Nanoenkapsulasi Ekstrak Kelopak Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa) Hasil Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro Sebagai Bahan Antibakteri dan Antioksidan

NANOENKAPSULASI EKSTRAK KELOPAK BUNGA
ROSELLA (Hibiscus sabdariffa) HASIL OPTIMASI
EKSTRAKSI BERBANTU GELOMBANG MIKRO SEBAGAI
BAHAN ANTIBAKTERI DAN ANTIOKSIDAN

IKE SITORESMI MULYO PURBOWATI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Nanoenkapsulasi
Ekstrak Kelopak Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa) Hasil Optimasi Ekstraksi
Berbantu Gelombang Mikro Sebagai Bahan Antibakteri dan Antioksidan adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun 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 disertasi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis
saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Ike Sitoresmi Mulyo Purbowati
NIM F361090201

RINGKASAN
IKE SITORESMI MULYO PURBOWATI. Nanoenkapsulasi Ekstrak Kelopak
Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa) Hasil Optimasi Ekstraksi Berbantu
Gelombang Mikro Sebagai Bahan Antibakteri dan Antioksidan. Dibimbing oleh
KHASWAR SYAMSU, ENDANG WARSIKI dan HERASTUTI SRI RUKMINI.
Rosella adalah tanaman yang digunakan pada pengobatan tradisional karena
mengandung komponen bioaktif seperti polifenolik. Adapun tujuan penelitian ini
adalah: (i) menetapkan jenis pelarut yang sesuai dengan karakteristik senyawasenyawa fenolik bioaktif kelopak bunga rosella, (ii) mengembangkan metode
ekstraksi berbantu gelombang mikro (Microwave Asissted Extraction/MAE) pada
ekstraksi senyawa-senyawa fenolik dari kelopak bunga rosella dan (iii)
mempertahankan stabilitas senyawa-senyawa fenolik dalam rosella melalui
aplikasi teknologi nanoenkapsulasi.
Kegiatan penelitian yang dilakukan dalam pencapaian tujuan terdiri dari 3
tahap, yaitu: (i) melakukan kajian pemilihan pelarut yang memiliki polaritas yang

sesuai dengan komponen bioaktif rosella. (ii) melakukan optimasi konsentrasi
pelarut, daya gelombang mikro dan waktu ekstraksi dalam ektraksi berbantu
gelombang mikro dan karakterisasi ekstrak yang dihasilkan pada kondisi
optimum. (iii) aplikasi teknologi nanoenkapsulasi terhadap ekstrak kelopak bunga
rosella.
Penelitian tahap pertama dilakukan untuk mengevaluasi toksisitas, aktivitas
antibakteri dan antioksidan ekstrak bunga rosella menggunakan tiga macam
pelarut, yaitu etanol 70%, etil asetat dan heksan. Metode kualitatif digunakan
untuk menentukan kandungan fitokimia dalam ekstrak, Brine Shrimp Lethality
untuk uji toksisitas, dan aktivitas antibakteri dilakukan terhadap bakteri
Staphylococcus aureus dan Escherichia coli menggunakan metode difusi cakram.
Aktivitas antioksidan ditentukan menggunakan metode Ferric-Thiocyanate. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa senyawa bioaktif yang terekstrak dari kelopak
bunga rosella adalah flavonoid, senyawa senyawa fenolik, tanin, alkaloid, dan
steroid. Pelarut etanol 70% lebih efektif mengekstrak senyawa-senyawa fenolik,
yaitu sebanyak 19,45 + 0,32 mg/g dibandingkan pelarut etil asetat dan heksan
yaitu sebanyak 7,51 + 0,49 mg/g dan 2,73+ 0,31 mg/g. Ekstrak etanol 70%
bersifat toksik, ditunjukkan dengan nilai LC50 dibawah 1000 ppm, yaitu 510,613
ppm, dibandingkan etil asetat dan heksan yang berturut turut 1241,983, dan
1718,446 ppm. Ekstrak etanol 70% dan etil asetat memiliki aktivitas antibakteri

ditunjukkan dengan nilai zona bening berturut turut sebesar 7,7 + 2,01 mm dan
7,53 + 2,19 mm untuk aktivitas terhadap terhadap S aureus. Zona bening yang
terbentuk melawan pertumbuhan E coli adalah 13,28 + 3,30b mm, 12,35 + 3,13
mm. Ekstrak heksan tidak memiliki aktivitas antibakteri. Aktivitas antioksidan
yang ditunjukkan dengan nilai IC50 ekstrak etanol 70%, etil asetat dan heksan
berturut turut yaitu 439,32; 587,916; 481,392 ppm.
Tahap kedua penelitian adalah ekstraksi senyawa-senyawa fenolik dari
kelopak bunga rosella menggunakan metode ekstaksi berbantu gelombang mikro.
Pada tahap ini digunakan Metode Respon Permukaan dan dikaji pengaruh daya
gelombang mikro, konsentrasi etanol dan waktu ekstraksi terhadap total fenolik
yang dihasilkan dan
kondisi optimum ditentukan sebagai berikut: daya

gelombang mikro 250 W, konsentrasi etanol 78,36% dan waktu ekstraksi 4,91
menit. Perkiraan total fenolik yang dihasilkan pada kondisi optimum tersebut
adalah 24,61 mg/g. Penelitian yang dilakukan untuk pembuktian, dilakukan
sebanyak 4 ulangan dan menghasilkan total fenolik 23.77 + 0.25 mg/g lebih tinggi
dibandingkan menggunakan metode konvensional yaitu 19.84 + 0.46 mg/g. Bila
dibandingkan ekstraksi menggunakan metode konvensional total fenolik,
antosianin, vitamin C dan rendemen dari ekstraksi berbantu gelombang mikro

