35 padatan : maltodeksrin yang berbeda yaitu 3 : 15, 3 : 17.5, dan 3 : 20.
Penurunan jumlah antosianin paling tinggi terdapat pada sampel bubuk pewarna dengan proporsi total padatan : maltodeksrin 3 : 20 yaitu dari 147 mg
menjadi 29.51 mg. Penurunan jumlah antosianin paling rendah terdapat pada sampel bubuk pewarna dengan proporsi total padatan : maltodeksrin 3 : 10
yaitu dari 147 mg menjadi 34.93 mg. Jumlah antosianin pada bubuk pewarna tersebut turun 76.24 dari jumlah antosianin awal dalam ekstrak rosela encer
total padatan 3 sebelum evaporasi. Sampel yang mengalami penurunan antosianin paling rendah selama pengeringan dipilih untuk diuji stabilitasnya.
Penurunan jumlah antosianin sebelum dan setelah proses produksi dapat dilihat pada Gambar 20. Secara umum, perbedaan penurunan jumlah antosianin bubuk
pewarna yang dibuat dengan metode tray drying tidak terlalu jauh dengan pewarna yang dibuat dengan metode spray drying. Hal ini terjadi karena
walaupun suhu pengeringan pada tray drying 50 C lebih rendah daripada suhu pengeringan pada spray drying 170 C, ekstrak yang akan dikeringkan
dengan tray dryer dievaporasi terlebih dahulu sehingga antosianin didalam ekstrak sudah mengalami degradasi selama evaporasi.
Gambar 20. Penurunan jumlah antosianin sebelum dan setelah proses
produksi metode tray drying
D. STABILITAS ANTOSIANIN
Uji stabilitas antosianin dilakukan pada bubuk pewarna terpilih, yaitu bubuk pewarna yang mengalami penurunan jumlah antosianin paling rendah
selama pengeringan. Bubuk pewarna dengan proporsi total padatan ekstrak terhadap penambahan maltodekstrin 3 : 10 metode spray drying mengalami
20 40
60 80
100 120
140 160
3 : 15 3 : 17.5
3 : 20 147.00
147.00 147.00
34.93 33.79
29.51
Ju m
lah ant
osi anin
m g
d al
am sam
p e
l
Total padatan ekstrak : Maltodekstrin
Sebelum proses evaporasi Setelah proses evaporasi dan pengeringan
36 penurunan paling rendah selama pengeringan dibandingkan bubuk pewarna
rosela lainnya yang dibuat dengan metode spray drying lainnya yaitu 69.03 . Bubuk pewarna dengan proporsi total padatan ekstrak terhadap penambahan
maltodekstrin 3 : 15 metode tray drying mengalami penurunan paling rendah selama pengeringan dibandingkan bubuk pewarna rosela lainnya yang dibuat
dengan metode tray drying lainnya yaitu 76.91 . Dengan demikian, bubuk pewarna dengan proporsi total padatan ekstrak terhadap penambahan
maltodekstrin 3 : 10 metode spray drying dan bubuk pewarna dengan proporsi total padatan ekstrak terhadap penambahan maltodekstrin 3 : 15
metode tray drying dipilih untuk diuji stabilitasnya. Karakteristik bubuk pewarna terpilih dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5.
Karakteristik bubuk pewarna yang terpilih untuk diuji stabilitasnya Karakteristik
Satuan Bubuk Pewarna
Metode SD Metode TD
kadar air 2.65
10.31 kadar Abu
bk 4.15
2.34 Kelarutan
98.9 99.23
Total Antosianin mgg bk
1.9 0.92
Rendemen 46.13
63.05 Warna
L 75.56
59.21 a
27.37 24.89
b 2.3
3.44 C
27.47 25.13
hue 4.80
7.47 warna
Merah keunguan Merah keunguan
Uji stabilitas dilakukan dengan menyimpan bubuk pewarna pada suhu yang berbeda 35 C, 45 C, dan 50 C. Pada interval waktu tertentu bubuk
pewarna tersebut dianalisis total antosianinnya Lampiran 9-16. Semakin lama total antosianin akan semakin menurun. Penurunan total antosianin bubuk
pewarna rosela dapat dilihat pada Gambar 21.
