Sintesis Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis Merah (Garcinia Forbesii) Dan Kajian Sifat Fungsional Produk Enkapsulasinya

SINTESIS NANOPARTIKEL EKSTRAK KULIT MANGGIS
MERAH (Garcinia forbesii) DAN KAJIAN SIFAT
FUNGSIONAL PRODUK ENKAPSULASINYA

NURMALIA NINGSIH

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sintesis Nanopartikel
Ekstrak Kulit Manggis Merah (Garcinia forbesii) dan Kajian Sifat Fungsional
Produk Enkapsulasinya adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada 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.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2016
Nurmalia Ningsih
NIM F24120065

ABSTRAK
NURMALIA NINGSIH. Sintesis Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis
Merah (Garcinia forbesii) dan Kajian Sifat Fungsional Produk Enkapsulasinya.
Dibimbing oleh SEDARNAWATI YASNI dan SRI YULIANI.
Kulit manggis merupakan bagian dari buah manggis yang termasuk dalam
limbah. Studi sifat fungsional kulit manggis dapat memberikan manfaat bagi
kesehatan. Tetapi aplikasi ke dalam produk belum banyak dikaji. Enkapsulasi
berbasis nanopartikel merupakan pendekatan yang efektif dalam memasukkan zat
aktif kulit manggis ke dalam produk pangan. Tujuan penelitian ini adalah
menghasilkan nanopartikel ekstrak kulit manggis merah Garcinia forbesii (GF) dan
kulit manggis mangostana atau Garcinia mangostana (GM), menghasilkan produk
enkapsulasinya, dan mengetahui sifat fungsionalnya. Metode penelitian meliputi
ekstraksi, sintesis nanopartikel, dan spray drying. Dalam ekstraksi kulit manggis
digunakan metode maserasi dan refluks dengan pelarut etanol 70%. Pada tahap

sintesis nanopartikel digunakan dua konsentrasi kitosan yaitu 0.2% dan 1% dengan
dua konsentrasi STPP 0.2% dan 0.1%. Selanjutnya dilakukan spray drying dengan
bahan penyalut kombinasi antara maltodekstrin dan isolat protein kedelai (MISP),
dan kombinasi antara maltodekstrin dan Na-kaseinat (MK). Hasil penelitian
menunjukkan bahwa ekstraksi kulit manggis merah Garcinia forbesii (GF) dan
kulit manggis mangostana atau Garcinia mangostana (GM) menggunakan metode
refluks memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan metode maserasi,
yaitu berturut-turut nilai rendemen 41.60±1.780% dan 41.67±0.248%, aktivitas
antioksidan 13425.00±82.916 AEAC μg/mL dan 12425.00±86.603 AEAC μg/mL,
kadar total fenol 785.87±4.612 GAE μg/mL dan 5105.98±218.120 GAE μg/mL,
warna merah dan kuning kemerahan. Formula nanopartikel yang terbaik yaitu
dengan konsentrasi kitosan 0.2% dan STPP 0.1% pada (GF) dan (GM), berturutturut memiliki ukuran partikel 214.40±3.505 nm dan 285.20±5.990 nm, nilai indeks
polidispersitas 0.36±0.026 dan 0.46±0.019, zeta potensial 15.40±0.432 mV dan
33.40±0.732 mV, aktivitas antioksidan 5729.17±198.742 AEAC μg/mL dan
4562.50±198.737 AEAC μg/mL, dan kadar total fenol 1714.67±16.304 GAE
μg/mL dan 2711.96±13.587 GAE μg/mL. Pada hasil enkapsulasi menggunakan
bahan penyalut MK memberikan nilai sifat fungsional yang lebih baik
dibandingkan dengan bahan penyalut MISP, dengan nilai aktivitas antioksidan (GF)
dan (GM) sebesar 5550.00±223.611 AEAC μg/mL dan 5766.67±317.984 serta nilai
total fenol 2896.74±84.333 GAE μg/mL dan 2958.70±168.248 GAE μg/mL.

Bentuk morfologi enkapsulat MISP dan MK berbentuk bulat keriput, permukaan
kasar, terjadi pengerutan dan bentuk yang tidak seragam. Hasil kajian sifat-sifat
fungsional produk enkapsulasi ekstrak kulit manggis merah Garcinia forbesii (GF)
dan kulit manggis mangostana atau Garcinia mangostana (GM) dapat menjadi
acuan dalam pengembangan dan pemanfaatan kulit manggis merah dengan
teknologi nano dalam upaya diversifikasi pangan yang bermanfaat bagi kesehatan.
Kata kunci : Garcinia forbesii, Garcinia mangostana, nanopartikel, enkapsulasi

ABSTRACT
NURMALIA NINGSIH. Nanoparticle Synthesis of Red Mangosteen Peel
Extract (Garcinia forbesii) and Fungtional Behaviour of Its Product Encapsulation.
Supervised by SEDARNAWATI YASNI and SRI YULIANI.
Mangosteen skin is a part of mangosteen fruit which known as waste. A
functional characteristic study of mangosteen skin could give benefit for health.
However, it application into a product has not been widely studied. Encapsulation
based nanoparticle is an effective approach on inserting active compounds of
mangosteen skin into food products. The purpose of this research are to produces
nanoparticle of red mangosteen extract Garcinia forbesii (GF) and common
mangosteen skin Garcinia mangostana (GM), produces it encapsulation products,
and discovers it functional characters. Research methods involve extraction,

nanoparticle synthesis and spray drying. Extraction of mangosteen skin used
maceration methods and refluxs with solvent ethanol 70%. The second phase of
nanoparticle synthesis used two concentration of chitosan that is 0.2% and 1% with
two concertation of STPP that is 0.2% and 0.1%. The third phase is spray drying
with coating materials a combination between maltodextrin and soy protein isolate
(MSPI), and a combination between maltodextrin and casein (MC). The result of
this research shows that extractions of Garcinia forbesii (GF) dan Garcinia
mangostana (GM) using refluxs methods give a better result than with maceration
methods, that is (GF) and (GM) consecutive with rendement value 41.60±1.780%
and 41.67±0.248%, antioxidant activity 13425.00±82.916 AEAC μg/mL and
12425.00±86.603 AEAC μg/mL, total phenol levels 785.87±4.612 GAE μg/mL and
5105.98±218.120 GAE μg/mL, red and redish yellow colours. The best
nanoparticle formula is at concentration of chitosan 0.2% and STPP 0.1% in both
(GF) and (GM), consecutive have partikel size 214.00±3.505nm and 285.20±5.990
nm, polydispersity index value 0.36±0.026 and 0.46±0.019, potensial zeta
15.40±0.432 mV and 33.40±0.732 mV, antioxidant activity 5729.17±198.742
AEAC μg/mL dan 4562.50±198.737 AEAC μg/mL, and total phenol levels
1714.67±16.304 GAE μg/mL and 2711.96±13.587 GAE μg/mL. On results of
encapsulation using coating materials MC give functional behaviour value better
than coating materials MSPI, with antioxidant activity value (GF) dan (GM)

5550.00±223.611 AEAC μg/mL and 5766.67±317.984 with total phenol value
2896.74±84.333 GAE μg/mL and 2958.70±168.248 GAE μg/mL. Morphology
form of MSPI and MC encapsulate shaped round wrinkles, rough surface and not
uniform. This research expected could be a reference materials for development
functional food in product developments based red mangosteen skin Garcinia
forbesii (GF) and common mangosteen mangostana or Garcinia mangostana (GM)
with nano technology for food diversification and which gives human healthy body.