23.77 + 0.25, 14.80 + 0.08, 10.74 + 0,14 mg/g dan 22.09 + 3.3 % lebih tinggi
dan berbeda nyata pada taraf keyakinan 99% dibandingkan ekstraksi konvensional
dengan nilai berturut turut 19.84 + 0.46, 9,28 + 0.04, 9.99 + 0.16 mg/g and 16,18
+ 1,9%.
Tahap ketiga, ekstrak rosella berbentuk cair, memiliki beberapa kelemahan
yaitu tidak stabil terhadap perubahan lingkungan, fleksibilitas pemanfaatan yang
rendah dan kesulitan pada masalah penanganan bahan dan transportasi. Untuk itu,
salah satu pemecahan masalah adalah dengan membuat nanokapsul ekstrak rosella
dengan bahan enkapsulan β-siklodextrin. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui karakteristik total fenolik, aktivitas antioksidan dan aktivitas
antibakteri nanokapsul. Mengetahui stabilitas ekstrak dan nanokapsul yang
dihasilkan terhadap perubahan pH, suhu dan waktu pemanasan.
Nanokapsul ekstrak rosella memiliki total fenolik 4,53 + 0,26 mg/g,
antosianin 2,99 + 0,18 mg/g, vitamin C 2,77 + 0,04 mg/g dan KA sebesar 5,16 +
0,03%, aktivitas antioksidan 49%, aktivitas antibakteri terhadap E coli dan S
aureus ditunjukkan dengan terbentuknya zona bening disekitar cakram dengan
nilai berturut-turut 3,5 + 0,5 mm, 2,5 + 0,2 mm. Bentuk nanokapsul lebih stabil
terhadap perubahan lingkungan dibandingkan bentuk ekstrak. Uji stabilitas
terhadap pH, bentuk nanokapsul lebih stabil dibandingkan bentuk ekstrak. Hal ini
ditunjukkan dengan slope persamaan regresi linier bentuk nanokapsul untuk total

fenolik, aktivitas antioksidan dan aktivitas antibakteri terhadap E coli dan S
aureus berturut turut: 0,111; 1,307; 0,291; 0,131 lebih kecil dibandingkan bentuk
ekstrak, berturut-turut sebagai berikut: 2,825; 7,634;1,760; 1,636.
Berdasarkan uji stabilitas terhadap suhu dan waktu pemanasan bentuk
nanokapsul lebih stabil dibanding bentuk ekstrak. Hal ini ditunjukkan dengan
slope persamaan regresi linier bentuk nanokapsul untuk total fenolik, aktivitas
antioksidan dan aktivitas antibakteri terhadap E coli dan S aureus berturut turut
sebagai berikut: 1,3315; 0,3162; 0,0439; 0,0333 lebih kecil dibandingkan bentuk
ekstrak, berturut turut sebagai berikut: 1,5864; 0,5389; 0,1783; 0,1728.
Kata kunci: Rosella, fenolik, toksisitas, antioksidan, antibakteri, nanoenkapsulasi

SUMMARY
IKE SITORESMI MULYO PURBOWATI. Nanoencapsulation of Roselle
(Hibiscus sabdariffa) Extract from Optimization of Microwave Assisted
Extraction As Antibacterial and Antioxidant Agent. Supervised by KHASWAR
SYAMSU, ENDANG WARSIKI and HERASTUTI SRI RUKMINI
Roselle has been used as medicine because they contain bioactive
compound such as phenols. The present study was designed to develope
Microwave Asissted Extraction (MAE) on phenolics extraction from roselle calyx
which gave maximum yield, higher antioxidant and antibacterial activity, and

maintain stability of roselle bioactive compounds through the application of
nanoencapsulation technology.
Scope of this research was divided in three stages of experimental activites.
Firstly, investigated of solvent influence on characteristics of toxicity,
antibacterial and antioxidant activities. Secondly, determined the optimum
condition of Microwave Assisted Extraction and characterized the extract on
optimum conditions, and thirdly, aplied of nanoencapsulation technique to
improved the stability roselle extract.
The aims of the first research was to find solvent with the best extract
characteristics of toxicity, antibacterial and antioxidant activity. Qualitative
method was used to determine the phytochemical calyx content, Brine Shrimp
Lethality for toxicity tests. Antibacterial tests were done against Staphylococcus
aureus and Escherichia coli using disc diffusion method. Total antioxidant
activity was determined by the ferric thiocyanate method. The results showed that
bioactive compounds in Roselle calyx were flavonoid, phenolic compounds,
tannin, alkaloid, and steroid. Etanol 70% could extract the phenolics 19.45 + 0.32
mg/g compared with ethyl acetate and hexane, which only could extract the
fenolik compound respectively 7.51 + 0.49 mg/g and 2.73 + 0.31 mg/g. It means
that etanol 70% is more effective than the other solvents. The etanol 70% extract
was found to be potential against brine shrimp with LC50 value below 1000 ppm,