37 a
c b
d
Gambar 21. Kurva hubungan total antosianin dengan waktu penyimpanan
pada bubuk pewarna rosela pada suhu penyimpanan kontrol atau suhu ruang a, suhu 35 C b, suhu 45 C c, dan suhu
50 C d.
Total antosianin semakin lama akan semakin berkurang karena mengalami degradasi. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi stabilitas
antosianin yaitu pH, cahaya, suhu, konsentrasi, oksigen, pelarut, keberadaan enzim, flavonoid dan ion logam Ovando et al., 2009. Tahap pertama dari
degradasi antosianin adalah pembukaan cincin heterosiklik dan pembentukan chalcone. Dengan meningkatnya suhu, pembentukan chalcone akan meningkat
Jackman dan Smith, 1996. Viguera dan Bridle 1999 mengemukakan bahwa
degradasi antosianin akan berlangsung cepat pada suhu yang lebih tinggi. Pada Gambar 21 terlihat bahwa total antosianin pada sampel yang disimpan di suhu
50 C mengalami penurunan yang lebih banyak dari pada sampel yang disimpan pada suhu lainnya. Hal ini terlihat pada kurva yang semakin curam.
Penurunan total antosianin pada sampel yang dibuat dengan metode spray
0.0 0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2
10 20
30 40
T ot
al A
ntos iani
n m
g g
Waktu Penyimpanan Hari
0.0 0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2
5 10
15 20
T o
ta l A
nto sia
nin m
g g
Waktu Penyimpanan Hari
0.0 0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2
10 20
30 40
T o
ta l A
nto sia
nin m
g g
Waktu Penyimpanan Hari
0.0 0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2
2 4
6
T o
ta l A
nto sia
nin m
g g
Waktu Penyimpanan Hari
Keterangan:
38 drying yang lebih tinggi dari pada metode tray drying dapat disebabkan oleh
proporsi maltodekstrin terhadap antosianin pada metode tray drying lebih tinggi dari pada proporsi maltodekstrin terhadap antosianin pada metode spray
drying sehingga antosianin yang terdapat dalam bubuk pewarna metode tray drying lebih terlindungi dari faktor-faktor yang dapat mempercepat degradasi
antosianin. Pada umumnya degradasi pigmen akibat perlakuan suhu mengikuti
kinetika reaksi ordo satu. Kondisi ini juga ditemui pada pigmen antosianin dalam pulm puree dimana akibat perlakuan suhu yang diberikan, degradasi
perubahan warna mengikuti kinetika reaksi ordo satu Ahmed et al., 2004. Plot antara ln C dengan waktu penyimpanan C= total antosianin memberikan
garis lurus dengan kemiringan slope = -k, sehingga reaksi termasuk ordo satu Arpah, 2001. Nilai konstanta laju reaksi k setiap suhu berbeda, oleh karena
itu nilai k dapat diperoleh dari kemiringan kurva hubungan ln [C] dengan waktu penyimpanan pada setiap suhu penyimpanan yang berbeda. Data
kinetika degradasi antosianin pada suhu 35 C, 45 C, dan 50 C dapat dilihat pada Lampiran 17, 18, dan 19. Pada uji stabilitas antosianin, dilakukan analisis
total antosianin pada sampel yang disimpan pada suhu yang berbeda dengan waktu penyimpanan yang berbeda pula. Dengan membuat kurva hubungan ln
[C] dan waktu penyimpanan, dapat diperoleh nilai k pada suhu tertentu seperti yang dapat dilihat pada Gambar 22, 23, dan 24.
