran TPT formula minuman ... 82

Lampiran 4. Rekapitulasi data nilai L formula minuman ... 83

Lampiran 5. Rekapitulasi data nilai a formula minuman ... 84

Lampiran 6. Rekapitulasi data nilai b formula minuman ... 85

Lampiran 7. Rekapitulasi data nilai ˚Hue formula minuman ... 86

Lampiran 8. Scoresheet uji rating hedonik formula minuman ... 87

Lampiran 9. Rekapitulasi data uji rating hedonik warna formula minuman ... 88

Lampiran 10. Rekapitulasi data uji rating hedonik bau formula minuman ... 92

Lampiran 11. Rekapitulasi data uji rating hedonik rasa formula minuman ... 96

Lampiran 12. Rekapitulasi data uji rating hedonik keseluruhan formula minuman ...100

Lampiran 13. ANOVA dan persamaan polinomial respon kapasitas antioksidan ...104

Lampiran 14. ANOVA dan persamaan polinomial respon pH ...105

Lampiran 15. ANOVA dan persamaan polinomial respon TPT ...106

Lampiran 16. ANOVA dan persamaan polinomial respon nilai L...107

Lampiran 17. ANOVA dan persamaan polinomial respon nilai a ...108

Lampiran 18. ANOVA dan persamaan polinomial respon nilai b ...109

Lampiran 19. ANOVA dan persamaan polinomial respon nilai ˚Hue ...110

Lampiran 20. ANOVA dan persamaan polinomial respon organoleptik warna ...111

Lampiran 21. ANOVA dan persamaan polinomial respon organoleptik bau ...112

Lampiran 22. ANOVA dan persamaan polinomial respon organoleptik rasa ...113

Lampiran 23. ANOVA, dan persamaan polinomial respon organoleptik keseluruhan ...114

Lampiran 24. Rekapitulasi data running formula untuk mendapatkan formula optimum ...115

Lampiran 25. Solusi formula optimum yang dihasilkan dalam tahapan optimasi ...115

Lampiran 26b. Kurva standar kapasitas antioksidan asam askorbat pada tahap verifikasi solusi formula optimum ...116

Lampiran 26c. Rekapitulasi data hasil pengukuran kapasitas antioksidan verifikasi formula optimum ...116

Lampiran 27. Rekapitulasi data hasil pengukuran pH verifikasi formula optimum ...117

Lampiran 28. Rekapitulasi data hasil pengukuran TPT verifikasi formula optimum...117

xvi

Lampiran 30. Rekapitulasi data hasil pengukuran nilai a verifikasi formula optimum ...117

Lampiran 31. Rekapitulasi data hasil pengukuran nilai b verifikasi formula optimum ...118

Lampiran 32. Rekapitulasi data nilai ˚Hue verifikasi formula optimum ...118

Lampiran 33. Scoresheet uji rating hedonik verifikasi formula optimum ...119

Lampiran 34. Rekapitulasi data uji rating hedonik verifikasi formula optimum ...120

1

I.

PENDAHULUAN

A.

LATAR BELAKANG

Dewasa ini, terutama di negara maju, tampak kecenderungan konsumen dalam mengonsumsi makanan untuk mempertimbangkan pengaruh makanan yang dikonsumsi terhadap kesehatan tubuhnya disamping kelezatan dan nilai gizi produk tersebut (Goldberg 1994). Semakin banyaknya konsumen yang sadar akan kesehatan dan maraknya gaya hidup sehat menempatkan fungsi pangan tidak lagi terbatas hanya dua tetapi menjadi tiga macam. Pangan selain berfungsi untuk mensuplai kebutuhan gizi dan kelezatan dengan cita rasanya, pangan juga berfungsi untuk menjaga kesehatan dan kebugaran tubuh. Bahkan bila dimungkinkan dapat menyembuhkan atau menghilangkan efek negatif dari penyakit tertentu. Kenyataan ini menuntut suatu bahan tidak lagi sekedar bergizi dan lezat tetapi juga dapat bersifat fungsional.

Fenomena pangan fungsional melahirkan paradigma baru dalam modifikasi berbagai produk olahan pangan yang memberikan sifat fungsional. Tujuan pengembangan pangan fungsional antara lain untuk memperbaiki fungsi-fungsi fisiologi agar dapat melindungi tubuh dari penyakit, khususnya penyakit degeneratif seperti atherosklerosis, katarak, kanker, autoimun, dan penuaan dini.

Indonesia memiliki kekayaan hayati yang sangat besar, di antaranya adalah tanaman obat dan rempah. Terdapat sekitar 30,000 jenis tumbuhan di Indonesia dan 7,000 di antaranya berkhasiat sebagai obat. Sekitar 90% tumbuhan obat di Asia tumbuh di Indonesia (Sastroamidjojo 1997). Dengan berlimpahnya tanaman obat dan rempah di Indonesia, peluang untuk mengeksplorasi manfaat tanaman tersebut menjadi sangat besar.

Penggunaan tanaman obat dan rempah-rempah sudah sangat terkenal di seluruh dunia, di Negara Asia dan Afrika, bahkan Eropa, pemanfaatan tanaman obat dan rempah sebagai bahan baku dalam pengobatan dan atau perawatan kesehatan (Tilaar et al. 2010). Di Indonesia sendiri, masyarakat juga banyak menggunakan tanaman untuk pengobatan dan perawatan kesehatan, salah satunya dikonsumsi sebagai minuman fungsional tradisional yang disebut jamu. Sayangnya, kehebatan tanaman obat yang dialami oleh masyarakat luas hanya diceritakan secara turun temurun dari generasi ke generasi. Tidak ada dokumentasi yang baik untuk menyimpan informasi ini untuk dimanfaatkan oleh generasi penerus berikutnya (Tilaar et al. 2010). Hal ini menyebabkan sulitnya mencari bukti-bukti ilmiah mengenai khasiat tanaman obat.

Beberapa dari rempah-rempah yang sudah lama dikenal di Indonesia adalah kunyit, asam, dan jahe. Ketiga rempah tersebut sudah sejak lama digunakan, baik sebagai bumbu masakan maupun sebagai minuman fungsional (jamu). Minuman fungsional kunyit, asam, dan jahe telah lama dikenal dan dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Jamu telah diwariskan secara turun temurun dari generasi ke generasi sejak ratusan tahun yang lalu (Tilaar et al. 2010). Sayangnya pembuatan minuman fungsional umumnya lebih mengutamakan kualitas sensori dan mengesampingkan sifat fungsionalnya.

Menurut Sastroamidjojo (1997), kunyit mempunyai khasiat sebagai penghilang gatal, antipasmodikum, obat gingivitis (radang gusi), obat radang selaput mata, obat sesak napas, obat sakit perut, dan sebagai astrigentia serta analgetika (penghilang rasa nyeri). Selain itu, kunyit juga mempunyai aktivitas antioksidan yang cukup tinggi yang terutama disebabkan oleh senyawa kurkumin.

Asam jawa merupakan sejenis bumbu tradisional yang kaya akan zinc dan kandungan L-tartaric acid yang menurunkan resiko terbentuknya batu Kristal dalam saluran kemih (Winarno

2

1997). Asam jawa juga dapat digunakan sebagai obat disentri, demam, lepra, radang mata, infeksi oral, penyakit pernapasan, dan luka-luka (Lewis dan Elvin 1977).

Jahe memiliki rasa hangat sehingga sering digunakan dalam pembuatan minuman. Manfaat jahe dalam bidang pengobatan tradisional antara lain dipercaya sebagai obat pencahar, penguat lambung, penghangat badan, obat masuk angin, mengobati batuk, bronchitis, asma, influenza, kembung, penambah nafsu makan, dan mengobati penyakit jantung (Darwis et al. 1991). Selain itu, gingerol yang merupakan senyawa aktif dari jahe memiliki aktivitas

antioksidan yang lebih tinggi dari α-tokoferol.

Dengan berbagai manfaat tersebut serta kandungan antioksidannya yang tinggi, kunyit, asam jawa, dan jahe sangat berpotensi untuk dikembangkan sebagai minuman fungsional. Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dilakukan optimasi minuman fungsional tradisional berbahan dasar kunyit, asam jawa, dan jahe sehingga didapatkan formula yang memiliki kapasitas antoksidan yang optimum dan dapat diterima secara sensori.

B.

TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan formula optimum minuman fungsional berbahan dasar kunyit, asam jawa, dan jahe yang memiliki kapasitas antioksidan yang optimum serta dapat diterima secara sensori oleh konsumen.

C.