Keywords: Garcinia forbesii, Garcinia mangostana, nanoparticle, encapsulation

SINTESIS NANOPARTIKEL EKSTRAK KULIT MANGGIS
MERAH (Garcinia forbesii) DAN KAJIAN SIFAT
FUNGSIONAL PRODUK ENKAPSULASINYA

NURMALIA NINGSIH

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada

Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga penulisan karya ilmiah berhasil diselesaikan. Tema
yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April sampai dengan
September 2016 ini ialah sintesis nanopartikel Garcinia forbesii, dengan judul
Sintesis Nanopartikel Ekstrak Garcinia forbesii (Garcinia forbesii) dan Kajian Sifat
Fungsional Produk Enkapsulasinya.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Prof. Dr. Ir Sedarnawati
Yasni, M.Agr dan Ibu Dr. Ir. Sri Yuliani, MT selaku pembimbing yang telah
meluangkan waktu untuk membimbing penulis selama melakukan penelitian serta
Dr. Ir. Sukarno, M.Sc selaku penguji yang telah banyak memberikan saran yang
konstruktif. Selain itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ira

Mulyawanti, S.TP, M.Si, Kun Tanti Dewandari, STP, M.Si, teknisi dan laboran di
Balai Besar Litbang Pascapanen Pertanian, diantaranya Bu Citra, Pak Afdan, Bu
Emma, Pak Idris, Pak Tri, Pak Asep, teknisi dan laboran di laboratorium Ilmu dan
Teknologi Pangan IPB, diantaranya Bapak Yahya, Mba Yane, Bu Antin, Bu Sri,
Pak Rojak, Pak Sobirin, Pak Gatot, Mba Rizka, Mba Irin, Mba Yuli, teman-teman
ITP angkatan 49, teman sebimbingan Octarina Indah Setyowati dan Wulan Sadat
Wati, teman-teman asrama APD IPB, teman-teman TPB dan lainnya yang tidak
dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu selama pelaksanaan penelitian.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga,
atas segala doa dan kasih sayangnya yang tiada putus.
Penulis telah berupaya menyajikan karya ilmiah ini dengan baik, walaupun
masih dirasa banyak kekurangan bagi pembaca dan yang mencermatinya. Semoga
karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, September 2016
Nurmalia Ningsih

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

viii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

2

Perumusan Masalah

3

Tujuan Penelitian

3

Manfaat Penelitian

3

METODE PENELITIAN

3

Bahan

3

Alat

4

Metode Penelitian

4

Ekstraksi Kulit Manggis

4

Sintesis Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis

5

Karakterisasi Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis

5

Enkapsulasi Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis

5

Karakterisasi Enkapsulat Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis

5

HASIL DAN PEMBAHASAN

12

Karakteristik Buah Manggis

12

Ekastraksi Kulit Manggis

13

Sintesis Nanopartikel Kulit Manggis

17

Spray Drying Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis

22

SIMPULAN DAN SARAN

27

Simpulan

27

Saran

27

DAFTAR PUSTAKA

28

LAMPIRAN

32

RIWAYAT HIDUP

65

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7

Deskripsi warna berdasarkan ohue
Hasil analisis proksimat tepung kulit manggis
Hasil eksraksi tepung kulit manggis
Hasil chromameter ekstrak kulit manggis dari berbagai metode
Hasil analisis karakterisasi nanopartikel
Karakterisasi nanopartikel formula terpilih
Hasil analisis sifat fungsional enkapsulat nanopartikel

8
12
16
14
18
18
26

DAFTAR GAMBAR
Tepung Garcinia mangostana dan tepung Garcinia forbesii
Bola imaginer Munsell
Ekstrak Garcinia forbesii dan Garcinia mangostana
Interaksi kitosan dengan TPP
Larutan nanopartikel ekstrak kulit manggis
Hasil analisis TEM nanopartikel ekstrak Garcinia forbesii (GF)
Hasil analisis TEM nanopartikel ekstrak Garcinia mangostana (GM)
Enkapsulat nanopartikel bahan penyalut kombinasi maltodekstrin 60%
dan ISP 40% (MISP) dan maltodekstrin 60% dengan Na-kaseinat 40%
(MK)
9 Hasil analisis SEM enkapsulat nanopartikel ekstrak GF
10 Hasil analisis SEM enkapsulat nanopartikel ekstrak GM
1
2
3
4
5
6
7
8

1
7
16
17
19
21
21

22
24
25

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

Diagram alir penelitian
Diagram alir persiapan bahan kulit manggis
Diagram alir pembuatan ekstrak tepung kulit manggis
Hasil analisis proksimat tepung kulit manggis
Rendemen hasil ekstraksi tepung kulit manggis
Hasil analisis anova rendemen ekstrak GF dan GM
Hasil analisis aktivitas antioksidan ekstrak kulit manggis
Kurva standar asam askorbat
Hasil analisis total fenol ekstrak kulit manggis
Kurva standar asam galat
Hasil analisis anova aktivitas antioksidan, aktivitas antioksidan, total
fenol, dan pH ekstrak Garcinia forbesii (GF)
Hasil analisis anova aktivitas antioksidan, aktivitas antioksidan, total
fenol, dan pH ekstrak Garcinia mangostana (GM)
Hasil analisis warna dengan chromameter ekstrak GF
Hasil analisis anova warna dengan chromameter ekstrak GF
Hasil analisis warna dengan chromameter ekstrak GM
Hasil analisis anova warna dengan chromameter ekstrak GM
Karakterisasi sifat fisik nanopartikel GF dan GM

32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
44
46
47
49
50
52

18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

Uji anova nanopartikel GF ukuran partikel dan indeks polidispersitas
Uji anova nanopartikel GM ukuran partikel dan indeks polidispersitas
Hasil analisis PSA F1 GF
Hasil analisis PSA F2 GF
Hasil analisis PSA F3 GF
Hasil analisis PSA F4 GF
Hasil analisis PSA F1 GM
Hasil analisis PSA F2 GM
Hasil analisis PSA F3 GM
Hasil analisis PSA F4 GM
Karakterisasi nanopartikel terpilih F2 GF dan GM
Hasil analisis zeta potensial nanopartikel terpilih F2 GF
Hasil analisis zeta potensial nanopartikel terpilih F2 GM
Hasil analisis akivitas antioksidan enkapsulat nanopartikel GF dan GM
Hasil analisis total fenol enkapsulat nanopartikel GF dan GM
Analisis anova antioksidan dan total fenol enkapsulat nanopartikel
Dokumentasi penelitian

54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kondisi lingkungan dan pola konsumsi yang tidak seimbang serta paparan
radikal bebas sudah banyak terjadi di masyarakat, sehingga menyebabkan
bermunculan berbagai jenis penyakit degeneratif, seperti obesitas, penyakit jantung
koroner, hipertensi, diabetes mellitus, maupun kanker. Oleh karena itu, penting
adanya kesadaran terhadap pola konsumsi dan pola hidup yang seimbang.
Kebutuhan antioksidan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya
kesadaran masyarakat terhadap pentingnya kesehatan. Antioksidan memiliki
pengaruh positif bagi kesehatan karena antioksidan merupakan senyawa anti
radikal bebas yang dapat mencegah dan mengurangi kerusakan oksidatif sel.