510.613 ppm. On the other hand with ethyl acetate and hexane were respectively
1241.983, and 1718.446 ppm. Etanol 70% and ethyl acetate extract had
antibacterial activity, showed by inhibitory zone 7.7 + 2,01b mm and 7,53 +
2,19bmm for S aureus and 13.28 + 3,30b mm, 12,35 + 3,13b mm against to E coli.
There was no inhibitory zone for crude hexane extract. EC50 value for etanol 70%,
ethyl acetate and hexane were 4393.2; 5879,16 ;4813,92 ppm respectively.
Roselle calyx was an excellent source of phenolic compounds. In this study,
microwave-assisted extraction was employed to extract the phenols from Roselle
calyx. The aims for the second stage were to determined the optimum condition
of microwave assisted extraction, and characterized of the antibacterial and
antioxidant activity extract from optimum condition. For the efficiency of
extraction by using response surface methodology, the effects of microwave
output power, etanol concentration, and extraction time on total phenols yield
were investigated and the optimal conditions were determined as follows:
microwave output power 250 W, etanol concentration 78,36% and extraction time
4.91 min. The estimated values for total fenoliks yield, 24,61 mg/g was obtained
at those conditions. A verification experiment at the optimum condition,

consisting of 4 runs, was performed and the practical yield of 23.77 + 0.25 mg/g
total fenoliks was higher than using conventional method 19.84 + 0.46 mg/g..

Compared with conventional method, total phenolics, antosianin, and vitamin C
and yield of microwave assisted extraction were 23.77 + 0.25, 14.80 + 0.08,
10.74 + 0,14 mg/g and 22.09 + 3.3 % which are higher and significantly different
within 95% confidence level than conventional extraction (19.84 + 0.46, 9,28 +
0.04, 9.99 + 0.16 mg/g and 16,18 + 1,9%, respectively)
The third stage, the extract which was in liquid form, has some
weaknessess, such as unstable in enviroment changes, low flexibility uses and
trouble in material handling and transportation.
For these reasons,
nanoencapsulation technique was an alternative way to prolong the stability of the
roselle extract using β-cyclodextrins as matrix agent. The aims of these research
were characterization of total phenolics, antioxidant and antibacterial activity of
nanoencapsulation and the stability of the extract and nanoencapsulation against
the change of pH, temperature and boiling time.
Nanocapsules of roselle extract was containing phenolics 4,53 + 0,26 mg/g,
antosianin 2,99 + 0,18 mg/g, vitamin C 2,77 + 0,04 mg/g and water content 5,16 +
0,03%, antioxidant activity 49%, antibacterial activity against E coli dan S aureus
showed by clearance zone around the disc, expectively were 3,5 + 0,5 mm, 2,5 +
0,2 mm. Nanocapsules were more resistence against the enviroment changes than
the liquid extract. The stability test against the enviroment changes shows that,

the nanocapsules form are more stable than the extract, showed by the slope of
linier regression of nanocapsules form for phenolics, antioxidant and antibacterial
activity against E coli and S aureus respectively were: 0,111; 1,307; 0,291; 0,131
which were lower than the extract 2,825; 7,634;1,760; 1,636.
Nanocapsules were more resistence against temperature and boiling time
than the liquid extract. The stability test against temperature and boiling time
showed that the nanocapsules form were more stable than the extract, showed
with the slope of linier regression of nanocapsules for phenolics, antioxidant and
antibacterial activity against E coli and S aureus were: 1,3315; 0,3162; 0,0439;
0,0333 which are lower than the extract : 1,5864; 0,5389; 0,1783; 0,1728,
respectively.
Keywords: roselle, antibacterial, antioxidant, toxicity, phenolics

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

NANOENKAPSULASI EKSTRAK KELOPAK BUNGA
ROSELLA (Hibiscus sabdarifa) HASIL OPTIMASI EKSTRAKSI
BERBANTU GELOMBANG MIKRO SEBAGAI BAHAN
ANTIBAKTERI DAN ANTIOKSIDAN

IKE SITORESMI MULYO PURBOWATI

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Penguji pada Ujian Tertutup: Dr Ir Sapta Raharja, MS
Prof Dr Ir Slamet Budiyanto, MS

Penguji pada Ujian Terbuka: Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Prof Dr Ir Fransiska Zakaria, MSc

Judul Disertasi : Nanoenkapsulasi Ekstrak Kelopak Bunga Rosella (Hibiscus
sabdariffa) Hasil Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro
Sebagai Bahan Antibakteri dan Antioksidan
Nama
: Ike Sitoresmi Mulyo Purbowati
NIM
: F361090201

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Khaswar Syamsu, M.Sc
Ketua

Dr Ir Endang Warsiki, MT
Anggota

Prof Dr Ir Herastuti SR, MSi
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Teknologi Industri pertanian

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Machfud, MS

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian:
28 Agustus 2014

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2012 ini
Nanoenkapsulasi ekstrak kelopak bunga rosella (Hibiscus sabdariffa) hasil
optimasi ekstraksi berbantu gelombang mikro sebagai bahan antibakteri dan
antioksidan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Khaswar Syamsu,
MSc, Ibu Dr Ir Endang Warsiki, MT dan Ibu Prof Dr Ir Herastuti Sri Rukmini,
MSi selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran. Di samping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada teman-teman di Lab. Teknologi Pertanian
dan, Lab Riset Terpadu. UNSOED. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada ibu, suami dan anak anak serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih
sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2014
Ike Sitoresmi Mulyo Purbowati

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesa
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
Kebaruan Topik Penelitian
Kerangka Umum Penelitian
Keterkaitan Antar Bab

1
1
3
3
4
4
4
4
4
7

2 TINJAUAN PUSTAKA
Rosella
Senyawa Antimikroba dari Tanaman
Antioksidan
Senyawa Fenolik
Faktor-faktor yang Berpengaruh dalam Proses Ekstrasi
Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro
Response Surface Methodology