MANFAAT PENELITIAN

Manfaat dari penelitian ini adalah didapatkannya formula optimum minuman fungsional berbahan dasar ekstrak kunyit, ekstrak asam jawa, dan ekstrak jahe sehingga didapatkan formula dasar minuman fungsional yang memiliki kapasitas antioksidan yang tinggi serta dapat diterima secara sensori oleh konsumen. Dengan formula optimum yang didapatkan dalam penelitian ini, proses formulasi untuk pengembangan produk akan menjadi lebih sederhana dan membutuhkan lebih sedikit biaya.

3

II.

TINJAUAN PUSTAKA

A.

ANTIOKSIDAN

Menurut Halliwell dan Gutteridge (1991), antioksidan adalah zat yang dalam konsentrasi kecil dapat mencegah atau memperlambat oksidasi radikal bebas. Dalam konsentrasi yang lebih rendah dari zat yang mudah teroksidasi, antioksidan mampu memperlambat atau menghambat oksidasi zat tersebut (Halliwell et al. 1995). Sebaliknya, antioksidan dalam konsentrasi tinggi dapat bersifat sebagai prooksidan atau meningkatkan oksidasi (Schuler 1990).

Menurut Gordon (1990), antioksidan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu antioksidan primer yang dapat bereaksi dengan radikal bebas membentuk produk yang lebih stabil, dan antioksidan sekunder atau antioksidan pelindung yang berperan dalam mereduksi kecepatan rantai inisiasi melalui berbagai macam mekanisme dan berperan dalam memperlambat laju autooksidasi lemak dengan cara mengikat ion logam, memecah hidroperoksida menjadi spesies non radikal, menyerap radiasi ultraviolet, dan menginaktifkan oksigen singlet.

Berdasarkan interaksinya terdapat dua jenis antioksidan, yaitu antioksidan enzim dan non enzim. Contoh antioksidan enzim adalah enzim superoksida dismutase (SOD) yang berperan dalam mengkatalisis pemusnahan radikal bebas dalam sel dengan cara dekomposisi anion superoksida menjadi hydrogen peroksida dan oksigen, enzim katalase, selenium glutation peroksidase (Se-GSH-Px), dan fosfolipid hidroperoksida glutation peroksidase

(PLOOH-GSH-Px). Menurut Block dan Langseth (1994), contoh antioksidan non enzim adalah α-tokoferol

(vitamin E), -karoten (vitamin A), dan asam askorbat (vitamin C). Selain itu, yang termasuk antioksidan non gizi adalah protein pengikat logam, protein yang mengandung heme atau yang mengikat heme, asam urat, bilirubin, dan co-enzim Q (Krinsky 1992).

Nabet (1996) mengklasifikasikan sistem pertahanan fisiologis terhadap senyawa radikal bebas ke dalam dua kelompok besar, yaitu sistem pertahanan preventif dan sistem pertahanan melalui pemutusan rantai reaksi radikal.

1. Sistem Pertahanan Preventif dalam Cairan Ekstraseluler

Protein plasma bersifat dapat mengkelat logam seperti Cu2+ atau Fe3+ sekaligus menghambat reaksi Fenton dan pembentukan radikal yang sangat toksik seperti *OH, LOO*, dan LO* (Nabet 1996). Selanjutnya jenis senyawa yang berperan dalam penangkalan radikal bebas pada cairan ekstraseluler dapat dilihat pada Tabel 1.

2. Sistem Pertahanan Preventif dalam Cairan Intraseluler

Menurut Harris (1990), sel darah merah mempunyai pertahanan antioksidan, penangkap radikal bebas, dan sistem enzimatis yang baik untuk mempertahankan sel pada kondisi normal. Enzim yang berperan dalam sel darah merah adalah glutation peroksidase yang mengandung selenium, superoksida dismutase, katalase, dan sitokrom oksidase (Gutteridge 1995).

3. Sistem Pertahanan melalui Pemutusan Reaksi Radikal

Senyawa yang berperan dalam sistem ini adalah vitamin E, vitamin C, karotenoid, riboflavin, dan asam lipoat (Nabet 1996). Dalam membran seluler, vitamin E mereduksi radikal bebas lipida. Akan tetapi, vitamin E kemudian menjadi bersifat radikal yang kurang reaktif. Setelah itu, vitamin E radikal (tokoferil) akan mengalami regenerasi dengan adanya

4

glutation atau vitamin C (Sies et al. 1994). Vitamin C juga berperan sebagai pertahanan pertama terhadap radikal oksigen dalam plasma dan sel karena menangkap secara efektif O2*

dan 1O2 dan berperan dalam perlindungan DNA (Nabet 1996).

Tabel 1. Senyawa yang berperan dalam penangkalan radikal bebas secara ekstraseluler Jenis Senyawa Mekanisme Penangkalan

Albumin Seruloplasmin Transferin Asam urat

Melatonin Bilirubin Sistein

Mengkelat Cu dan Fe - mendegradasi O2*

- mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ Mengikat Fe3+

- membentuk kompleks tidak aktif bersama Fe dan Cu - menangkap *OH secara langsung

Penangkal senyawa-senyawa radikal endogen - menangkap senyawa-senyawa radikal oksigen - melindungi lipoprotein plasma

Menyelamatkan glutation

Sumber : Gutteridge (1995)

Menurut Langseth (1995), di dalam cairan intraseluler terdapat enzim yang berpartisipasi dalam pendegradasian senyawa-senyawa ROS intraseluler. Enzim-enzim itu adalah superoksida dismutase (SOD), katalase, dan glutation peroksidase. Fungsi enzim-enzim tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Sistem pertahanan antioksidan secara enzimatik (Langseth 1995) Menurut Ghiselli et al. (1995), antioksidan plasma dibagi menjadi dua, yaitu antioksidan primer dan antioksidan sekunder. Antioksidan primer meliputi seruloplasmin dan transferin yang berfungsi mereduksi kecepatan inisiasi peroksidasi lipid dengan mengikat ion Fe2+. Antioksidan

sekunder meliputi α-tokoferol, -karoten, dan asam askorbat. α-tokoferol berfungsi dalam

mereduksi rantai propagasi, -karoten berfungsi menetralkan singlet oksigen, dan asam askorbat berfungsi dalam menetralkan radikal oksigen dan meregenerasi antioksidan teroksidasi seperti α -tokoferol. Menurut Kochhar dan Rossell (1990), sebagian besar antioksidan yang ditemukan pada vitamin E, vitamin C, dan karotenoid adalah komponen fenolik dan polifenolik. Sebagaimana umumnya senyawa fenolik dapat menangkap radikal bebas. Senyawa fenol dapat berfungsi sebagai antioksidan primer karena mampu menghentikan reaksi rantai radikal bebas pada oksidasi lipid.

5

B.

ANTIOKSIDAN ALAMI

Antioksidan alami belum dapat didefinisikan secara spesifik. Terdapat banyak jenis produk yang dapat membentuk antioksidan alami, seperti komponen yang ditemukan di dalam makanan yang berasal dari kedelai yang difermentasikan seperti tempe (Lolinger 1991). Menurut Pratt dan Hudson (1990), antioksidan alami dalam makanan dapat berasal dari (a) senyawa endogenous dari satu atau lebih komponen makanan, (b) substansi yang terbentuk dari hasil reaksi selama pengolahan, dan (c) bahan tambahan makanan yang diisolasi dari sumber alami. Sebagian besar antioksidan alami berasal dari tanaman. Beberapa sumber umum antioksidan alami berasal dari tanaman. Beberapa sumber umum antioksidan alami dari tanaman adalah alga, serealia, produk kokoa, sitrus, tanaman bumbu dan rempah, legume, biji-bijian berminyak, ekstrak tanaman, protein hidrolisat, resin, lada, bawang merah dan bawang putih, dan zaitun. Pada saat ini, sebagian besar penelitian tentang antioksidan alami terfokus pada tiga antioksidan utama, yaitu α-tokoferol (vitamin E), vitamin C, dan karotenoid sebagai sumber antioksidan alami.

Menurut Andarwulan dan Sutrisno (1992), vitamin E merupakan istilah umum untuk sejumlah senyawa tokol dan trienol, dimana senyawa yang paling aktif adalah α-tokoferol. Vitamin E kadang-kadang juga disebut sebagai vitamin antioksidan, anti enchephalomalasia, faktor anti sterilitas, vitamin reproduksi, sterilamin, vitamin kesuburan, dan faktor X.