(a)
(b)
Gambar 1. (a) Tepung Garcinia mangostana (b) Tepung Garcinia forbesii
Salah satu potensi buah-buahan Indonesia yang berkhasiat bagi kesehatan
adalah buah manggis. Walaupun kulit buah manggis tergolong dalam limbah,
namun mengandung senyawa aktif yang berkhasiat bagi kesehatan. Buah manggis
ada berbagai jenis, salah satunya manggis merah (Garcinia forbesii) atau dikenal
dengan nama mundar dan manggis mangostana (Garcinia mangostana). Perbedaan
dengan manggis mangostana adalah buah manggis merah Garcinia forbesii
berwarna merah cerah, berbentuk bundar, kulit buahnya tipis dan lunak, sedangkan
dagingnya berwarna putih (Saleh 2003). Kulit manggis merah (Garcinia forbesii)
memiliki kandungan air yang lebih tinggi dan daging buahnya lebih berasa asam
dibandingkan dengan manggis mangostana (Garcinia mangostana). Pada
umumnya, rasa asam pada buah disebabkan oleh akumulasi asam organik yang
tinggi, seperti asam sitrat, asam malat, asam asetat, asam askorbat, dan lainnya (Ong
2007). Menurut Saleh (2003), kulit buah manggis merah (Garcinia forbesii) banyak
dimanfaatkan sebagai pengganti asam jawa atau jeruk asam dalam memasak di
Brunei Darussalam.
Secara visual, tepung kulit manggis merah (Garcinia forbesii) berwarna
merah cerah lebih menarik dibandingkan dengan warna tepung manggis
mangostana (Garcinia mangostana) yang berwarna coklat. Hal ini dipengaruhi
oleh komponen pigmen antosianin yang lebih tinggi pada manggis merah (Garcinia
forbesii). Kulit manggis merah (Garcinia forbesii) juga tidak terlalu sepat dan pahit
seperti manggis mangostana (Garcinia mangostana), hal ini dipengaruhi oleh
kandungan tanin yang lebih rendah pada manggis merah (Garcinia forbesii)
dibandingkan dengan manggis mangostana (Garcinia mangostana). Komponen zat
aktif yang terdapat dalam kulit manggis diantaranya xanthon, antosianin, tanin, dan

2
senyawa fenolik lainnya. Zat aktif tersebut termasuk ke dalam antioksidan dan
bermanfaat bagi kesehatan tubuh, diantaranya sebagai antibakteri, antiinflamasi,
dan antifungal (Matsumoto et al. 2003). Selain itu, dapat bertindak sebagai
pencegah penyakit degeneratif seperti jantung koroner, kanker, diabetes, hipertensi,
struk (Lako et al. 2007). Penelitian Mranani (2015), menunjukkan bahwa kulit
manggis merah (Garcinia forbesii) yang memiliki kandungan asam lebih tinggi
dibandingkan dengan manggis mangostana (Garcinia mangostana). Kandungan
asam tersebut memiliki kemampuan untuk menghambat pertumbuhan dan aktivitas
mikroba, sehingga dapat memperpanjang umur simpan dari bahaya mikroba
patogen dan perusak pangan, seperti Escherichia coli, Salmonella Typhimurium,
Psedomonas aeruginosa, Sthaphylococcus aureus, Bacillus subtilis, dan Bacillis
cereus. Pada penelitian Randy (2014) dan Mranani (2015) telah dilakukan
pembuatan minuman fungsional berbasis Garcinia forbesii dan kajiannya sebagai
pengawet alami. Kulit buah manggis merah memiliki aktivitas antioksidan yang
tinggi sebesar 2216.6 ± 1.06 AAE (μg/mL). Buah manggis merah (Garcinia
forbesii) lebih jarang dijumpai karena mulai punah, sehingga dibutuhkan
pengembangan terhadap pembudidayaannya, pemanfaatan potensinya, peningkatan
nilai ekonomisnya, dan kajian pengembangan produk yang bermanfaat bagi
kesehatan.
Pemanfaatan kulit manggis mulai berkembang dalam berbagai produk baik
sebagai obat, makanan, maupun minuman. Namun, terdapat beberapa kendala
dalam aplikasinya, seperti kurang praktis, ketidakstabilan terhadap warna, kelarutan
yang rendah, rasa pahit yang kurang disukai, dan mudah mengalami penurunan sifat
fungsional. Hal inilah yang perlu diperhatikan agar proses dan desain formulasi
khusus terhadap zat aktif kulit manggis dapat mengoptimalkan sifat fungsionalnya.
Saat ini teknologi nano banyak dikembangkan dan menjadi tren dalam
pengembangan dan peningkatan kualitas produk pangan fungsional. Nanoteknologi
sangat berkembang karena memiliki banyak keunggulan seperti ukuran partikel
yang lebih kecil meningkatkan aktivitas antioksidannya. Pada nanopartikel secara
visual menghasilkan dispersi yang relatif transparan, perpanjangan lama
pengendapan karena resultan gaya kebawah akibat gravitasi berkurang, hal ini
disebabkan massa partikel berkurang dan luas permukaan partikel bertambah
sehingga menghasilkan interaksi tolak-menolak antar partikel (Gupta dan Kompella
2006). Kelebihan lainnya adalah kemampuan dalam menembus ruang membran sel
(Buzea et al. 2007) yang dapat meningkatkan penyerapan, dapat mengurangi rasa
organoleptik seperti sepat dan pahit karena senyawa aktif tersalut membentuk
kompleks pada sistem nanopartikel yang tersalutkan sehingga dapat menutupi rasa
tersebut, dan fleksibel dikombinasikan dengan teknologi lain sehingga dapat
dikembangkan untuk berbagai keperluan. Teknologi nano banyak dikembangkan
sebagai penghantar zat aktif dalam suatu produk pangan maupun obat untuk
mengatur laju pelepasan senyawa zat aktif, meningkatkan kelarutan, dan
meningkatkan penyerapan dalam tubuh.
Enkapsulasi berbasis nanopartikel merupakan pendekatan yang efektif dalam
memasukkan senyawa bioaktif dalam bahan pangan. Enkapsulasi nanopartikel
bertujuan sebagai pengantar dalam meningkatkan dispersi senyawa bioaktif yang
diharapkan dalam produk makanan, melindungi terhadap degradasi mutu yang
tidak diinginkan, mengurangi dampak organoleptik yang tidak diharapkan dalam

3
produk makanan, dan meningkatkan bioavailabilitas
penyerapannya dalam saluran pencernaan.
Perumusan Masalah

serta

mengontrol

Permasalahan yang terjadi dalam pemanfaatan limbah buah kulit manggis
adalah kandungan zat aktifnya sebagai sumber antioksidan alami cenderung kurang
praktis, memiliki ketidakstabilan terhadap warna, kelarutan yang rendah, rasa pahit
yang kurang diharapkan, mengalami penurunan sifat fungsional selama pengolahan
maupun penyimpanan, serta bagaimana melindungi zat aktif kulit buah manggis
agar optimum sifat fungsionalnya ketika diaplikasikan dalam produk pangan.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan formula nanopartikel ekstrak
Garcinia forbesii dan Garcinia mangostana, menghasilkan produk enkapsulasinya,
dan mengetahui sifat fungsionalnya.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah kajian formulasi nanopartikel ekstrak
Garcinia forbesii dan Garcinia mangostana yang efisien, efektif, dan berkualitas
dalam upaya meningkatkan dispersi senyawa bioaktif, melindungi terhadap
degradasi mutu, mengurangi dampak organoleptik yang tidak diharapkan,
meningkatkan bioavailabilitas, serta mengontrol penyerapannya dalam saluran
pencernaan. Dengan demikian diharapkan dapat menjadi bahan referensi untuk
pengembangan produk pangan fungsional berbasis kulit manggis dengan teknologi
nano yang bermanfaat bagi kesehatan.

METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Pangan, Laboratorium
Biokimia Pangan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan IPB, dan Laboratorium
Nanoteknologi Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian
Bogor. Penelitian berlangsung selama 6 bulan dari bulan April sampai September
2016.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari Garcinia forbesii,
Garcinia mangostana (yang diperoleh dari konsultan buah-buahan tropis di Bogor),
kitosan dengan derajat deasetilasi (DD) 85%, STPP (Sodium tripolifosfat), asam
asetat, aquades, maltodekstrin, isolat protein kedelai, dan Na-kaseinat.
Bahan kimia yang digunakan untuk analisis diperoleh dari stock room Ilmu
dan Teknologi Pangan, Institut Pertanian Bogor, antara lain K2SO4, HgO, H2SO4,
NaOH, Na2S2O3, indikator metil merah, indikator metil biru, HCl, H3BO3, etanol,

4
folin ciaucalteau, air destilata, buffer KCl, buffer natrium asetat, larutan DPPH,
larutan buffer Na-asetat, dan asam askorbat.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari alat untuk ekstraksi kulit
manggis, sintesis nanopartikel, enkapsulasi, dan analisis karakterisasinya. Alat
yang dipakai diantaranya cabinet dyer, pin disc mill, refluks, shaker, rotary vacuum
evaporator, pengaduk magnetik, stirrer plate, chromameter CR-310 (konica
Minolta, Jepang), pH meter model pH 700 (Eutech Instruments, Singapura), spray
dryer (LabPlant SD-05), particle size analyzer (PSA) (Malvern Zetasizer Nano
series Nano-ZS), homogenizer (T25 digital Ultra Turrax), Scanning Electro
Microscopy (ZEISS EVO MA 10), Transmission Electron Microscopy (FEI
Tenchai G2 Spirit 120 KV), spektrofotometer double beam model UV-1800
(Shimadzu, Jepang). Peralatan pendukung lainnya seperti termometer, neraca
analitik, peralatan gelas (gelas ukur, gelas piala, tabung reaktif, gelas pengaduk, dan
lain-lain), refraktometer, dan peralatan pendukung lainnya.
Metode Penelitian
Penelitian ini terdiri dari tiga tahapan, yaitu (1) tahap ekstraksi, (2) tahap
sintesis nanopartikel, dan (3) tahap enkapsulasi. Tahap ekstraksi kulit Garcinia
forbesii dan Garcinia mangostana dilakukan dengan dua metode, yaitu maserasi
dan refluks dengan tujuan untuk mendapatkan cara ekstraksi kulit manggis dengan
hasil yang optimal. Pada ekstraksi dilakukan analisis warna, rendemen, aktivitas
antioksidan, dan total fenol. Pada tahap sintesis nanopartikel ekstrak Garcinia
forbesii dan Garcinia mangostana digunakan metode gelasi ionik dengan dua
perlakukan konsentrasi kitosan dan dua perlakuan konsentrasi STPP. Pada hasil
nanopartikel yang dihasilkan dilakukan analisis ukuran partikel, indeks
polidispersitas, nilai zeta potensial, (Transmission Electron Microscopy) TEM,
aktivitas antioksidan, dan total fenol. Selanjutnya, pada formula nanopartikel
terpilih dilakukan enkapsulasi menggunakan spray dryer dengan dua perlakuan
bahan pengisi yaitu kombinasi antara maltodekstrin dan isolat protein kedelai, dan
kombinasi antara maltodekstin dan Na-kaseinat. Hasil produk enkapsulasi
dilakukan analisis dengan (Scanning Electron Microscopy) SEM, aktivitas
antioksidan, dan total fenol. Diagram alir tahapan penelitian lebih lengkap dapat
dilihat pada Lampiran 1.
Ekstraksi Kulit Manggis (Modifikasi Dewandari et al. 2013)
Buah manggis dicuci dan dipisahkan antara kulit dan daging buah. Kulit buah
manggis dikeringkan menggunakan cabinet dyer pada suhu 40-50 oC sekitar 3 jam
sampai mencapai kadar air 10-12%, kemudian digiling dengan ukuran 40 mesh
dengan tujuan memperluas permukaan sehingga mempermudah proses
ekstraksinya. Ekstraksi kulit manggis dilakukan dengan 2 metode, yaitu refluks dan
maserasi dengan menggunakan pelarut etanol 70%. Bahan baku ditimbang dan
ditambahkan pelarut dengan perbandingan 1:5 (b/v). Waktu ekstraksi dengan
refluks dilakukan selama 1 dan 3 jam dengan suhu tidak melebihi 60 oC, sedangkan
ekstraksi dengan maserasi dilakukan selama 6 dan 24 jam pada suhu ruang dengan

5
shaker. Pada masing-masing proses ekstraksi dilakukan penyaringan dan filtrat
dikumpulkan. Pada ampas dilakukan penambahan pelarut dengan perbandingan 1:3.
Filtrat dari masing-masing cara dicampurkan dan dipekatkan dengan rotary vaccum
evaporator pada suhu 40-45 oC sampai tercapai nilai total padatan terlarut (TPT)
sebesar 20 obrix.
Penentuan metode ekstraksi dari kedua cara tersebut yang terbaik dilakukan
analisis warna ekstrak, rendemen, aktivitas antioksidan, dan total fenol. Diagram
alir persiapan bahan kulit manggis dapat dilihat lengkap pada Lampiran 2.
Sintesis Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis (Modifikasi Rismana et al. 2003)
Sintesis nanopartikel dilakukan dengan metode gelasi ionik. Nanopartikel
kitosan sebagai penyalut ekstrak kulit manggis dibuat dengan mencampurkan STPP,
larutan kitosan, dan ekstrak kulit manggis. Konsentrasi kitosan dibuat dengan
konsentrasi 0.2% dan 1%. Pembuatan larutan kitosan dengan konsentrasi 0.2%
dilakukan dengan melarutkan 0.2 g kitosan ke dalam 100 mL asam asetat 1%.
Sementra itu, larutan STPP 0.2% dibuat dengan mencampurkan 0.2 g natrium
tripolifosfat ke dalam 100 mL aquades, begitu pula dengan konsentrasi STPP 0.1%.
Pada sintesis nanopartikel, ekstrak kulit manggis dicampurkan sebanyak 10%
dalam larutan kitosan yang telah dibuat, lalu diaduk dengan pengaduk megnetik
pada kecepatan 750 rpm sampai homogen. Penambahan larutan STPP dilakukan
dengan perbandingan antara kitosan dan STPP (1:0.5) dengan cara setetes demi
tetes hingga ekstrak tercampur sempurna dan pengadukan dilanjutkan selama 60
menit untuk mendapatkan larutan yang homogen. Dari masing-masing konsentrasi
dilakukan karakterisasi fisik dan fungsional meliputi ukurnan partikel, indeks
polidispersitas, nilai zeta potensial dengan PSA, morfologi dengan TEM, aktivitas
antioksidan, dan kadar total fenol.
Karakterisasi Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis
Karakterisasi nanopartikel meliputi pengukuran distribusi ukuran partikel,
indeks polidispersitas, nilai zeta potensial, Transmision Electron Microscopy
(TEM), aktivitas antioksidan, dan kadar total fenol.
Enkapsulasi Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis (Modifikasi Desai dan
Park 2005)
Setelah pembuatan nenopartikel ditambahkan bahan penyalut dengan total
padatan 20% (b/b). Bahan penyalut terdiri atas kombinasi antara maltodekstrin 60%
dengan isolat protein kedelai 40% (MISP), dan kombinasi antara maltodekastrin
60% dengan Na-kaseinat 40% (MK). Setelah itu dilakukan homogenisasi selama 5
menit dengan homogenizer, kemudian dihidrasi seama 18 jam pada suhu 4 oC.
Setelah dihidrasi sesaat sebelum di spray dyer dihomogenisasi kembali selama 30
detik. Semprot kering atau proses spray dryer dilakukan dengan laju umpan 15
mL/menit dengan suhu inlet 170 oC.