8
8
9
10
12
13
15
15

3 METODE
Bahan
Alat
Tahapan Kegiatan Penelitian

17
17
17
17

4 EVALUASI TOKSISITAS, AKTIVITAS ANTIBAKTERI DAN
ANTIOKSIDAN KOMPONEN BIOAKTIF ROSELLA DENGAN VARIASI
JENIS PELARUT
23
Pendahuluan
23
Metode Penelitian
24
Tahapan Penelitian
24
Hasil dan Pembahasan
26
Simpulan dan Saran
31
5 OPTIMASI EKSTRAKSI FENOLIK DARI ROSELLA (Hibiscus sabdariffa)
BERBANTU GELOMBANG MIKRO
32
Pendahuluan
32
Metode Penelitian
33
Tahapan Penelitian
33

Hasil dan Pembahasan
Simpulan dan Saran

33
44

6 STABILITAS EKSTRAK DAN NANOKAPSUL KELOPAK BUNGA
ROSELLA PADA BERBAGAI VARIASI pH, SUHU DAN WAKTU
Pendahuluan
Metode Penelitian
Tahapan Penelitian
Hasil dan Pembahasan
Simpulan dan Saran

45
45
46
47
48
57

7 PEMBAHASAN UMUM

58

8 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

62
62
62

DAFTAR PUSTAKA

63

LAMPIRAN

70

RIWAYAT HIDUP

81

DAFTAR TABEL
1. Nilai KHM Mikroba dari pengujian ekstrak tanaman terhadap
mikroba patogen dan perusak pangan
2. Konstanta dielektrik beberapa pelarut
3. Fitokimia ekstrak kelopak bunga rosella pada berbagai pelarut
4. Uji toksisitas ekstrak kelopak bunga rosella pada berbagai pelarut
5. Aktivitas antibakteri ekstrak kelopak bunga rosella pada berbagai
pelarut
6. Kode dan variabel desain eksperimen
7. Matriks unit desain eksperimen
8. ANOVA
9. Perbandingan aktivitas antibakteri MAE dan konvensional
10. Persentase penyerapan senyawa bioaktif ekstrak pada nanokapsul
yang dihasilkan
11. Pengaruh suhu dan waktu pemanasan terhadap retensi fenolik
rosella pada pH 2

10
14
27
28
29
37
37
38
42
49
54

DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.

Rumusan masalah dan kajian penelitian
Keterkaitan antar bab
Kelopak bunga rosella
Diagram alir penelitian Tahap I
Diagram alir penelitian Tahap II
Diagram alir penelitian Tahap III
Penampakan visual ekstrak pada berbagai pelarut
Aktivitas antioksidan dengan variasi pelarut
Pengaruh konsentrasi etanol terhadap total fenolik yang dihasilkan
Pengaruh waktu ekstraksi terhadap total fenolik yang dihasilkan
Pengaruh daya gelombang mikro terhadap total fenolik yang
dihasilkan
Hubungan antara daya gelombang mikro dan konsentrasi etanol
terhadap total fenolik yang dihasilkan
Perbandingan karakterisasi ekstrak kondisi optimum MAE dan
konvensional
Perbedaan profil suhu pemanasan konvensional (A) dan gelombang
mikro (B)
Perbandingan aktivitas antioksidan ekstrak optimasi MAE dan
konvensional
Karakteristik mikroskopik
Hasil uji TEM nanoenkapsulan rosella yang dihasilkan
Ilustrasi pengisian senyawa bioaktif rosella ke dalam siklodekstrin
Pengaruh variasi pH terhadap total fenolik
Pengaruh perubahan pH terhadap aktivitas antioksidan

6
7
8
18
21
22
26
30
34
35
36
39
40
41
42
43
49
50
50
51

21. Pengaruh perubahan pH terhadap aktivitas aktivitas antibakteri ekstrak
dan nanokapsul terhadap bakteri E coli
22. Pengaruh perubahan pH tehadap aktivitas antibakteri ekstrak dan
nanokapsul terhadap bakteri S aureus
23. Pengaruh suhu pemanasan terhadap total fenolik ekstrak dan
nanokapsul
24. Pengaruh pemanasan terhadap aktivitas antioksidan ekstrak dan
nanokapsul rosella
25. Pengaruh pemanasan terhadap aktivitas antibakteri ekstrak dan
nanokapsul terhadap bakteri E coli
26. Pengaruh pemanasan terhadap aktivitas antibakteri ekstrak dan
nanokapsul bunga rosella terhadap bakteri S aureus

52
52
54
55
56
56

DAFTAR LAMPIRAN
1. Pengaruh jenis pelarut terhadap fitokimia ekstrak
2. Pengaruh jenis pelarut terhadap uji toksisitas
3. Pengaruh jenis pelarut terhadap aktivitas antibakteri dan antioksidan
4. Pengaruh daya gelombang mikro, konsentrasi etanol dan lama
ekstraksi terhadap total fenolik yang dihasilkan
5. Pengaruh metode ekstraksi terhadap jumlah antosianin, vitamin C,
total fenolik dan rendemen yang dihasilkan
6. Pengaruh metode ekstraksi terhadap aktivitas antibakteri
7. Pengaruh metode ekstraksi terhadap aktivitas antioksidan
8. Pengaruh bentuk ekstrak dan nanoenkapsulan terhadap jumlah
antosianin, fenolik dan vitamin C
9. Stabilitas total fenolik terhadap perubahan pH
10. Stabilitas aktivitas antibakteri terhadap perubahan pH