Menurut Dugan (1980) yang dikutip oleh Andarwulan et al. (1995), komponen antioksidan di alam mempunyai struktur kimia yang berbeda-beda, umumnya sebagai asam amino, asam askorbat, karotenoid, asam sinamat, flavonoid, melanoidin, asam organik tertentu, zat pereduksi, peptide, fosfatida, polifenol, tannin, dan tokoferol. Senyawa antioksidan alami digolongkan sebagai komponen fenolis, protein, komponen nitrogen, karotenoid, dan komponen lain seperti vitamin C, keton, dan glikosida (Larson 1988). Asam askorbat, asam isoaskorbat, dan ester derivatnya seperti askorbit palmitat digunakan dalam beberapa makanan sebagai antioksidan. Peptida yang terdapat secara alami juga memiliki sifat antioksidan. Demikian juga dengan produk hasil reaksi Maillard dapat berfungsi sebagai antioksidan alami (Lolinger 1991).

Antioksidan alami dapat berfungsi dengan satu atau lebih cara seperti (a) sebagai senyawa pereduksi, (b) sebagai penangkap radikal bebas, (c) pengkelat logam prooksidan, dan (d) quencher dari bentuk singlet oksigen. Senyawa-senyawa ini umumnya dari kelompok fenolik atau polifenolik dari sumber tanaman. Antioksidan alami yang paling umum adalah flavonoid (flavonol, isoflavon, flavon, katekin, dan flavonol), derivat asam sinamat, kumarin, tokoferol, dan asam organic polifungsional (Pratt, Hudson 1990).

Menurut Winarno (1997), antioksidan alami antara lain tokoferol, lesitin, fosfatida, sesamol, gosipol, dan asam askorbat. Antioksidan alami yang paling banyak ditemukan dalam minyak nabati adalah tokoferol yang mempunyai keaktifan vitamin E dan terdapat dalam bentuk

α, , , dan δ tokoferol. Tokoferol ini mempunyai banyak ikatan rangkap yang mudah dioksidasi sehingga akan melindungi lemak dari oksidasi.

Menurut Finch dan Kunert (1985), asam askorbat dan tokoferol secara bersama-sama memberi sifat antioksidan yang sangat baik (sinergis). Tokoferol berfungsi sebagai antioksidan primer yang bereaksi dengan radikal lemak membentuk senyawa lipida non radikal dan radikal tokoferol (tokoferil). Asam askorbat akan mereduksi radikal tokoferol sehingga terbentuk tokoferol kembali, dan asam askorbat sendiri akan teroksidasi menjadi dehidro asam askorbat yang dapat direduksi kembali menjadi asam askorbat dengan cepat.

6

C.

REMPAH-REMPAH SEBAGAI SUMBER ANTIOKSIDAN ALAMI

Kata rempah-rempah (spices) diturunkan dari bahasa latin yaitu species aromatacea yang berarti buah-buahan bumi. Kata ini kemudian disingkat menjadi species yang berarti komoditi dengan nilai special. Menurut penulis-penulis klasik, rempah-rempah diklasifikasikan menjadi empat kategori (Farrel 1990), yaitu :

1.Spesies aromata, rempah-rempah yang digunakan sebagai parfum seperti kapulaga, kayu manis, dan sweet marjoram.

2.Spesies thumiamata, rempah-rempah yang digunakan untuk dupa/kemenyan seperti thyme, kayu manis, dan rosemary.

3.Spesies condimenta, rempah-rempah yang digunakan untuk pengawetan, seperti kayu manis, jinten, adas, cengkeh, dan sweet marjoram.

4.Spesies theriaca, rempah-rempah yang digunakan untuk menetralkan racun seperti adas, ketumbar, bawang putih, dan oregano.

Menurut Somaatmadja (1985), rempah-rempah adalah bahan asal tumbuhan yang biasa dicampurkan ke dalam berbagai makanan untuk member aroma/flavor dan membangkitkan selera makan. Beberapa rempah selain memberikan aroma yang khas pada makanan, juga memberikan manfaat kepada pemakainya (berpengaruh positif terhadap kesehatan) dan memberi sifat-sifat pengawetan. Tidak kurang dari 30 jenis rempah-rempah dan tumbuh-tumbuhan bumbu menunjukkan aktivitas antioksidan, terutama senyawa fenolik dari berbagai rempah-rempah telah diidentifikasikan (Kochhar dan Rossell 1990). Senyawa aktif pada beberapa rempah-rempah dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Senyawa aktif di dalam beberapa rempah-rempah

Rempah-rempah Senyawa aktif Referensi Adas

Bawang merah Bawang putih

Cabe merah Cengkeh

Kunyit Jahe

Jinten

Aneton, fensin, α-pinen, champen, d-α -filandren, dipenten, metal kalvikol, p-hidroksil fenil aseton

Allin, allisin

Dialilsulfida, dialil trisulfida, alil propil sulfida, sejumlah kecil dietil sulfida, dialil polisulfida, allinin, allisin

Asam askorbat, bioflavonoid, karotenoid, kapsantin

Eugenol

Kurkumin, zingiberen, bisabolen, turmeron, seskuifilandren, germakron Gingerol, shogaol, diarilheptanoid, terpenoid (zingiberen, kurkumin, bisabolen), gingerdiol

Kulminaldehid, mentadienal

Farrel (1990)

Farrel (1990) Farrel (1990)

Farrel (1990) Farrel (1990) Kikuzaki (2000) Kikuzaki (2000)

Andarwulan et al. (1995)

7

Beberapa rempah-rempah yang termasuk famili labiates (oregano, sage, rosemary, dan thyme) diketahui mengandung komponen aktif antioksidan, dan berdasarkan hasil uji unsurnya yaitu diterpen, karnosol, rosmanol pada rosemary dan sage menunjukkan adanya aktivitas antioksidan. Menurut Nakatani dan Inatani (1981), aktivitas antioksidan dari rosmanol lebih efektif daripada karnosol, tokoferol (antioksidan alami), dan antioksidan sintetik (BHA dan BHT). Asam rosmarinat, karnosol, dan karnosil termasuk antioksidan tipe fenolik dengan sifat antioksidan yang sangat bagus (Lolinger 1991).

Tanaman rempah dan bumbu yang memiliki kemampuan pencegahan kanker telah diidentifikasikan antara lain family labiates (oregano, sage, rosemary, thyme), Allium sp. (bawang putih, bawang merah, lokio), Zingiberaceae (kunyit dan jahe), Umbellifereae (adas, jinten, seledri, ketumbar), dan akar licorice (Caragay 1992).

D.

KUNYIT (

Curcuma domestica

Val.)

Kunyit merupakan tanaman daerah tropis dan banyak terdapat di India, RRC (Republik Rakyat Cina), Indonesia, Kepulauan Solomon (Lautan Teduh), Haiti, dan Jamaica (Rismunandar 1988). Kunyit adalah umbi pohon yang termasuk ke dalam famili Zingiberaceae yang berwarna kuning oranye dan sangat beraroma. Menurut Purseglove et al. (1981), saat pemanenan rimpang kunyit yang paling baik adalah saat tanaman kunyit sudah berumur 9 bulan, ketika batang dan daunnya sudah mulai mengering. Rimpang kunyit yang tua dan disimpan lebih lama warnanya lebih baik dibandingkan dengan rimpang muda, daya tahannya juga lebih lama dan kuat (Darwis et al. 1991).Warna kunyit sangat dipengaruhi oleh pH. Warna kuning yang cerah diperoleh pada pH asam. Gambar 2 menunjukkan bentuk kunyit segar, kunyit yang telah dikupas, dan bubuk kunyit.

8

Rimpang kunyit rasanya agak pahit dan getir dengan bau yang khas. Rimpang kunyit yang tua mengandung beberapa komponen kimia, diantaranya minyak atsiri, pati, zat pahit, resin, protein, selulosa, dan beberapa mineral lain (Rukmana 1994). Komponen utama kunyit adalah pati yang berkisar antara 40 – 50% berat kering. Kandungan kimia pada rimpang kunyit berbeda-beda tergantung daerah pertumbuhan serta kondisi pra panen dan pasca panen (Purseglove et al. 1981). Kunyit mengandung 5% minyak esensial yang terdiri dari turmeron, borneol, sineol, phellandrene, kurkumin, dan zingeron (Farrel 1990).

Menurut Farrel (1990), komposisi kimiawi rimpang kunyit sebagian besar berupa karbohidrat dan dapat dilihat pada Tabel 3. Sedangkan kandungan minyak atsiri kunyit sekitar 3

– 5 % yang terdiri dari α-pelandren (1%), d-sabinen (0.6%), cineol (1%), borneol (0.5%), zingiberen (25%), tumeron (58%), seskuiterpen alkohol (5.8%) , dan α- serta -atlanton. (Krishnamurthy et al. 1976).