6
Karakterisasi Enkapsulat Nanopartikel Ekstrak Kulit Manggis
Karakterisasi sifat fisik produk enkapsulasi nanopartikel meliputi
pengamatan morfologi permukaan sampel dan pengukuran ukuran partikel hasil
rekonstitusi. Proses rekonstitusi dilakukan untuk mendapatkan kembali
nanopartikel dalam bentuk cairan yang dilakukan dengan penambahan aquades
sejumlah tertentu sehingga dihasilkan kembali larutan dengan kandungan total
padatan terlarut sebesar 20%, yaitu sama dengan kondisi sebelum dilakukan
pengeringan, setelah itu dilakukan pengukuran terhadap partikel yang terbentuk.
Pengukuran distribusi ukuran partikel dilakukan dengan menggunakan alat PSA,
sedangkan pengamatan morfologi produk enkapsulasi nanopartikel dilakukan
menggunakan alat Scanning Electron Microscopy (SEM). Karakterisasi sifat
fungsional dilakukan dengan pengukuran aktivitas antioksidan dan total fenol.
Metode Analisis
Analisis Aktivitas Antioksidan Metode DPPH (Kubo et al. 2002)
Analisis aktivitas antioksidan dilakukan dengan membuat terlebih dahulu
kurva standar menggunakan asam askorbat pada konsentrasi 100, 200, 300, 400,
500, dan 600 ppm. Prosedur pembuatan larutan standar sama dengan pengujian
dengan sampel, yaitu dengan memasukkan sebanyak 2 mL larutan buffer asetat (pH
5.5) dicampurkan dengan 3.75 mL metanol dan 200 μL DPPH (1mM) kemudian
divortex. Setelah itu dimasukkan larutan standar atau sampel sebanyak 50 μL dan
divortex kembali selanjutnya baik larutan sampel maupun larutan standar
diinkubasi pada suhu ruang di tempat gelap selama 20 menit. Selanjutnya dilakukan
pengukuran absorbansi dengan spektrofotometer pada panjeng gelombang 517 nm.
Larutan blanko dibuat sesuai tahapan diatas, namun mengganti 100 μL larutan
sampel dengan 50 μL metanol. Perhitungan aktivitas antioksidan dapat dinyatakan
dalam % aktivitas antioksidan dan AEAC (Ascorbic Equivalen Antioxidant
Capacity) dalam satuan mg/mL kurva standar. Rumus yang digunakan adalah
sebagai berikut:
Abs kontrol − Abs sampel
�
%
% Kapasitas antioksidan =
Abs Kontrol
CxV
mg as. askorbat
)=
x FP
AEAC (
W
g sampel

Keterangan:
C = Konsentrasi sampel yang didapat dari kurva standar (mg/L)
FP = Faktor pengenceran
W = Berat sampel yang digunakan (mg)
Analisis Total Fenol (Strycharz dan Shetty 2002)
Larutan asam galat yang digunakan untuk membuat kurva standar dibuat
dengan melarutkan 10, 25, 50, 75, 100, 125, 150 ppm asam galat dalam aquades.
Larutan reagen dibuat dengan menambahkan 50 mL larutan aquades dan 50 mL
pereaksi Folin CiocalteauI. Sebanyak 0.5 mL larutan standar maupun larutan

7
sampel dalam 2.5 mL aquades dan 0.5 mL etanol, lalu dihomogenisasi dan
ditambahkan 2.5 mL larutan reagen. Larutan tersebut didiamkan selama 5 menit
dalam ruang gelap, lalu ditambahkan 0.5 mL Na2CO3 5% (agar kondisi basa dan
folin bekerja optimum) dan didiamkan kembali dalam ruang gelap selama 1 jam
setelah itu diukur nilai absorbansinya pada panjang gelombang 725 nm.
Keterangan :
C = Konsentrasi sampel yang didapat dari kurva standar (mg/L)
FP = Faktor pengenceran
W = Berat sampel yang digunakan (mg)
FK = Faktor konversi satuan
Analisis Warna (Hutching JB 1999)
Pengukuran warna ekstrak dilakukan dengan alat chromameter. Sebelum
dianalisis, ekstrak terlebih dahulu dikemas ke dalam plastik bening kemudian
ditempelkan pada detektor digital lalu angka hasil pengukuran akan terbaca pada
layar. Pada alat ini angka yang terukur berupa nilai-nilai L, a, b, dan ho (hue),
dimana:
L = nilai yang menunjukkan kecerahan berkisar 0-100
a = merupakan warna campuran merah-hijau
a positif (+) antara 0 – 100 untuk warna merah
a negatif (-) antara 0 – (-80) untuk warna hijau
b = merupakan warna campuran biru-kuning
b positif (+) antara 0 – 70 untuk warna kuning
b negatif (-) antara 0 – (-80) untuk warna biru
Nilai ohue kemudian dihitung menggunanakan nilai L, a, b yang telah
didapatkan sebelumnya dengan rumus di bawah ini.
b
h = arc ( )
a
Nilai hue yang didapatkan kemudian dicocokkan dengan nilai hue yang ada
pada bola imajiner Munsel (Gambar 10), sehingga diperoleh data warna secara
objektif. Nilai hue yang diperoleh dari metode Hunter harus berada dalam bentuk
nilai derajat radian agar dapat diinterpretasikan kedalam bola imajiner Munsell.