70
71
72
73
75
76
77
78
79
80

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rosella selama ini dikenal sebagai tanaman penghasil serat. Namun seiring
dengan makin maraknya slogan back to nature dikalangan masyarakat, pamor
rosella pun semakin terangkat. Fleksibilitas pemanfaatan rosella saat ini masih
terbatas jika mengingat kandungan senyawa bioaktif pada tanaman yang memiliki
nilai tambah yang tinggi. Hal ini diakibatkan karena bahan baku rosella yang
dimanfaatkan masih dalam bentuk serbuk dan enkapsulasi ekstrak skala mikro
(Selim et al., 2004).
Kandungan bioaktif ini mengakibatkan rosella telah banyak digunakan
sebagai obat tradisional di Asia Tenggara (Tsai et al., 2002), pewarna makanan
(Duang Mal et.al,2004; Selim et.al, 2004; Mardiah, 2010), antioksidan (Yin dan
Chao, 2008; Daramola dan Asunni, 2006), flavouring (Ruangsri et al., 2008),
pengawet (Yin dan Chao, 2008). Saat ini banyak diperoleh produk berbasis rosella
seperti teh, ice cream, sirup, cuka dan jelly. Dibidang kesehatan dan kecantikan,
rosella dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan pasta gigi dan sabun.
Berdasarkan hal tersebut diatas, perlu diupayakan alternatif bentuk enkapsulasi
dalam skala nano, untuk meningkatkan nilai tambah dan mempertahankan
komponen bioaktif seiring dengan manfaat yang ditimbulkannya.
Kelopak bunga rosella merupakan sumber penting dari vitamin, mineral dan
senyawa bioaktif seperti asam organik, fitosterol dan polifenolik, yang beberapa
diantaranya menunjukkan kemampuan sebagai antioksidan. Mourtzinos et al.
(2008) menyatakan bahwa rosella banyak mengandung senyawa fenolik dan
antosianin. Bunga rosella diketahui mengandung saponin, flavonoid dan
polifenolik. Tiap 100 gram kelopak bunga rosella mengandung sekitar 260 – 280
mg vitamin C (Maryani dan Kristiana, 2005). Harborne (1996) menyatakan
bahwa khasiat suatu tanaman berhubungan dengan komponen kimia yang bersifat
aktif yang terdapat pada tumbuhan tersebut, terutama senyawa fitokimia.
Penggolongan senyawa fitokimia berdasarkan struktur kimia yaitu fenolik,
terpenoid, alkaloid, steroid, kuinon, saponin, tanin dan flavonoid. Senyawa
fenolik diduga kuat sebagai senyawa yang berperan penting dalam sifat
antioksidan dan antibakteri yang dimiliki oleh kelopak bunga rosella.
Kelopak bunga rosella sebelum ekstraksi terlebih dahulu dibuat dalam
bentuk bubuk. Pada pembuatan bubuk dilakukan pengecilan ukuran. Senyawa
bioaktif yang dimiliki kelopak bunga rosella diperoleh dengan proses ekstraksi.
Salah satu proses ekstraksi yang sering digunakan adalah ekstraksi menggunakan
pelarut. Metoda ini menempatkan pemilihan pelarut sangat penting dalam
menentukan keberhasilan ekstraksi.
Mengikuti hukum kelarutan like dissolves like, polaritas pelarut harus
mendekati polaritas zat yang diektrak (Tsai et al., 2002). Derajat polaritas suatu
zat ditentukan oleh konstanta dielektriknya. Beberapa penelitian melaporkan
ekstraksi rosella menggunakan air (Mojiminiyi et al., 2007), acidified metanol
(Kao et al., 2009), dan etanol absolut (Tseng et al., 1998), metode ekstraksi
bertingkat menggunakan pelarut heksan, etil asetat dan acidified metanol
(Christian et al., 2006). Beragamnya polaritas senyawa bioaktif tanaman dan