Menurut Purseglove et al. (1981), ekstrak pigmen kunyit terdiri atas campuran analog-analog dimana kurkumin (Gambar 3) merupakan pigmen terbanyak. Dua pigmen yang menyertai kurkumin adalah diesmetoksikurkumin dan bis-desmetoksikurkumin. Ketiga komponen tersebut ditemukan dalam bentuk trans-trans ketoenol. Struktur pigmen kurkumin dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur pigmen kurkumin (Purseglove et al. 1981)

Kunyit sejak dahulu digunakan sebagai perwarna tekstil, tetapi sekarang banyak digunakan sebagai pewarna makanan karena warnanya yang kuning oranye. Warna ini disebabkan oleh senyawa kurkumin, juga monodesmetoksikurkumin dan bisdesmetoksikurkumin dimana rimpang segar kunyit mengandung ketiga senyawa ini sebesar 0.8% (Srinivasan 1953). Berdasarkan penelitian Jusuf (1980), diperoleh gambaran bahwa kandungan kurkumin kunyit dari Jawa adalah 0.63-0.76%(b/b). Selain memberikan warna kuning oranye, kurkumin juga memberikan rasa pedas yang lembut pada rempah (Purseglove et al. 1981).

Semua rempah dan ekstraknya harus disimpan dalam wadah yang tertutup rapat, disimpan

di tempat yang gelap dan pada suhu β0˚C atau kurang dengan kelembaban relatif (RH) sebesar

50%. Selain itu, pigmen pada kunyit (kurkumin) sangat sensitif terhadap cahaya sehingga mudah berubah warna (Farrell 1990).

Kunyit memiliki aktivitas antioksidan yang cukup tinggi dan senyawa kurkumin merupakan komponen utama yang menyebabkan aktivitas antioksidan tersebut. kurkumin juga merupakan antioksidan biologis untuk hemolisis dan peroksidasi lemak pada eritrosit tikus yang diinduksi dengan hidrogen peroksida (Toda et al. 1988).

9

Tabel 3. Komposisi kimia rimpang kunyit per 100 gram (BB) bahan yang dapat dimakan Komponen Komposisi

Energi (kal) 1480.0 Air (g) 11.4 Karbohidrat (g) 64.9 Protein (g) 7.8 Lemak (g) 9.9 Serat (g) 6.7 Abu (g) 6.0 Kalsium (mg) 182.0

Fosfor (mg) 268.0 Besi (mg) 41.0 Vitamin B (mg) 5.0 Vitamin C (mg) 26.0 Minyak atsiri (%) 3.0

Kurkumin (%) 3.0 Sumber: Farrel (1990)

Menurut Rukmana (1995), manfaat kunyit adalah (a) bumbu dalam berbagai masakan, (b) bahan pembuat ramuan untuk mengobati berbagai jenis penyakit pada manusia (sakit perut, masuk angin, malaria, dan lain-lain) dan pada hewan percobaan (anti diare, anti hepatotoksik, anti oedema, menurunkan kadar kolesterol, dan lain-lain), serta (c) bahan baku industri jamu dan kosmetika. Sedangkan menurut Sastroamidjojo (1997), kunyit berkhasiat sebagai penghilang gatal, antipasmodikum, astringetia, analgetika, serta obat gingivitis (radang gusi), radang selaput mata, sesak napas, dan sakit perut.

E.

ASAM JAWA (

Tamarindus indica

Linn.)

Tanaman asam jawa termasuk ke dalam family Leguminose dimana buahnya berbentuk polong. Gambar 4 menunjukkan buah asam jawa segar. Karakteristik yang paling menonjol dari buah asam jawa adalah kandungan asamnya yang paling tinggi di antara buah lainnya. Total keasamannya antara 12.3 – 23.8% yang dinyatakan sebagai asam tartarat. Hampir setengah dari asam tartarat berada dalam bentuk terikat terutama sebagai kalium bitartarat dan sebagian kecil lainnya sebagai bitartarat. Asam lain yang terdapat dalam buah asam jawa adalah asam malat dan asam askorbat (Nagy, Shaw 1980). Menurut Soetisna dan Hidayat (1977), daging buah asam jawa mengandung rata-rata 5.27% kalium bitartarat, 6.63% asam tartarat, dan 2.20% asam sitrat.

10

Daging buah asam jawa mengandung 30 – 40% gula (Anonim 1979). Buah asam jawa juga mengandung fosfor dan kalsium yang paling tinggi di antara buah-buah lain. Selain itu, asam jawa juga merupakan sumber zat besi, riboflavin, thiamin, dan niasin yang baik. Sebaliknya, kandungan vitamin A dan vitamin C asam jawa sangat rendah. Ada 61 komponen volatil yang berhasil diidentifikasi dari buah asam jawa dan yang paling berperan dalam aroma asam jawa adalah 2-asetil furan, furfural, dan 5-metil furfural (Nagy, Shaw 1980).

Kandungan air buah asam jawa paling rendah, tetapi kandungan protein, karohidrat, dan mineralnya paling tinggi di antara buah-buah lainnya dan dapat dilihat pada Tabel 4. Kandungan TPT (Total Padatan Terlarut) daging buah asam jawa adalah 54.0 – 69.9˚Brix (Nagy, Shaw 1980). Dengan cara analisa kromatografi kertas, Kalyankar et al. (1952) di dalam Nagy, Shaw (1980) menyatakan bahwa asam-asam organik yang terkandung dalam buah asam jawa adalah asam malat dan asam tartarat dengan konsentrasi masing-masing adalah 1.37 mg/ml dan 10.63 mg/ml. Jenis asam organik lainnya dalam buah asam jawa adalah asam oksalat.

Tabel 4. Komposisi kimia asam jawa per 100 gram (bb) bahan yang dapat dimakan Komponen Komposisi

Energi (kal) 239.00 Air (g) 31.34 Karbohidrat (g) 62.50 Protein (g) 2.80 Lemak (g) 0.60 Serat (g) 3.00 Abu (g) 2.10 Kalsium (mg) 74.00

Fosfor (mg) 113.00 Besi (mg) 0.60 Vitamin A (SI) 30.00 Vitamin B (mg) 0.34 Vitamin C (mg) 2.00

Sumber: Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan (1976)

Daging buah asam jawa mudah rusak, sehingga untuk meningkatkan daya simpannya, buah asam jawa secara tradisional sering diolah menjadi asam kawak, yaitu dengan cara memisahkan kulit dan serat-serat dari daging buah asam jawa kemudian daging buah tersebut dipadatkan dan dikemas. Asam kawak ini dapat digunakan sama seperti buah asam segar. Asam jawa juga digunakan dalam obat-obatan tradisional. Daging buah asam jawa dinyatakan mempunyai daya sebagai obat pencuci perut (Nagy, Shaw 1980). Asam jawa juga dapat digunakan sebagai obat disentri, demam, lepra, radang mata, infeksi oral, penyakit pernapasan, dan luka-luka (Lewis, Elvin 1977). Minuman obat yang terbuat dari asam jawa terbukti mempunyai efek yang baik terhadap penyakit demam di India. Asam jawa juga kaya akan Zinc dan L-tartaric acid yang mengurangi resiko terbentuknya batu kristal dalam saluran kemih (Winarno 1997).

11

F.

JAHE (

Zingiber officinale

)

Tanaman jahe terdiri dari akar, batang, daun, dan bunga. Bagian jahe yang banyak digunakan manusia adalah rimpangnya. Rimpang jahe merupakan batang yang tumbuh di dalam tanah dan dipanen setelah berumur 9-11 bulan. Rimpang jahe bercabang-cabang, berwarna kuning tua pada bagian luar dan kuning muda pada bagian dalam, berserat, serta berbau harum. Bentuknya tidak beraturan dan kulitnya mudah dikelupas (Koswara 1995).

Waktu pemanenan jahe tergantung pada tujuan penggunaannya. Jahe yang digunakan sebagai bahan baku permen, manisan, dan selai dipanen pada saat berumur 3-4 bulan agar tidak terlalu keras (Farrel 1985). Jahe yang akan digunakan sebagai bumbu atau untuk diekstrak minyak atsiri dan oleoresinnya dipanen setelah tua karena kandungan minyak atsiri dan oleoresinnya lebih tinggi, yaitu setelah berumur 8-10 bulan (Purseglove et al. 1981).

Berdasarkan ukuran, bentuk, dan warna rimpang dikenal tiga jenis jahe, yaitu jahe putih besar, jahe putih kecil, dan jahe merah. Jahe putih besar biasanya disebut jahe gajah atau badak. Jenis jahe ini memiliki rimpang yang besar dan gemuk, potongan melintangnya berwarna putih-kekuningan, kandungan serat rendah, aroma kurang tajam, dan rasa kurang pedas. Jahe gajah biasanya dikonsumsi saat berumur muda maupun tua sebagai jahe segar atau jahe olahan.