Gambar 22. Kurva kinetika bubuk pewarna rosela dengan suhu penyimpanan
35 C.
y = -0.0095x + 0.1131 R² = 0.9648
y = -0.0026x - 0.3724 R² = 0.9281
-0.6 -0.5
-0.4 -0.3
-0.2 -0.1
0.0 0.1
0.2
10 20
30 40
ln [
C]
Waktu hari
Metode Spray Drying MetodeTray Drying
39
Gambar 23. Kurva kinetika bubuk pewarna rosela dengan suhu penyimpanan
45 C.
Gambar 24. Kurva kinetika bubuk pewarna rosela dengan suhu penyimpanan
50 C. Semakin tinggi suhu, semakin banyak antosianin yang terdegradasi. Hal
ini dapat dilihat pada nilai k yang merupakan kemiringan dari kurva kinetika orde satu. Melalui kurva tersebut dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu
semakin tinggi pula nilai konstanta laju reaksi. Jika suhu dinaikkan, maka jumlah dan energi tumbukan antar molekul bertambah Syukri, 1999. Nilai
konstanta laju reaksi antosianin pada bubuk pewarna yang dibuat dengan metode spray drying lebih besar dari pada bubuk pewarna yang dibuat dengan
metode tray drying TD. Hal ini dapat menunjukkan bahwa bubuk pewarna yang dibuat dengan metode TD lebih stabil.
y = -0.0277x + 0.1445 R² = 0.9633
y = -0.0086x - 0.384 R² = 0.9567 -0.6000
-0.5000 -0.4000
-0.3000 -0.2000
-0.1000 0.0000
0.1000 0.2000
5 10
15 20
ln [
C]
Waktu hari
Metode Spray Drying metode Tray drying
y = -0.1311x + 0.1384 R² = 0.9907 y = -0.0359x - 0.3836 R² = 0.8914
-0.60 -0.50
-0.40 -0.30
-0.20 -0.10
0.00 0.10
0.20
1 2
3 4
5 6
ln [
C]
Waktu hari
Metode Spray Drying Metode Tray Drying
40 Istilah waktu paruh half life sering digunakan sebagai indeks atau
parameter yang menunjukkan stabilitas suatu senyawa. Semakin tinggi waktu paruh berarti komponen tersebut mempunyai stabilitas yang lebih tinggi pula.
Dapat dilihat pada Tabel 6, nilai waktu paruh paling tinggi adalah bubuk pewarna rosela yang yang dibuat dengan metode tray drying dan disimpan
pada suhu 35 C yaitu 346 hari. Hal ini berarti, bubuk pewarna rosela yang yang dibuat dengan metode tray drying dan disimpan pada suhu 35 C lebih
stabil dibandingkan bubuk pewarna rosela lainnya. Waktu paruh degradasi antosianin pada bubuk pewarna rosela metode tray drying pada suhu 35 C
yang diperoleh hampir sama dengan yang dilaporkan oleh Gradinaru et al. 2003 bahwa waktu paruh degradasi antosianin rosela yang dienkapsulasi
dengan pululan pada suhu penyimpanan 40 C aw = 0.33 adalah 320.8 hari.
Tabel 6. Nilai waktu paruh bubuk pewarna rosela
Sampel Konstanta laju
reaksi k T
12
hari Suhu penyimpanan °C
Metode 35
SD 0.009
75 TD
0.002 353
45 SD
0.027 26
TD 0.008
87 50
SD 0.1311
5 TD
0.035 18
Kontrol suhu ruang SD
0.0048 134
TD 0.0027
260 Energi aktivasi menunjukkan sensitifitas nilai konstanta laju reaksi k
terhadap perubahan suhu. Energi aktivasi Ea adalah energi yang diperlukan untuk membuat kompleks teraktivasi Syukri, 1999. Semakin kecil nilai energi
aktivasi, maka nilai k semakin sensitif terhadap perubahan suhu. Energi aktivasi diperoleh dari plot kurva hubungan nilai ln k terhadap 1T suhu
absolute penyimpanan. Kurva tersebut dapat dilihat pada Gambar 25.