2
pelarut yang digunakan memungkinkan terjadinya perbedaan jumlah dan jenis
serta aktivitas senyawa bioaktif didalamnya. Namun belum ada peneliti yang
melakukan tahap penting pertama dalam menyeleksi pelarut yang efisien dengan
metode ekstraksi tunggal, yaitu dengan mengevaluasi toksisitas, aktivitas
antibakteri dan antioksidan.
Teknik konvensional seperti maserasi, perebusan atau refluxing dapat
digunakan untuk mengekstrak senyawa fenolik. Namun demikian, kelemahan
teknik konvensional ini adalah rusaknya senyawa senyawa fenolik yang
diakibatkan lama waktu ekstraksi (Li et al., 2005). Ekstraksi berbantu gelombang
mikro (Microwave Assisted Extraction; MAE) merupakan alternatif terbaik untuk
menggantikan proses ekstraksi konvensional karena lebih efisien, yaitu waktu
ekstraksi lebih singkat, penggunaan pelarut lebih sedikit, selektivitas tinggi
terhadap molekul target dan kualitas produk lebih baik (Li et al., 2009; Wang et
al., 2010). Sampai saat ini belum ada laporan penelitian penggunaan ekstraksi
berbantu gelombang mikro pada ekstraksi rosella.
Keberhasilan teknik MAE, dipengaruhi beberapa faktor yang patut diduga
saling berkaitan, yaitu daya gelombang mikro, konsentrasi pelarut dan waktu.
Berdasarkan hal itu maka perlu dilakukan optimasi proses guna mendapatkan
kondisi proses ekstraksi terbaik, sehingga tujuan dari proses ekstraksi itu sendiri
dapat dicapai, yaitu rendemen dan aktivitas bahan aktif ekstrak yang tinggi.
Response Surface Methodology (RSM) merupakan perangkat statistik untuk
menganalisa respon dari beberapa variable dan interaksi didalamnya untuk hasil
yang optimal (Zheng et al., 2011). Sampai saat ini belum diketahui adanya
laporan optimasi ekstraksi senyawa-senyawa fenolik dari kelopak bunga rosella
berbantu gelombang mikro.
Bentuk ekstrak rosella yang masih dalam bentuk cair ini memiliki
kelemahan dalam pengunaannya di industri makanan, kesehatan dan kosmetik,
transportasi dan juga umur simpan yang relatif pendek. Untuk itu perlu dilakukan
aplikasi teknologi enkapsulasi skala nano pada ekstrak rosella, agar
pemanfaatannya lebih optimal. Upaya mempertahankan sifat-sifat fungsional
ekstrak rosella perlu dikembangkan melalui teknologi enkapsulasi dalam suatu
enkapsulan pada ukuran skala nano yaitu berkisar antara 0-1000 nm (Carvajal et
al., 2010; Chaudhry et al., 2010). Diharapkan dengan teknik nanoenkapsulasi,
produk pangan akan memberikan beberapa keunggulan diantaranya dalam hal
peningkatan rasa, warna, tekstur, flavor, konsistensi produk, absorpsifitas dan
ketersediaan komponen bioaktif (Yuliani et al., 2006). Sampai saat ini belum ada
laporan mengenai nanoenkapsulasi ekstrak rosella.
Pemilihan bahan enkapsulan untuk mendapatkan ukuran nano sangat
menentukan keberhasilan nanoenkapsulasi, selain itu enkapsulan harus food grade
dan GRAS (Generally Recognized As Safe). Beberapa senyawa dapat digunakan
sebagai material penahan seperti pati, gum arab, methylselulosa, gelatin, whey
protein, sirup gula, β siklodextrin, disakarida, pullulan dan sodium caseinat.
Diantara bahan enkapsulan yang memenuhi kriteria tersebut terpilihβ siklodextrin
(Wandrey et al., 2010; Naufalin & Rukmini, 2013). Pengaruh bahan enkapsulan
adalah spesifik, tergantung pada karakteristik inti yang dilindungi. Untuk itu perlu
dikaji kesesuaian antara material inti dengan material penahan, termasuk
memastikan kestabilan bahan bioaktif rosella yang terkandung didalamnya.

3
Perumusan Masalah
Penggembangan metode ekstraksi bahan bioaktif yang berasal dari tanaman,
menempatkan pemilihan pelarut menjadi langkah pertama yang penting.
Penggunaan jenis pelarut yang memiliki polaritas yang sesuai dengan komponen
bioaktif rosella dan metode ekstraksi yang akan dikembangkan, memberikan
peluang tercapainya tujuan dari proses ekstraksi itu sendiri, yaitu rendemen yang
tinggi dan menjaga bahan bioaktif dari kerusakan.
Microwave Assisted Extraction (MAE) atau ekstraksi berbantu gelombang
mikro merupakan alternatif metode ekstraksi terbaik karena lebih efisien.
Beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan metode ekstraksi ini
diantaranya adalah daya gelombang mikro, waktu ekstraksi dan konsentrasi
pelarut yang digunakan. Adanya beberapa variabel penentu ini mengakibatkan
perlu dilakukannya optimasi proses ekstraksi agar ekstrak yang dihasilkan tinggi
dan kerusakan bahan bioaktif dapat ditekan menjadi seminimal mungkin.
Ekstrak yang dihasilkan sangat mudah dipengaruhi faktor-faktor lingkungan,
oleh karena itu perlu dilakukan upaya untuk menjaga kestabilan ekstrak dengan
cara nanoenkapsulasi. Nanokapsul yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh bahan
pelapis yang digunakan. Bahan nanoenkapsulan diyakini sangat spesifik dan unik
dalam memberikan proteksi terhadap inti. Adapun permasalahan tersebut dapat
diuraikan dalam pertanyaan-pertanyaan sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh jenis pelarut terhadap fitokimia, sifat toksisitas, aktivitas
antibakteri dan antioksidan ekstrak kelopak bunga rosella yang dihasilkan.
2. Bagaimana kondisi optimum ektraksi senyawa senyawa fenolik meng-gunakan
metode ekstraksi berbantu gelombang mikro mengunakan Response surface
methodology, melalui analisa rendemen total fenolik, aktivitas antibakteri dan
antioksidan.
3. Bagaimana pengaruh perubahan pH, suhu dan lama pemanasan terhadap
aktivitas antibakteri dan antioksidan ekstrak dan nanokapsul yang dihasilkan.

Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian ini adalah: Pengembangan teknologi pengolahan
kelopak bunga rosella melalui optimasi ekstraksi berbantu gelombang mikro dan
nanoenkapsulasi ekstrak yang dihasilkan sebagai bahan antibakteri dan
antioksidan. Tujuan umum ini dicapai melalui serangkaian penelitian dengan
tujuan-tujuan khusus sebagai berikut:
1. Mendapatkan jenis pelarut yang tepat melalui analisa terhadap karakteristik
fitokimia, toksisitas, aktivitas antibakteri dan antioksidan ekstrak kelopak
bunga rosella yang dihasilkan.
2. Mendapatkan kondisi optimum ekstraksi senyawa-senyawa fenolik berbantu
gelombang mikro melalui analisa rendemen total fenolik, aktivitas antioksidan
dan antibakteri.
3. Mempertahankan stabilitas ekstrak kelopak bunga rosella terhadap perubahan
pH, suhu dan lama pemanasan melalui nanoenkapsulasi.