Jahe putih kecil memiliki potongan melintang berwarna putih-kekuningan, aroma agak tajam dan rasanya pedas. Jahe merah memiliki ukuran kecil, warna rimpangnya jingga muda hingga mera, aromanya sangat tajam dan rasanya sangat pedas. Jenis jahe putih kecil dan jahe merah mempunyai kandungan serat yang lebih tinggi dibandingkan jahe gajah. Kedua jenis jahe ini cocok untuk ramuan obat-obatan atau untuk diekstrak oleoresin dan minyak atsirinya (Santosa 1994).

Gambar 5. Jahe putih kecil

Rimpang jahe mengandung air, pati, minyak atsiri, oleoresin, serat kasar, dan abu. Jumlah masing-masing komponen tersebut berbeda-beda tergantung tempat tumbuhnya, kondisi lingkungan, dan umur panen. Hal ini juga dipengaruhi oleh iklim, curah hujan, varietas jahe, keadaan tanah, dan faktor-faktor lain (Koswara 1995). Komposisi rimpang jahe selanjutnya dapat mengalami perubahan selama penanganan pasca panen dan selama penyimpanan (Purseglove et al. 1981).

Rimpang jahe berbau harum dan berasa pedas. Komposisi rimpang jahe menentukan tinggi rendahnya nilai aroma dan rasa pedas jahe. Banyak hal yang mempengaruhi komposisi kimia rimpang jahe, di antaranya adalah jenis jahe, tanah tempat tumbuhnya, umur panen, penanganan dan pemeliharaan tanaman, perlakuan pra panen, pemanenan, dan penanganan pasca panen. Komposisi kimia jahe segar dan kering disajikan pada Tabel 5.

Komponen terbesar penyusun jahe segar adalah air, sedangkan pada jahe kering komponen terbesarnya adalah karbohidrat, terutama pati (Purseglove et al. 1981). Dua komponen utama yang terdapat pada jahe adalah minyak atsiri dan oleoresin. Minyak atsiri jahe

12

merupakan komponen pemberi aroma yang khas, sedangkan oleoresin merupakan komponen pemberi rasa pedas dan pahit. Rimpang jahe mengandung minyak atsiri 0.25 – 3.3% yang terdiri dari zingiberene, curcumene, dan philandren. Selain itu, rimpang jahe mengandung oleoresin 4.3

– 6.0% yang terdiri dari gingerols serta shogaols yang menimbulkan rasa pedas (Rismunandar 1988).

Tabel 5. Komposisi kimia jahe segar per 100 gram (bb) dan jahe kering per 100 gram (bk) Komponen Jumlah

Jahe Segar Jahe Kering Energi (kJ) 184.00 1424.00 Protein (g) 1.50 9.10 Lemak (g) 1.00 6.00 Karbohidrat (g) 10.10 70.80

Kalsium (mg) 21.00 116.00 Fosfor (g) 39.00 148.00 Besi (mg) 4.30 12.00 Vitamin A (SI) 30.00 147.00

Thiamin (mg) 0.02 * Niasin (mg) 0.80 5.00 Vitamin C (mg) 4.00 *

Serat kasar (g) 7.53 5.90 Total abu (g) 3.70 4.80 Magnesium (g) * 184.00

Natrium (mg) 6.00 32.00 Kalium (mg) 57.00 1342.00

Seng (mg) * 5.00 Sumber: Koswara (1995)

* data tidak tersedia

Menurut Grosch dan Belizt (1999) seperti yang dikutip oleh Slamet (2005), jahe memiliki kandungan senyawa aktif yang mampu berfungsi sebagai pemberi rasa pedas dan antioksidan. Kandungan senyawa aktif yang terkandung di dalam jahe sebagian besar adalah gingerol (Gambar 6) yang selama penyimpanan dapat terdehidrasi menjadi shogaol (Gambar 7) yang memiliki rasa pedas lebih rendah dari gingerol. Shogaol dapat mengalami reaksi pemecahan retroaldol dan terbentuk senyawa zingerone dan heksanal. Pada konsentrasi tertentu, heksanal dapat mengurangi aroma jahe.

Komponen bioaktif oleoresin yang merupakan komponen non volatil rimpang jahe yaitu gingerol, shogaol, dan zingerone memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi. Semua senyawa gingerol memiliki aktivitas antioksidan yang lebih tinggi dari α-tokoferol. Semakin panjang rantai samping, semakin tinggi aktivitas antioksidan senyawa tersebut. Demikian pula halnya dengan shogaol. Penambahan senyawa gingerol konsentrasi rendah (50 µM) sudah cukup untuk memperlambat oksidasi asam linoleat. Aktivitas antioksidan senyawa gingerol dimulai pada konsentrasi 50 – 200 µM. Pada konsentrasi 50 µM, aktivitas antioksidan (6)-gingerol lebih kecil dari (6)-shogaol dan (6)-gingerdiol (Kikuzaki, Nakatani 1993).

13

Gambar 6. Struktur kimia gingerol (Purseglove et al. 1981)

Gambar 7. Struktur kimia shogaol (Purseglove et al. 1981)

Gambar 8. Reaksi shogaol menjadi zingerone (Purseglove et al. 1981)

Ekstrak jahe mempunyai daya antioksidan yang dapat dimanfaatkan untuk mengawetkan minyak dan lemak. Menurut Lee et al. (1992), ekstrak jahe dapat menghambat waktu terjadinya oksidasi lipida dari 20 detik menjadi 10 menit. Komponen tersebut cukup stabil terhadap pemanasan. Aktivitas antioksidan pada jahe masih dua pertiganya setelah pemanasan pada suhu

100˚C. Efektivitas antioksidan pada jahe meningkat terus hingga pH 7 dalam konsentrasi rendah.

Pada pH basa, faktor protektifnya turun atau meningkat tergantung jumlah ekstrak yang ditambahkan. Distribusi komponen antioksidan pada rimpang jahe merata.

14

Komponen yang terkandung dalam rimpang jahe sangat banyak kegunaannya, terutama sebagai bumbu masak, pemberi aroma dan rasa pada makanan dan minuman, serta digunakan dalam industri farmasi, parfum, kosmetika, dan sebagainya (Paimin, Murhananto 1991). Enzim protease pada rimpang jahe menyebabkan jahe ini dapat dimanfaatkan untuk melunakkan daging sebelum dimasak (Muchtadi, Sugiyono 1992).

Di Indonesia, jahe banyak digunakan sebagai bahan pembuat jamu. Jahe muda dimakan sebagai lalap, acar, dan manisan (basah dan kering). Dalam bentuk tepung dan oleoresinnya, jahe digunakan untuk memberikan aroma (flavoring agent) dalam industri makanan seperti dalam pembuatan permen, biskuit, kue, dan lain-lain (Koswara 1995).

Manfaat jahe dalam bidang pengobatan tradisional antara lain sebagai penguat lambung, penghangat badan, serta obat pencahar (laxative), masuk angin, batuk, bronchitis, asma, dan penyakit jantung (Darwis et al. 1991). Selain itu, jahe juga dipercaya dapat menambah nafsu makan, memperbaiki pencernaan, mengobati luka, serta mengatasi influenza, diare, rheumatik, kembung, dan cacingan (Paimin, Murhananto 1991).

G.

MINUMAN FUNGSIONAL TRADISIONAL

Menurut Winarno (1997), makanan atau minuman yang pekat dengan tradisi setempat di mana kita dilahirkan dan dibesarkan disebut makanan atau minuman tradisional. Konsep mengenai makanan atau minuman yang berhubungan dengan kesehatan dan pencegahan penyakit bukan merupakan hal yang baru. Konsep pangan fungsional menurut Goldberg (1994) adalah :

a.Merupakan pangan (bukan kapsul, tablet, ataupun serbuk) b.Dapat dikonsumsi sebagai bagian dari makanan sehari-hari

c.Mempunyai fungsi tertentu ketika dikonsumsi, memperlancar dan membantu metabolism tubuh seperti meningkatkan imunitas, kesegaran tubuh, dan lain-lain.

Makanan fungsional atau food for specified health use menurut Broek (1993) adalah makanan atau minuman yang berdasarkan pengetahuan tentang hubungan antara makanan dan minuman atau komponen makanan dan minuman dengan kesehatan diharapkan mempunyai khasiat tertentu. Karena dalam bentuk minuman, minuman fungsional harus mempunyai karakteristik sebagai minuman yang memberikan kekhasan sensori, baik dari segi warna dan cita rasa, mengandung gizi, dan mempunyai fungsi fisiologis tertentu dalam tubuh. Fungsi-fungsi fisiologis yang dimiliki oleh minuman fungsional antara lain adalah menjaga daya tahan tubuh, mempertahankan kondisi fisik, mencegah proses penuaan, dan mencegah penyakit yang berkaitan dengan pengaruh minuman. Hal ini berimplikasi pada bentuk minuman fungsional tersebut. Walaupun mengandung senyawa yang berkhasiat bagi kesehatan, minuman fungsional tidak berbentuk kapsul, tablet, atau bubuk yang berasal dari senyawa alami, tetapi berbentuk cairan/minuman sehingga bisa dikonsumsi sebagai minuman sehari-hari.