41
Gambar 25 . Kurva hubungan ln k dengan 1T
Melalui Gambar 25, dapat dilihat persamaan linear yang menunjukkan nilai slope kemiringan yang merupakan nilai EaR Ea adalah energi aktivasi
sedangkan R adalah kontanta gas ideal. Dengan menggunakan persamaan Arhenius dapat diperoleh energi aktivasi degradasi pigmen antosianin pada
bubuk pewarna Lampiran 20. Nilai EaR model minuman terbesar terdapat pada bubuk pewarna yang dibuat dengan metode tray drying 18153
sedangkan nilai terendah pada bubuk pewarna rosela yang dibuat dengan metode spray drying 16691 dengan nilai koefisien determinasi R
2
sebesar 0.952 dan 0.909. Dengan meningkatnya nilai EaR maka nilai energi aktivasi
juga semakin meningkat. Nilai energi aktivasi degradasi pigmen antosianin pada bubuk pewarna dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Energi aktivasi degradasi antosianin pada bubuk pewarna rosela
Sampel 1T
Slope EaR
Ea KJmol
Ea Kkalmol
Metode Suhu
K Spray Drying
308 0.0032
16691 138.77
33.17 318
0.0031 323
0.0031 Tray Drying
308 0.0032
18153 150.92
36.07 318
0.0031 323
0.0031 Berdasarkan Tabel 7, dapat dilihat bahwa bubuk pewarna rosela yang
dibuat dengan metode tray drying memiliki energi aktivitasi paling tinggi yaitu sebesar 36.07 kkalmol. Energi aktivasi adalah energi minimal yang diperlukan
y = -16691x + 49.332 R² = 0.9097 y = -18153x + 52.61 R² = 0.9524
-7 -6
-5 -4
-3 -2
-1 0.00305
0.0031 0.00315
0.0032 0.00325
0.0033
ln k
1T
Metode Spray Drying Metode Tray Drying
42 agar reaksi dapat terjadi. Semakin rendah energi aktivasi reaksi degradasi
antosianin menandakan bahwa reaksi degradasi antosianin lebih cepat terjadi. Sebaliknya, semakin tinggi energi aktivasi reaksi degradasi antosianin
menandakan antosianin tersebut lebih stabil. Hasil pengujian stabilitas antosianin menunjukkan bahwa bubuk pewarna rosela yang dibuat dengan
metode tray drying lebih stabil dibandingkan bubuk pewarna rosela yang dibuat dengan metode spray drying.Antosianin pada model minuman rosela
memiliki nilai energy aktivasi 84.98 KJmol, lebih rendah dari pada energy aktivasi antosianin pada bubuk rosela metode tray drying 150.92 KJ mol atau
36.07 Kkal mol. Energi aktivasi ekstrak rosela total padatan 20 memiliki energi aktivasi 31.57 Kkalmol. Energi aktivasi antosianin pada ekstrak rosela
tersebut lebih rendah daripada energi aktivasi pada bubuk pewarna. Dengan demikian, dapat diketahui bahwa proses mikroenkapsulasi dapat meningkatkan
stabilitas antosianin pada sediaan pewarna rosela. Antosianin pada model minuman memiliki energi aktivasi Kirca et al. 2007 melaporkan bahwa
energi aktivasi Ea degradasi antosianin pada ekstrak black carrot adalah 62.1 sampai 86.2 KJmol, sedangkan Gradinaru et al. 2003 melaporkan bahwa
energi aktivasi Ea degradasi antosianin pada ekstrak rosela dengan metanol adalah sebesar 14 Kkalmol.
Waktu paruh pada suhu yang lebih rendah dapat juga diprediksi dengan metode Arrhenius. Melalui persamaan garis lurus dari kurva yang
menghubungkan ln k dan dan 1T Gambar 23. Dengan mengetahui nilai k pada suhu tertentu, umur simpan dapat diketahui dengan menggunakan
persamaan ln aL = -kt +ln aL . Prediksi waktu paruh degradasi antosianin
pada produk yang diproduksi dengan metode spray drying pada suhu 15 C, dan 25 C adalah 551 minggu dan 79 minggu, sedangkan waktu paruh
degradasi antosianin pada produk yang diproduksi dengan metode tray drying pada suhu 15 C, dan 25 C adalah 3323 minggu dan 400 minggu. Kirca et al.
2007 melaporkan bahwa waktu paruh ekstrak antosianin black carrot total padatan 64 Brix pada suhu 4 C dan 15 C adalah 215 minggu dan 35.9
minggu. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ersus dan Yurdagel 2007, Waktu paruh degradasi antosianin pada produk mikroenkapsulasi
43 ekstrak black carrot dengan maltodekstrin pada suhu penyimpanan 4 C dan 25
C adalah 107 minggu dan 43 minggu.
E. PENGUKURAN WARNA DENGAN CHROMAMETER