Gambar 2. Bola imaginer Munsell

8
Interpretasi warna hue pada bola imajiner Munsell juga dipengaruhi oleh nilai
a dan b-nya. Jika nilai hue yang diperoleh pada metode Hunter bernilai negatif maka
untuk mengintrepetasikan warnannya pada diagram Munsell, nilai negatifnya
dihilangkan terlebih dahulu kemudian diukur pada kuadran yang paling tepat atau
sesuai dengan nilai a dan b-nya. Pada kuadran dua nilai a bernilai negatif dan b
bernlai positif. Pada kuadran ketiga a dan b sama bernilai negatif. Sedangkan pada
kuadran empat, nilai a bernilai positif dan b bernilai negatif. Setelah didapatkan
interpretasi warna pada diagram Munsell maka data ini dapat dibandingkan dengan
data visual yang tampak.
Tabel 1. Deskripsi warna berdasarkan ohue
o

Hue

Warna sampel

18o - 54 o
54o - 90 o
90o - 126 o
126 o - 162 o
162 o - 198 o
198 o - 234 o
234 o - 270 o
270 o - 306 o
306 o - 342 o
342 o - 180 o

Red (R)
Yellow red (YR)
Yellow (R)
Yellow green (YG)
Green (G)
Blue Green (BG)
Blue (B)
Blue Purple (BP)
Purple (P)
Red purple (RP)

Analisis pH (AOAC 2012)
Sebelum dilakukan pengukuran, pH meter dinyalakan dan distabilkan terlebih
dahulu selama 10 menit. Selanjutnya pH-meter dikalibrasi menggunakan larutan
buffer pH 4 dan pH 7. Elektroda dibilas dengan air destilata dan dikeringkan dengan
tisu. 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 pada sampel. Selanjutnya
elektroda dibilas kembali dengan air destilata, dikeringkan dan dapat digunakan
kembali untuk pengukuran pH sampel. Pengukuran sampel dilakukan dua kali
ulangan untuk setiap sampelnya.
Kadar Air (AOAC 2012)
Metode analisis kadar air yang dipakai adalah metode oven. Prinsip dari
metode ini adalah mengukur kehilangan bobot pada pemanasan 105oC yang
dianggap sebagai kadar air yang terdapat pada sampel. Sebanyak 1 gram sampel
ditempatkan ke dalam wadah kemudian dikeringkan dengan oven pada 105oC
selama 3 jam. Setelah didinginkan di dalam desikator, sampel ditimbang kembali.
Pengeringan kembali dilanjutkan hingga memperoleh bobot yang konstan. Kadar
air dinyatakan sebagai presentase basis basah melalui perhitungan berikut:

9
bobot sampel sebelum dikeringkan g
% Air = (
)x
kehilangan bobot setelah dikeringkan g

%

Kadar Lemak (AOAC 2012)

Metode yang digunakan adalah metode soxhlet dengan prinsip mengekstrak
lemak bebas dengan pelarut non polar. Sebanyak 1 gram sampel dimasukkan ke
dalam selongsong kertas yang dialasi dengan kapas. Sumbat selongsong kertas
berisi sampel dengan kapas lalu keringkan dalam oven dengan suhu maksimal 80oC
selama 1 jam. Selongsong selanjutnya dimasukkan ke dalam alat soxhlet yang telah
dihubungkan dengan labu lemak berisi batu didih yang telah dikeringkan dan
ditimbang. Sampel diekstraksi dengan pelarut heksana atau pelarut lemak lainnya
selama 6 jam lalu heksana disulingkan dan ekstrak dikeringkan dalam oven pada
suhu 105oC. Setelah dingin dilakukan penimbangan hingga tercapai bobot tetap.
Kadar lemak dinyatakan sebagai persentase basis basah melalui perhitungan dengan
rumus berikut:

Keterangan:

W−W
% Lemak = (
)x
%
W
W = berat sampel (gram)
W1 = berat lemak sebelum ekstraksi (gram)
W2 = berat lemak setelah estraksi (gram)

Kadar Protein (AOAC 2012)
Metode yang diggunakan adalah metode Kjedahl dengan prinsip perhitungan
jumlah nitrogen total yang kemudian dikali dengan faktor konversi. Sebanyak 250
mg sampel ditempatkan ke dalam labu Kjedahl selanjutnya ditambahkan 1.9 gram
K2SO4, 40 mg HgO, 2 mL H2SO4 pekat dan beberapa butir batu didih untuk
mencegah bumping. Sampel kemudian dipanaskan secara bertahap hingga
memperoleh larutan jernih. Setelah dingin sampel dipindahkan ke labu destilat
kemudian ditambahkan 8-10 mL larutan 60% NaOH – 5% Na2S2O3. Pada tabung
elenmeyer ditempatkan 5 mL H3BO3 dan beberapa tetes indikator merah metal –
biru metil. Labu elenmeyer kemudian ditempatkan di bawah kondensor dengan
ujung kondensor terendam di dalam larutan. Proses destilasi dilakukan hingga
diperoleh destilat sebanyak 15 mL. Destilat yang didapatkan kemudian diencerkan
sampai 50mL dengan akuades, selanjutnya dititrasi dengan larutan HCl 0.02N
standar hingga terbentuk warna abu – abu, volume HCl yang terpakai untuk titrasi
dicatat. Hal yang sama dilakukan pada larutan blanko. Kadar protein dinyatakan
sebagai persentase basis basah melalui perhitungan dengan rumus berikut:
V − V x N HCl x .
%N=
x
Berat sampel g
Keterangan:

% Protein =

% Nitrogen x .

V1 = volume larutan HCl untuk titrasi sampel
V2 = volume larutan HCl untuk titrasi blanko
6,25 = faktor konversi nitrogen menjadi protein

10

Kadar Abu (AOAC 2012)
Prinsip dari pengujian kadar abu adalah dengan menguraikan zat organik
menjadi air dan CO2 sehingga hanya tersisa bahan anorganik. Sebanyak 2 gram
sampel ditempatkan ke dalam cawan porselen kemudian dilakukan pengabuan
dalam tanur listrik pada suhu maksimal 550oC. Sampel didinginkan di dalam
desikator kemudian ditimbang hingga diperoleh bobot tetap. Kadar abu dinyatakan
sebagai persentase basis basah melalui perhitungan berikut:
W −W
% Abu = (
)x
W

%

Keterangan:
W = berat sampel sebelum diabukan (gram)
W1 = berat sampel dan cawan setelah diabukan (gram)
W2 = berat cawan kosong (gram)
Kadar Karbohidrat (AOAC 2012)
Perhitungan kadar karbohidrat dilakukan berdasarkan selisih dari kadar air,
abu, lemak, dan protein (by difference) karena diasumsikan sebagai bobot sampel
selain air, abu, lemak, dan protein. Perhitungan kadar karbohidrat metode by
difference berdasarkan rumus berikut:
Kadar Karbohidrat
(%bb) = 100% – (P+A+KA+L)
(%bk) = 100% – (P+A+L)
Keterangan :

P = kadar protein
KA = kadar air
A = kadar abu
L = kadar lemak

Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang dilakukan terbagi menjadi tiga, yaitu rancangan
blok atau kelompok untuk tahap ekstraksi, serta rancangan acak lengkap untuk
tahap sintesis nanopartikel dan tahap enkapsulasi nanopartikel. Pada tahap ekstraksi
digunakan rancangan blok, yaitu faktor perlakuan (maserasi dan refluks) dengan
taraf rasio lama ekstraksi (6 jam dan 24 jam) untuk maserasi dan (1 jam dan 3 jam)
untuk refluks. Pada tahap sintesis nanopartikel digunakan rancangan acak lengkap
2x2, yaitu faktor konsentrasi kitosan (0.2% dan 1%) dan taraf rasio konsentrasi
STPP (0.1% dan 0.2%). Pada tahap enkapsulasi digunakan rancangan acak lengkap
1x2, yaitu faktor kombinasi antara maltodekstrin (M) dan isolat protein (ISP) atau
MISP (60% (M) dan 40% (ISP)) dan maltodekstrin (M) dan Na-kaseinat (K) atau
MK (60% (M) dan 40% (K)).