Di Indonesia, salah satu minuman fungsional yang terdapat di Indonesia adalah dalam bentuk minuman tradisional (jamu). Menurut SNI (1996), minuman tradisional merupakan minuman ringan yang terbuat dari bahan dasar tradisional seperti rempah-rempah. Beberapa minuman tradisional yang dikenal di Indonesia adalah minuman beras kencur, minuman temulawak, minuman kunyit, minuman asam jawa, dan minuman jahe (Fardiaz 1997).

15

H.

MIXTURE

EXPERIMENT

Proses optimasi adalah suatu pendekatan normatif untuk mengidentifikasikan penyelesaian terbaik dalam pengambilan keputusan suatu permasalahan. Melalui optimasi, permasalahan akan diselesaikan untuk mendapatkan hasil yang terbaik sesuai dengan batasan yang diberikan. Optimasi bertujuan meminimumkan usaha yang diperlukan atau biaya operasional dan memaksimumkan hasil yang diinginkan. Jika usaha yang diperlukan atau hasil yang diharapkan dapat dinyatakan sebagai fungsi dari sebuah keputusan, maka optimasi dapat didefinisikan sebagai proses pencapaian kondisi maksimum atau minimum dari fungsi tersebut. Optimasi pada salah satu atau seluruh aspek produk adalah tujuan dalam pengembangan produk. Hasil evaluasi sensori sering digunakan dalam menentukan apakah produk yang optimum telah dikembangkan dengan benar (Ma’arif et al. 1989).

Metode mixture experiment seringkali diterapkan dalam mengoptimasi formula suatu produk. Mixture experiment merupakan kumpulan dari teknik matematika dan statistika yang berguna untuk permodelan dan analisa masalah suatu respon yang dipengaruhi oleh beberapa variabel dan tujuannya adalah mengoptimalkan respon tersebut. Respon yang digunakan dalam Mixture experiment adalah fungsi dari proporsi perbedaan komponen atau bahan dalam suatu formula (Cornell 1990).

Rancangan mixture experiment terdapat di dalam peranti lunak (software) program Design Expert 7.0® dan dinamakan dengan mixture design. Design Expert 7.0® merupakan peranti lunak yang menyediakan rancangan percobaan (design of experiment) untuk melakukan optimasi rancangan produk dan proses (Anonim 2006). Menurut Anonim (2006), program komputer ini memberikan beberapa rancangan statistik yang digunakan di dalam proses optimasi seperti : a. Factorial designs, digunakan untuk mengidentifikasi faktor vital yang mempengaruhi proses

dan pembuatan produk di dalam percobaan sehingga dapat memberikan peningkatan. b. Response surface methods, digunakan untuk menentukan proses yang paling optimal

sehingga diperoleh hasil yang paling optimum.

c. Mixture design techniques, digunakan untuk menentukan formula yang optimal di dalam formulasi produk.

d. Combined designs (combine process variables, mixture components, and categorical factors), digunakan untuk penentuan optimasi proses dan formulasi di dalam pembuatan produk.

Rancangan mixture design ini berfungsi menentukan formula optimum yang diinginkan formulator. Untuk mencapai kondisi tersebut harus ditentukan respon atau parameter produk yang menjadi ciri penting sehingga dapat meningkatkan mutu produk. Respon yang dipilih ini menjadi input data yang selanjutnya diproses oleh rancangan mixture design melalui optimasi dari setiap respon sehingga diperoleh gambaran dan kondisi proses yang optimal (Wulandhari 2007).

Menurut Cornell (1990), mixture experiment terdiri dari enam tahap, yaitu menentukan tujuan percobaan, memilih komponen-komponen dari campuran, mengidentifikasi variabel respon yang akan dihitung, membuat model yang sesuai untuk mengolah data dari respon, dan memilih desain percobaan yang sesuai. Mixture experiment digunakan untuk menentukan dan secara simultan menyelesaikan persamaan multivariasi. Persamaan tersebut dapat ditampilkan secara grafik sebagai respon yang dapat digunakan dalam menggambarkan bagaimana variabel uji mempengaruhi respon, menentukan hubungan antar variabel uji, dan menentukan bagaimana kombinasi seluruh variabel uji mempengaruhi respon.

Menurut Cornell (1990), persamaan polinomial mixture experiment memiliki berbagai macam orde, antara lain mean, linear, quadratic, dan cubic. Model persamaan polinomial yang

16

sering digunakan adalah model polinomial orde linear dan quadratic. Model orde linear dengan dua variabel uji digambarkan pada persamaan (1), sedangkan model orde quadratic digambarkan dengan persamaan (2).

Y = b0 + b1X1 + b2X2 (1)

Y = b0 + b1X1 + b2X2 + b11X12 + b22X22 + b12X1X2 (2)

Persamaan tersebut dapat ditampilkan dalam sebuah contour plot berupa grafik dua dimensi (2-D) dan tiga dimensi (3-D) yang dapat menggambarkan bagaimana variabel uji mempengaruhi respon. Persamaan model polinomial dengan orde linear seringkali memberikan deskripsi bentuk geometri (3-D) yang kurang memadai. Oleh karena itu, penggunaan model polinomial dengan orde quadratic lebih dianjurkan dalam formulasi (Cornell 1990).

Dalam penentuan model, modifikasi terhadap model dapat memberikan hasil yang lebih baik. Modifikasi model dilakukan dengan cara menghilangkan menghilangkan komponen atau hubungan antar komponen yang tidak diinginkan (reduksi model). Komponen yang dihilangkan adalah komponen yang dianggap tidak signifikan secara statistik terhadap respon. Untuk menentukan signifikansi model, ditentukan nilai αout yang menjadi pembatas. Jika komponen dianggap tidak signifikan berdasarkan nilai αout yang telah ditentukan, maka komponen tersebut akan dihilangkan dari model.

Reduksi model dapat dilakukan dengan bebagai cara. Tiga tipe reduksi model yang paling mendasar yaitu:

a. Step-wise regression: kombinasi dari forward dan backward regressions. Komponen ditambahkan, dihilangkan, atau diganti dalam setiap langkah reduksi model.

b. Backward elimination: komponen dihilangkan dalam setiap langkah reduksi model. c. Forward selection: komponen ditambahkan dalam setiap langkah reduksi model.

Metode backward elimination dianggap sebagai pilihan yang terbaik dalam melakukan reduksi model algoritma karena semua komponen dalam model akan diberikan kesempatan untuk diikutkan di dalam model. Metode step-wise dan forward selection dilakukan dengan menggunakan model inti minimal sehingga beberapa komponen tidak pernah diikutkan dalam model.

Penggabungan beberapa ingridien atau bahan baku untuk menghasilkan suatu produk pangan yang dapat dinikmati, dimana hasil akhir dari produk tersebut dipengaruhi oleh presentasi atau proporsi relatif masing-masing ingridien yang ada di dalam formulasi. Penggabungan beberapa ingridien di dalam mixture experiment bertujuan untuk melihat apakah pencampuran dua komponen atau lebih tersebut dapat menghasilkan produk akhir dengan sifat yang lebih diinginkan dibandingkan dengan penggunaan ingridien tunggalnya dalam menghasilkan produk yang sama (Cornell 1990).

Terdapat relasi fungsional antar komponen penyusun dengan perubahan proporsi relatif ingridien tersebut sehingga dapat menghasilkan produk dengan respon yang berbeda. Kombinasi ingridien yang dipilih adalah kombinasi yang menghasilkan produk dengan respon yang maksimal sesuai dengan yang diharapkan oleh perancang. Penggunaan mixture experiment dalam merancang percobaan untuk memperoleh kombinasi yang optimal ini mampu menjawab permasalahan jika dilihat dari segi waktu (mengurangi jumlah trial and error) dan biaya (Cornell 1990).

17

III.

METODOLOGI PENELITIAN

A.

BAHAN DAN ALAT

Bahan baku yang digunakan adalah rimpang kunyit, asam jawa tanpa biji cap Cabe, dan rimpang jahe yang dibeli di Pasar Induk Tangerang, air minum dalam kemasan (AMDK)

“Aqua”, dan gula pasir “Gulaku” (sukrosa). Bahan-bahan yang digunakan dalam analisis antara lain aluminium foil, air destilata, buffer pH 4 dan pH 7, metanol proanalysis, DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), dan asam askorbat.

Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan ekstrak bahan adalah neraca, sendok makan, blender, kain saring, baskom, sarung tangan plastik, dan botol. Alat-alat yang digunakan dalam analisis adalah refraktometer, neraca analitik, tabung reaksi, pipet volumetrik, pipet tetes, kuvet, botol semprot, labu takar, gelas piala, gelas ukur, spektrofotometer UV-Vis, pH-meter, dan Chromameter Minolta CR-310.

B.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap, yaitu: (1) persiapan bahan baku, (2) pembuatan rancangan formulasi dan respon dengan program Design Expert 7.0®, (3) pembuatan formula minuman, (4) analisis kimia, fisik, dan organoleptik, (5) analisis respon, (6) optimasi formula, dan (7) verifikasi formula optimum. Garis besar penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 9.

1.

Persiapan Bahan Baku

a.

Ekstraksi Kunyit

Rimpang kunyit yang akan digunakan dibersihkan dari kotoran, dikupas, dicuci bersih, dan ditiriskan. Rimpang kunyit kemudian dipotong kecil-kecil dan dihancurkan dengan blender sambil ditambahkan AMDK dengan perbandingan kunyit dan air sebesar 1:1 (b/b). Ekstraksi dengan menggunakan blender menghasilkan bubur encer yang selanjutnya disaring menggunakan kain saring hingga diperoleh ampas dan filtrat.

Filtrat yang didapatkan kemudian didekantasi di dalam botol yang diletakkan di dalam refrigerator selama semalam. Proses dekantasi dimaksudkan untuk memisahkan pati yang masih tertinggal di dalam filtrat. Ekstrak kunyit kemudian dikeluarkan dari dalam botol dengan menggunakan selang dan pati yang mengendap dibuang. Ekstrak yang didapatkan kemudian disimpan di dalam botol air mineral yang telah dilapisi aluminium foil dan ditutup rapat. Ekstrak kunyit kemudian disimpan di dalam refrigerator sampai akan digunakan.

b.

Ekstraksi Asam Jawa

Asam jawa dipisahkan dari bijinya yang masih tertinggal. Asam jawa yang sudah bersih dari biji dihancurkan dengan blender sambil ditambahkan AMDK dengan perbandingan asam jawa dan air sebesar 4:1 (b/b). Ekstraksi dengan menggunakan blender menghasilkan bubur encer yang selanjutnya disaring menggunakan kain saring hingga diperoleh ampas dan filtrat. Ekstrak kemudian disimpan di dalam botol yang tertutup rapat dan disimpan di dalam refrigerator.

Filtrat yang didapatkan kemudian didekantasi di dalam botol yang diletakkan di dalam refrigerator selama semalam. Proses dekantasi dimaksudkan untuk memisahkan

18

pati yang masih tertinggal di dalam filtrat. Ekstrak asam jawa kemudian dikeluarkan dari dalam botol dengan menggunakan selang dan pati yang mengendap dibuang. Ekstrak yang didapatkan kemudian disimpan di dalam botol air mineral yang telah dilapisi aluminium foil dan ditutup rapat. Ekstrak asam jawa kemudian disimpan di dalam refrigerator sampai akan digunakan.

c.

Ekstraksi Jahe

Jahe yang akan digunakan dibersihkan dari kotoran yang menempel dengan cara disikat dan dicuci dengan air mengalir. Kemudian jahe ditiriskan dan dikupas. Jahe yang sudah dikupas kemudian dipotong kecil-kecil dan dihancurkan dengan blender sambil ditambahkan AMDK dengan perbandingan jahe dan air sebesar 1:1 (b/b). Ekstraksi dengan menggunakan blender menghasilkan bubur encer yang selanjutnya disaring menggunakan kain saring hingga diperoleh ampas dan filtrat.

Filtrat yang didapatkan kemudian didekantasi di dalam botol yang diletakkan di dalam refrigerator selama semalam. Proses dekantasi dimaksudkan untuk memisahkan pati yang masih tertinggal di dalam filtrat. Ekstrak jahe kemudian dikeluarkan dari dalam botol dengan menggunakan selang dan pati yang mengendap dibuang. Ekstrak yang didapatkan kemudian disimpan di dalam botol air mineral yang telah dilapisi aluminium foil dan ditutup rapat. Ekstrak jahe kemudian disimpan di dalam refrigerator sampai akan digunakan.

d.

Pembuatan Larutan Stok Gula

Larutan stok gula dibuat dengan cara melarutkan gula pasir (sukrosa) di dalam AMDK dengan perbandingan gula dan air sebesar 1:1 (b/b). Total padatan terlarut (TPT) larutan stok gula dibuat sebesar 39 –40˚Brix

2.

Pembuatan Rancangan Formula dan Respon dengan Program

Design

Expert 7.0

®

Setelah didapatkan ekstrak rempah (ekstrak kunyit, ekstrak asam jawa, dan ekstrak jahe) serta larutan stok gula yang akan digunakan dalam pembuatan formula minuman, penelitian dilanjutkan dengan tahapan pembuatan rancangan formula dan respon dengan menggunakan peranti lunak Design Expert 7.0® tahun 2005. Rancangan metode yang digunakan pada program ini adalah mixture design dengan rancangan D-optimal design. Rancangan ini digunakan oleh formulator untuk mendapatkan formula optimum dari berbagai kombinasi bahan.

Tahap ini diawali dengan penetapan komponen bahan baku yang digunakan sebagai variabel tetap dan variabel berubah. Variabel tetap tidak dimasukkan ke dalam pengaturan rancangan pada program. Hal ini dikarenakan variabel tetap nilainya tidak berubah pada setiap formula. Variabel tetap adalah komponen bahan baku yang diasumsikan tidak akan mempengaruhi respon yang akan didapatkan dari setiap formula. Dalam penelitian ini, komponen bahan baku yang termasuk ke dalam variabel tetap adalah air sebesar 30%(v/v) dan larutan stok gula sebesar 40%(v/v). Sedangkan variabel berubah akan dimasukkan ke dalam pengaturan rancangan formula karena nilainya yang berubah-ubah pada setiap formula.

19

Variabel berubah adalah komponen bahan baku yang diasumsikan akan memberikan pengaruh terhadap respon yang dihasilkan pada masing-masing formula minuman. Oleh karena itu, nilai variabel berubah akan berbeda-beda pada setiap formula untuk melihat pengaruh perubahan komposisinya terhadap respon yang dihasilkan. Dalam penelitian ini, komponen bahan baku yang termasuk ke dalam variabel berubah adalah ekstrak kunyit, ekstrak asam jawa, dan ekstrak jahe.

Penentuan variabel berubah kemudian diikuti dengan penentuan kisaran minimum dan maksimum dari penggunaan ekstrak kunyit, asam jawa, dan jahe, yaitu 0-30%(v/v) dengan total maksimum ketiganya adalah 30%(v/v). Batas-batas ini akan menjadi input dalam pengaturan rancangan formula oleh program Design Expert 7.0® dengan rancangan D-optimal design untuk mencari rancangan formula dari komponen-komponen yang dicampurkan sehingga dihasilkan output berupa rancangan formula minuman.

Setelah dilakukan penentuan komponen formula, dilakukan penentuan variabel respon yang diinginkan. Menurut Wulandhari (2007), penentuan respon dilakukan berdasarkan karakteristik yang akan berubah akibat perubahan proporsi relatif dari komponen-komponennya. Respon yang digunakan dalam penelitian ini adalah respon obyektif berupa

kapasitas antioksidan, pH, TPT, dan warna (L, a, b, dan ˚Hue

)

serta respon subyektif hasil uji rating hedonik berupa warna, bau, rasa, dan keseluruhan/overall. Respon-respon yang dipilih menggambarkan mutu formula minuman yang dihasilkan. Dengan mengoptimalkan respon-respon yang dipilih, diharapkan formula minuman yang dihasilkan akan memiliki mutu yang optimum.

3.

Pembuatan Formula Minuman

Formula minuman dibuat dengan mencampurkan ekstrak kunyit, ekstrak asam jawa, ekstrak jahe, AMDK, dan larutan stok gula dengan formula yang telah didapatkan dari program Design Expert 7.0®. Kemudian seluruh formula minuman yang dibuat diukur responnya dengan melakukan analisis kimia, fisik, dan organoleptik yang telah ditentukan.

20

Gambar 9. Rancangan diagram alir penelitian

Jahe Asam Jawa

Kunyit

Ekstraksi Ekstraksi

Ekstraksi

Ekstrak Jahe Ekstrak

Asam Jawa Ekstrak

Kunyit

Pembuatan Formula Minuman

Analisis Warna Pengukuran

pH

Pengukuran TPT

Uji Rating Hedonik Uji Kapasitas

Antioksidan

Optimasi Formula

Formula Minuman Terpilih

Verifikasi

Pembuatan Rancangan Formula dan Penentuan Respon

Analisis Respon

Solusi Formula Optimum

21

4.