4
Hipotesa
Hipotesa yang dibangun untuk mencapai tujuan penelitian adalah sebagai
berikut:
1. Pelarut yang tepat akan menghasilkan rendemen, aktivitas antioksidan dan
antibakteri tinggi.
2. Ekstraksi berbantu gelombang mikro menggunakan pelarut yang tepat pada
kondisi optimum (konsentrasi pelarut, daya gelombang mikro dan waktu
ekstraksi) akan menghasilkan ekstrak dengan kandungan total fenolik
maksimum.
2 Nanoenkapsulasi mampu mempertahankan stabilitas senyawa senyawa fenolik
ekstrak kelopak bunga rosella terhadap perubahan pH, suhu dan lama.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian adalah memberikan kontribusi dalam pengembangan
teknologi pengolahan kelopak bunga rosella untuk mendapatkan rendemen yang
lebih tinggi dan stabilitas produk yang lebih baik. Dengan demikian efisiensi
proses dan fleksibilitas pemanfaatan produk dapat ditingkatkan sekaligus
menjamin kestabilan produk selama transportasi dan penyimpanan.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup peneltian dalam pencapaian tujuan adalah sebagai berikut:
1. Kelopak bunga rosella (Hibiscus sabdariffa) yang digunakan adalah kelopak
bunga rosella merah.
2. Pelarut yang dicobakan adalah pelarut nonpolar (heksan), semipolar (etil asetat)
dan polar (etanol 70%).
3. Peralatan gelombang mikro (microwave) yang digunakan adalah tipe tertutup
spesifikasi merk Electrolux EMM 2007 X, 220 V , maksimum 800 W, Total
1250 W.
4. Nanoenkapsulan yang digunakan adalah β siklodekstrin.
Kebaruan Topik Penelitian
1. Penerapan dan
optimasi ekstraksi berbantu gelombang mikro untuk
mengekstrak komponen bioaktif kelopak bunga rosella.
2. Aplikasi teknologi nanoenkapsulasi dalam mempertahankan kestabilan komponen bioaktif ekstrak kelopak bunga rosella.
Kerangka Umum Penelitian
Penelitian dilakukan secara berurutan dan terstruktur, dengan cara proses
berpikir sepeti terlihat pada Gambar 1. Pada tahap awal, peneliti melakukan
investigasi mengenai komponen bioaktif rosella yang memberikan pengaruh
sebagai antioksidan dan antibakteri, dan metode ekstraksi yang biasa digunakan.
Tahap ini menghasilkan informasi adanya permasalahan dalam mempertemukan
antara karakteristik bahan bioaktif yang terkandung dalam rosella dan metode

5
ekstraksi terpilih yaitu ekstraksi berbantu gelombang mikro (Microwave Asissted
Extraction/MAE).
Berikutnya, dilakukan kajian mengenai beberapa alternatif yang
dimunculkan. Pemilihan metode MAE menimbulkan persoalan mengenai pelarut
yang cocok digunakan. Pelarut yang digunakan harus sesuai dengan metode
ekstraksi yang akan digunakan dan memiliki polaritas yang sama dengan
kandungan bahan bioaktif rosella, sebagai target yang akan diekstrak. Hasil tahap
ini penting untuk tahap beikutnya, yaitu optimasi ekstraksi berbantu gelombang
mikro.
Seperti proses ekstraksi lainnya, MAE dipengaruhi banyak faktor. Jumlah
pelarut, ukuran partikel, suhu, waktu dan pH. Kajian penelitian ini menempatkan
faktor daya gelombang mikro, pelarut (konsentrasi pelarut terpilih) dan waktu
sebagai faktor yang sangat mempengaruhi keberhasilan teknik MAE yang akan
digunakan. Berdasarkan hal tersebut maka dirasakan perlu satu kajian untuk
melakukan optimasi ekstraksi berbantu gelombang mikro serta karakterisasi
ekstrak yang dihasilkan.
Mengingat komponen bioaktif rosella sangat
dipengaruhi faktor-faktor eksternal.
Tahap ketiga kegiatan penelitian diaplikasikan untuk mempertahankan
kestabilan ekstrak yang dihasilkan melalui teknik nanoenkapsulasi. Pemilihan
bahan enkapsulan harus sesuai dengan karakteristik bahan bioaktif yang akan
dilindungi, karena masing masing bahan enkapsulan akan memberi proteksi yang
spesifik.