Yijk

Model matematika adalah sebagai berikut:
Yijk = µ + Ai + Bj + ABij + Ɛijk
: variabel respon ulangan ke-k yang terjadi karena pengaruh bersama taraf
i faktor A dan taraf j faktor B

11
µ
Ai
Bj
ABij
Ɛijk

: rata-rata
: efek taraf ke-i faktor A
: efek taraf ke-j faktor B
: efek interaksi taraf ke-i faktor A dan taraf ke-j faktor B
: galat percobaan pada taraf ke-i faktor A dan taraf ke-j faktor B serta
ulangan ke-k

Data analisis dengan analisis satu arah varian ANOVA (Analisys of Variance)
menggunakan SPSS. Apabila dari hasil analisis terdapat pengaruh yang signifikan
maka dilakukan lanjut uji Ducan.

12

HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Buah Manggis
Salah satu buah yang kulitnya tergolong ke dalam limbah adalah manggis,
walaupun kulit buah manggis memiliki khasiat bagi kesehatan. Kulit buah manggis
yang digunakan dalam penelitian ini, diproses menjadi tepung dan diekstrak untuk
dilakukan lebih lanjut. Analisis proksimat tepung kulit manggis perlu dilakukan
untuk mengetahui karakteristiknya. Hasil analisis proksimat yang telah dilakukan
dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil analisis proksimat tepung kulit manggis

Jenis Analisis

Metode

Tepung Garcinia
forbesii
10.49±0.223

(%bk)
Tepung Garcinia
mangostana
10.26±0.134

Kadar air

Gravimetri

Kadar abu

Gravimetri

4.16±0.033

4.23±0.040

Lemak

Soxhlet

11.82±0.130

9.40±0.210

Protein

Kjedahl

3.81±0.030

2.83±0.060

Karbohidrat

By Different

69.27

73.28

Keterangan : Data merupakan nilai rata-rata±SD (n=2) basis kering, huruf yang sama
pada kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf signifikan 0.05

Hasil uji proksimat menunjukkan bahwa kadar air dalam Garcinia forbesii
dan Garcinia mangostana sebesar 10.49% dan 10.26% yang telah mengalami
proses pengeringan dengan cabinet dryer dan penggilingan menjadi tepung dengan
ukuran 40 mesh. Tujuan diperolehnya kadar air yang rendah adalah untuk
memperpanjang umur simpan tepung kulit manggis, agar dapat disimpan dan
digunakan pada tahapan penelitian. Kadar abu pada tepung Garcinia forbesii lebih
rendah dibandingkan dengan Garcinia mangostana, hal ini menunjukkan zat
mineral yang terkandung dalam sampel Garcinia forbesii mengadung zat mineral
yang lebih rendah dibandingkan dengan Garcinia mangostana. Kandungan mineral
termasuk dalam zat gizi mikro yang sangat dibutuhkan bagi tubuh. Kadar lemak
dan protein tepung Garcinia forbesii lebih besar dibandingkan dengan tepung
Garcinia mangostana. Lemak termasuk komponen zat gizi yang penting bagi tubuh.
Kandungan protein dalam tepung kulit manggis selain merupakan zat gizi juga
dapat bertindak sebagai zat gizi yang memiliki aktivitas antioksidan. Sampel tepung
kulit manggis merah Garcinia forbesii mengandung sejumlah kadar air, lemak, dan
protein yang lebih tinggi dibandingkan dengan Garcinia mangostana. Kandungan
air yang lebih tinggi pada kulit Garcinia forbesii memberikan pH yang asam karena
kandungan asam organik yang sangat kuat seperti asam malat, asam tartarat, asam
sitrat, asam askorbat, dan asam asetat (Randy M 2014). Kandungan asam yang
tinggi tersebut sangat berperan dalam mempengaruhi nilai aktivitas antioksidannya

13
karena kandungan asam organik yang lebih tinggi pada Garcinia forbesii
dibandingkan dengan Garcinia mangostana memiliki nilai aktivitas antioksidan
yang lebih tinggi pula (Randy M 2014). Selain itu, tingginya kandungkan
karbohidrat pada tepung Garcinia mangostana dan Garcinia forbesii
mengindikasikan bahwa tepung kulit manggis tersebut dapat larut dengan baik di
air dan dapat dimanfaatkan dalam industri minuman, seperti jus dan minuman
instan.
Ekstraksi Kulit Manggis
Ekstraksi merupakan suatu proses pemisahan campuran beberapa zat
menjadi komponen-komponen yang terpisah. Zat-zat yang polar hanya larut dalam
pelarut polar, sedangkan zat-zat yang non polar hanya larut di dalam pelarut non
polar. Tingkat kepolaran pelarut yang digunakan sangat menentukan jumlah zat
aktif karena pada proses ekstraksi berlaku prinsip “like dissolve like” dimana zat
hanya akan terlarut dengan baik dan terekstrak apabila pelarut yang digunakan
memiliki tingkat kepolaran yang sama. Prinsip ekstraksi suatu bahan berdasarkan
prinsip kesetimbangan massa, yaitu yang melibatkan dua fasa yang berbeda,
kemudian solut atau komponen tersebut ditransfer ke salah satu fasa yang lain
sehingga interaksi akibat tingkat kepolaran yang sama mengakibatkan proses
ekstraksi dapat terjadi secara terus menerus sampai diperoleh suatu kesetimbangan
massa antara fasa satu dengan yang lain (Wijaya LA 2010). Metode ekstraksi yang
sering digunakan antara lain perkolasi, maserasi, soklet, refluks, dan kromatografi.
Cara ekstraksi dengan maserasi (metode dingin) dan refluks (metode panas) sering
digunakan karena lebih mudah dan praktis. Pada proses ekstraksi dalam penelitian
ini digunakan metode maserasi dan refluks yang diikuti dengan penyaringan.
Pelarut yang digunakan dalam ekstraksi bergantung pada sifat kepolaran
dari zat aktif kulit manggis yang akan diekstrak. Jenis pelarut ada yang bersifat
polar, semi polar, dan non polar. Pelarut yang sering digunakan untuk ekstraksi
mulai dari yang polar sampai non polar antara lain air, metanol, etanol, etil asetat,
aseton dan heksan. Senyawa aktif khhususnya yang bersifat fenolik dalam kulit
buah manggis seperti xanthon, tanin, antosianin, asam fenolat, dan senyawa fenolik
lainnya bersifat semi polar. Pada umumnya, kulit buah manggis diekstrak
menggunakan pelaru air, namun pelarut air dapat menyebabkan terlarutnya
senyawa polisakarida yang dapat menimbulkan beberapa kendala dalam aplikasi
maupun analisis, sehingga perlu dilakukan perlakuan untuk mengurangi kadar
tersebut. Menurut Wijaya LA (2010), salah satu proses pengendapan senyawa
polisakarida dapat menggunakan pelarut etanol. Menurut penelitian Wijaya LA
(2010), ekstraksi kulit manggis dengan maserasi yaitu mengekstrak komponen
xanton dapat menggunakan pelarut aseton 72% atau 90%. Namun, senyawa
antosianin, tanin, dan senyawa fenolik lainnya dalam kulit manggis terekstrak
dengan baik menggunakan pelarut polar, seperti etanol 70% atau air. Sementara itu,
penelitian yang dilakukan Dewandari et al. (2013) adalah ekstraksi senyawa aktif
sirih merah menggunakan metode maserasi dan refluks untuk mendapatkan hasil
ekstrak yang terbaik, digunakan pelarut etanol karena menurut Wijaya LA (2010)
dan Prasad et al. (2009) memberikan rendemen yang lebih tinggi dibandingkan
dengan pelarut air dan etil asetat. Senyawa fenolik sirih merah memiliki sifat
kepolaran yang mirip dengan senyawa fenolik pada Garcinia mangostana dan