Analisis Kimia, Fisik, dan Organoleptik

Seluruh formula minuman yang telah dibuat kemudian diukur responnya dengan melakukan analisis kimia, fisik, dan organoleptik yang terdiri dari (1) analisis kapasitas antioksidan, (2) pengukuran nilai pH, (3) pengukuran nilai TPT, (4) analisis warna, dan (5) uji rating hedonik. Hasil pengukuran dan perhitungan dari keseluruhan respon kemudian akan dimasukkan ke dalam program Design Expert 7.0® untuk selanjutnya dianalisis.

a.

Kapasitas Antioksidan (Leong, Shui 2002)

Analisis kapasitas antioksidan yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan metode spektrofotometri, yaitu metode reduksi DPPH (2,2-difenil-1-pikrilhidrazil). Larutan-larutan yang dibutuhkan adalah larutan DPPH 1 mM dalam metanol proanalysis, metanol, larutan standar asam askorbat, dan sampel. Analisis kapasitas antioksidan terdiri atas dua tahap, yaitu 1) pembuatan kurva standar asam askorbat dan 2) penentuan kapasitas antioksidan sampel.

1)

Pembuatan Kurva Standar Asam Askorbat

Seri larutan standar asam askorbat dibuat dengan konsentrasi 0 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm, dan 500 ppm. Larutan blanko dibuat dengan mencampurkan 8 ml metanol dengan 2 ml larutan DPPH. Larutan standar dibuat dengan mencampurkan 7 ml metanol dan 2 ml larutan DPPH dengan 1 ml standar asam askorbat pada masing-masing konsentrasi. Larutan didiamkan pada suhu ruang selama 30 menit untuk selanjutnya diukur absorbansinya (A) menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 520 nm. Pengukuran dilakukan secara duplo dengan dua kali ulangan. Selanjutnya dibuat kurva standar asam askorbat dengan memplotkan hubungan antara konsentrasi asam askorbat dan (A blanko – A sampel).

2) Penentuan Kapasitas Antioksidan Sampel

Larutan blanko dibuat dengan mencampurkan 8 ml metanol dengan 2 ml larutan DPPH. Larutan sampel dibuat dengan mencampurkan 7 ml metanol dan 2 ml larutan DPPH dengan 1 ml sampel. Larutan didiamkan pada suhu ruang selama 30 menit untuk selanjutnya diukur absorbansinya (A) menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 520 nm. Pengukuran dilakukan secara duplo dengan dua kali ulangan. Selanjutnya diperoleh nilai (A blanko – A sampel) yang akan disubstitusikan pada persamaan kurva standar asam askorbat untuk menentukan AEAC (AscorbicAcid Equivalent Antioxidant Capacity). Nilai yang diperoleh menunjukkan jumlah mg asam askorbat yang ekivalen dengan 1 ml sampel.

b.

Nilai pH (Faridah

et al

. 2009)

Sebelum dilakukan pengukuran, pH-meter dinyalakan dan distabilkan terlebih dahulu selama 10 menit. Selanjutnya pH-meter dikalibrasi dengan menggunakan larutan buffer pH 4 dan pH 7. Elektroda dibilas dengan air destilata dan dikeringkan dengan kertas tissue. Sebanyak 20 ml sampel dimasukkan ke dalam gelas piala 100 ml. Elektroda pH-meter dibilas dengan air destilata, dikeringkan, dan dicelupkan ke dalam sampel. Angka yang tertera pada layar menunjukkan nilai pH formula minuman. Sealanjutnya, elektroda kembali dibilas dengan air destilata, dikeringkan, dan dapat digunakan kembali

116

Lampiran 26a. Rekapitulasi data pengukuran kapasitas antioksidan standar

asam askorbat pada tahap verifikasi solusi formula optimum

Konsentrasi

asam askorbat _{A blanko} A standar _Rata-rata A blanko - A standar

(mg/ml) 1a 1b 2a 2b

0

1.0525

1.015 1.018 0.990 1.022 1.0113 0.0413

0.05 0.723 0.719 0.727 0.724 0.7233 0.3293

0.1 0.448 0.458 0.451 0.462 0.4548 0.5978

0.15 0.211 0.217 0.215 0.209 0.2130 0.8395

0.2 0.017 0.021 0.019 0.020 0.0193 1.0333

Lampiran 26b. Kurva standar kapasitas antioksidan asam askorbat pada

tahap verifikasi solusi formula optimum

Lampiran 26c. Rekapitulasi data hasil pengukuran kapasitas antioksidan

verifikasi formula optimum

Ulangan A blanko A Sampel 1a

1.0525

0.117

1b 0.121

2a 0.114

2b 0.109

Rata-rata 0.115 Ablanko - A sampel 0.9373 AEAC (mgAEq/ml) 0.1741

y = 4,988x + 0,069 R² = 0,994

0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

A b la n k o -A s ta n d a r

Konsentrasi asam askorbat (mg/ml)

Kurva Standar Asam Askorbat

117

Lampiran 27. Rekapitulasi data hasil pengukuran pH verifikasi formula

optimum

Ulangan pH sampel

1 3.59

2 3.56

Rata-rata 3.58

Lampiran 28. Rekapitulasi data hasil pengukuran TPT verifikasi formula

optimum

Ulangan TPT sampel

1 15.1

2 15.2

Rata-rata 15.2

Lampiran 29. Rekapitulasi data hasil pengukuran nilai L verifikasi formula

optimum

Ulangan L

1 51.131

2 51.129

3 51.128

Rata-rata 51.129

Lampiran 30. Rekapitulasi data hasil pengukuran nilai a verifikasi formula

optimum

Ulangan a

1 8.263

2 8.261

3 8.260

118

Lampiran 31. Rekapitulasi data hasil pengukuran nilai b verifikasi formula

optimum

Ulangan b 1 40.564 2 40.563 3 40.560 Rata-rata 40.562

Lampiran 32

. Rekapitulasi data nilai ˚Hue

verifikasi formula optimum

Ulangan ˚Hue 1 78.486 2 78.489 3 78.489 Rata-rata 78.489

119

Lampiran 33. Scoresheet uji rating hedonik verifikasi formula optimum

Uji Rating Hedonik

Produk : Minuman Fungsional Tradisional

Nama : Tanggal :

Petunjuk

Di hadapan anda terdapat 1 contoh minuman fungsional tradisional. Nilailah kesukaan anda terhadap

warna, bau, rasa, dan overall dari contoh tersebut dengan menuliskan angka yang menunjukkan tingkat kesukaan anda. Arti dari nilai-nilai yang diberikan adalah sebagai berikut :

1 = sangat tidak suka 2 = tidak suka 3 = agak tidak suka 4 = biasa saja / netral 5 = agak suka 6 = suka 7 = sangat suka

Nilailah kesukaan anda terhadap contoh.

Cara mencicip sampel adalah dengan mengaduk sampel terlebih dahulu dengan sendok contoh yang disediakan, lalu ambil dengan sendok tersebut kemudian ciciplah dengan sendok pencicip yang disediakan (setiap panelis mendapatkan satu sendok pencicip).

Sebelum melakukan penilaian, netralkan dulu indera anda dengan air yang disediakan dan dengan menjauhkan hidung dari contoh.

Kode contoh Warna Bau Rasa Overall

Komentar :

……… ……… ……… ……… ………...

120

Lampiran 34. Rekapitulasi data uji rating hedonik verifikasi formula optimum

Panelis Skor

Warna Bau Rasa Keseluruhan

1 6 2 4 5

2 2 3 1 2

3 2 4 5 4

4 5 4 3 4

5 3 4 4 4

6 5 4 2 3

7 5 5 5 5

8 4 5 6 6

9 5 2 3 4

10 4 3 3 3

11 6 5 5 4

12 4 4 3 4

13 3 5 4 4

14 5 4 3 4

15 3 4 5 4

16 7 4 6 5

17 5 4 3 3

18 3 5 5 4

19 5 4 3 4

20 6 5 5 6

21 3 5 4 4

22 5 5 4 5

23 3 4 5 4

24 5 4 4 5

25 4 4 3 4

26 7 5 6 6

27 3 4 4 4

28 5 5 5 5

29 4 4 5 4

30 5 6 5 5

Jumlah 132 126 123 128

121

Lampiran 35. Color chart verifikasi formula optimum

Yellow

+b*

60 Fig. 7: L _{*a*b* color chart}

(hue and chroma)

-60 -b* Blue

Chroma= V a2+b2

Hasil Verifikasi Formula 1 Prediksi Formula 1