14
Garcinia forbesii. Dengan demikian, metode ekstraksi yang dilakukan mengacu
pada penelitian Wijaya LA (2010) dan Dewandari et al. (2013) menggunakan dua
metode, yaitu maserasi dan refluks dengan pelarut etanol 70%. Pelarut etanol 70%
digunakan karena selain merupakan pelarut yang universal digunakan, dasar
pemilihan lainnya adalah memiliki tingkat toksisitas yang lebih rendah
dibandingkan dengan pelarut semi polar lainnya, dan juga memiliki aktivitas
antimikroba. Hasil ekstraksi tepung Garcinia forbesii dan tepung Garcinia
mangostana pada metode maserasi dan refluks dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil eksraksi tepung kulit manggis
Parameter

Sampel
GF

Rendemen
(%bk)

GM

Maserasi
6 jam
24 jam
31.34 ±
32.43 ±

1.161 a

3.070 a

38.54 ±

40.38 ±
1.001 c
5550.00 ±

13425.00 ±

223.607 b
4975.00 ±

82.916 c
12425.00 ±

277.263 f
370.65 ±

86.603 g
785.87 ±

3.439 b
4546.00 ±
11.532 f

4.612 c
5105.98 ±
218.120 g

82.916 h
861.41 ±
3.214d
5793.48 ±
24.906 h

2.69
2.74

2.51
3.14

2.85
3.22

0.544
Aktivitas
antioksidan

AEAC μg/mL

GF
GM
GF

c

2550.00 ±
122.474 a
2375.00 ±
268.095 e
291.85 ±

GAE μg/mL

GM

2.372 a
4078.80 ±
27.747 e

pH

GF
GM

2.65
2.92

Total fenol

Refluks
1 jam
3 jam
41.60 ±
42.00 ±
1.780 b
1.413 b
41.67. ±

0.248

d

41.53 ±
1.512 d
13100.00 ±
165.831 d
10200.00 ±

Keterangan :
GF : Garcinia forbesii (Kulit manggis merah)
GM : Garcinia mangostana (Kulit manggis mangostana)

Data merupakan nilai rata-rata±SD (n=2), huruf yang sama pada kolom menunjukkan tidak
berbeda nyata pada taraf signifikan 0.05

Perhitungan rendemen dilakukan untuk megetahui efisiensi proses ekstraksi.
Rendemen diperoleh dengan membandingkan berat ekstrak (bk) dengan berat
bahan kering dikali 100%. Rendemen tertinggi yang diperoleh Garcinia forbesii
sebesar 42.00% menggunakan metode refluks 3 jam dan Garcinia mangostana
41.67% menggunakan metode refluks 1 jam, namun nilai tersebut tidak berbeda
nyata dengan nilai rendemen pada masing-masing metode refluks, sehingga untuk
efisiensi waktu dipilih metode refluks 1 jam yang menghasilkan rendemen yang
optimal. Ekstraksi dengan metode maserasi memberikan rendemen yang lebih kecil
dibandingkan dengan refluks. Tingkat polaritas pelarut etanol yang sama dengan
zat aktif dalam kulit manggis juga sangat mempengaruhi jumlah zat aktif yang
terekstrak. Selain itu, menurut Susanti (2008) panas yang digunakan pada metode
refluks dapat menyebabkan degradasi pada dinding sel sehingga memudahkan
senyawa fenol keluar dan terekstrak serta pemanasan juga dapat menginaktivasi
enzim polifenol oksidase sehingga dapat menurunkan kerusakan fenol,
meningkatkan rendemen, dan meningkatkan stabilitas fenolnya. Melalui metode
ekstraksi dengan refluks (metode panas) dapat meningkatkan jumlah rendemen

15
karena suhu panas yang dibutuhkan oleh pelarut etanol 70% untuk mencapai titik
didih yang dapat malarutkan komponen zat aktif yang tidak terekstrak pada metode
maserasi (metode tanpa panas) (Dewandari 20013).
Aktivitas antioksidan merupakan nilai yang menunjukkan kemampuan
senyawa dalam sampel dalam menangkal radikal bebas dan mencegah terjadinya
oksidasi. Nilai aktivitas antioksidan diukur berdasarkan perhitungan dengan standar
asam askorbat. Hasil pengukuran aktivitas antioksidan ekstrak Garcinia forbesii
dengan metode refluks 1 jam dan 3 jam serta maserasi 6 jam dan 24 jam berturutturut adalah 13425(μg/mL), 13100(μg/mL), 2550(μg/mL), dan 5550(μg/mL).
Sementara itu, hasil pengukuran aktivitas antioksidan ekstrak Garcinia mangostana
dengan metode refluks 1 jam dan 3 jam serta maserasi 6 jam dan 24 jam berturutturut adalah 12425(μg/mL), 10200 (μg/mL), 2375(μg/mL), dan 4975(μg/mL). Hal
ini menunjukkan nilai aktivitas antioksidan tertinggi pada Garcinia forbesii serta
Garcinia mangostana diperoleh menggunakan metode refluks 1 jam lebih baik
dibandingkan dengan metode refluks 3 jam maupun maserasi. Hasil aktivitas
antioksidan dengan metode refluks lebih tinggi dibandingkan maserasi karena
dengan refluks (metode panas) dapat meningkatkan jumlah rendemen karena suhu
panas yang dibutuhkan oleh pelarut etanol 70% untuk mencapai titik didih yang
dapat malarutkan komponen zat aktif yang tidak terekstrak pada metode maserasi
(metode tanpa panas) (Dewandari 2013). Selain itu, nilai aktivitas antioksidan pada
metode refluks 3 jam lebih rendah dibandingkan dengan metode refluks 1 jam, hal
ini dapat disebabkan walaupun panas dan pelarut etanol yang digunakan dapat
mengoptimalkan ektraksi senyawa aktif, namun semakin lama waktu dan panas
yang digunakan dalam ekstraksi dapat merusak antioksidan senyawa aktifnya.
Salah satu antioksidan dalam kulit manggis yaitu flavonoid yang merupakan
golongan fenol memiliki sistem konjugasi dapat mudah rusak pada suhu tinggi yang
terlalu lama.
Senyawa fenolik juga memiliki aktivitas antioksidan karena memiliki gugus
hidroksil fenolik yang mempu mereduksi senyawa radikal, namun tidak semua
senyawa yang memiliki nilai aktivitas antioksidan merupakan senyawa fenolik.
Senyawa lain yang memiliki aktivitas antioksidan selain senyawa fenolik, yaitu
vitamin C, vitamin B, protein, dan lainnya. Nilai total fenol menunjukkan seberapa
banyak kandungan senyawa fenolik dalam sampel yang diukur berdasarkan
peritungan dengan standar asam galat. Hasil pengukuran total fenol ekstrak
Garcinia forbesii dengan metode refluks 1 jam dan 3 jam serta maserasi 6 jam dan
24 jam berturut-turut adalah 785.87(μg/mL), 861.41(μg/mL), 291.85(μg/mL), dan
370.65(μg/mL). Hal ini menjukkan bahwa ekstraksi dengan metode refluks 3 jam
memiliki nilai total fe