6

KELOPAK BUNGA
ROSELLA
 Potensi kandungan
senyawa bioaktif
 Jumlah sedikit
namun memiliki
added value tinggi

KONDISI

PERMASALAHAN

MAE:
Banyaknya variabel
yang mempengaruhi

Reaktif

NANOENKAPSULASI
ALTERNATIF
PEMECAHAN
MASALAH

METODE
EKSTRASI
 maserasi, sokletasi,
perkolasi .
 Tidak ekonomis

OPTIMASI
EKSTRAKSI

 daya
 Konsentrasi Pelarut
 Waktu

Jenis
Pelarut

KESENJANGAN
INFORMASI

Pengaruh
aplikasi
nanoenkapsulasi
terhadap
ciri
fisik, kimia dan
stabilitas
nanoenkapsulan
yang dihasilkan

Pengaruh kondisi
optimasi terhadap
aktivitas
antioksidan dan
antibakteri, serta
stabilitas ekstrak

Pengaruh
jenis
pelarut
terhadap
toksisitas,
aktivitas antibakteri
dan
antioksidan
ekstrak rosella

RENCANA
KAJIAN

Aplikasi
teknologi
nanoenkapsulasi

optimasi dan
karakterisasi

pemilihan
pelarut

Gambar 1 Rumusan masalah dan kajian penelitian

7
Keterkaitan Antar Bab
Untuk memudahkan, berikut ini dikemukan keterkaitan antar bab seperti
Gambar 2. Hal penting yang perlu dicermati dalam memahami karya tulis ini
adalah bahwa tiga tahapan penelitian yang dilakukan merupakan satu kesatuan
utuh dan berurutan dengan pemahaman kegiatan penelitian pertama (Bab 4)
adalah dasar dilakukannya kegiatan penelitian kedua (Bab 5). Selesainya bab 5,
adalah dasar dilakukannya kegiatan penelitian ketiga (Bab 6). Pembahasan
kolaborasi ketiganya dilakukan dalam pembahasan umum yan dilanjutkan dengan
kesimpulan dan saran umum, sebagai jawaban atas tujuan besar penelitian seperti
yang disampaikan dalam Bab 1.
1 Pendahuluan
Latar belakang, perumusan masalah, tujuan, ruang lingkup,
manfaat, kerangka pikir dan keterkaitan antar bab

2 Tinjauan Pustaka
Telaah mengenai Rosella, senyawa antimikroba, antioksidan,

3 Metode
Bahan, alat tahapan kegiatan penelitian, pengukuran total fenolik,
antosianin, vitamin C, aktivitas antioksidan dan antibakteri

6
Stabilitas ekstrak dan
nanoenkapsulan
kelopak
bunga
rosella pada berbagai
variasi suhu dan pH

5
Optimasi ekstraksi
fenolik dari rosella
berbantu
gelombang mikro

4
Evaluasi toksisitas,
aktivitas antibakteri
dan
antioksidan
komponen bioaktif
rosella dengan variasi
pelarut

7 Pembahasan Umum

8 Simpulan dan Saran

Gambar 2 Keterkaitan antar bab

8

2 TINJAUAN PUSTAKA
Rosella
Morfologi
Rosella yang mempunyai nama ilmiah Hibiscus sabdarifa linn merupakan
anggota famili Malvaceae. Rosella dapat tumbuh baik di daerah beriklim tropis
dan sub tropis. Tanaman ini mempunyai habitat asli di daerah terbentang dari
India hingga Malaysia. Saat ini rosella telah tersebar luas di seluruh daerah tropis
maupun sub trobis. Rosella memiliki nama berbeda-beda di setiap negara.
Dikenal sebagai karkadah di Mesir, Krachiap Daeng di Thailand dan Chukair di
Bangladesh.Rosella merupakan herba tahunan yang bisa mencapai ketinggian 0,5
– 3 meter. Batangnya bulat, tegak, berkayu dan berwarna merah. Daunnya
tunggal, berbentuk bulat telur, pertulangannya menjari, ujung tumpul namun
bergerigi, pangkal berlekuk, panjang daun 6-15 cm dan lebarnya 5-8 cm, tangkai
daun bulat berwarna hijau. Bunga rosella yang keluar dari ketiak daun merupakan
bunga tunggal artinya pada setiap tangkai hanya terdapat satu bunga. Bunga itu
mempunyai 8-11 helai kelopak yang berbulu, panjangnya 1 cm, pangkalnya saling
berlekatan dan berwarna merah (Gambar 2). Bagian inilah yang sering
dimanfaatkan sebagai bahan makanan dan minuman (Maryani dan Kristiana,
2005).

Gambar 3 Kelopak bunga rosella
Senyawa kimia kelopak rosella
Kandungan penting yang terdapat dalam kelopak bunga rosella adalah
pigmen antosianin yang membentuk flavonoid yang berperan sebagai antioksidan.
Flavonoid rosella terdiri dari flavonols dan pigmen antosianin. Mourtzinos et al.
(2008) menyatakan bahwa kelopak bunga mengandung senyawa fenolik dan
antosianin. Antosianin merupakan sumber antioksidan alami. Pigmen antosianin
ini membentuk warna ungu kemerahan menarik dikelopak rosella. Antosianin
diyakini sebagai antioksidan yang diyakini dapat menyembuhkan berbagai
penyakit degeneratif (Mardiah, 2010).

9
Azza et al.(2007) menyatakan bahwa kandungan fisikokimia kelopak bunga
rosella, yaitu kadar air 12,81%, protein 7,51%, lemak 0,46%, serat 11,17% dan
abu 11,24%. Rosella mengandung mineral K,P, Na Ca, Mg, Fe, Zn, Cu dan Mn,
asam askorbat (140.13 mg/100g), total antosianin (622,91mg/100g) dan total
fenolik (37.42 mg/g bk).
Senyawa Antimikroba dari Tanaman
Penelitian mengenai aktivitas antimikroba dari golongan fenolik tanaman
telah banyak dilakukan, diantaranya oleh Haraguchi et al. (1998), yang
menyatakan bahwa senyawa fenolik tanaman terbukti memiliki aktivitas
antibakteri, yang dapat menghambat pertubuhan bakteri gram positif seperti
Staphylococcus sp, dan Basillus sp ataupun terhadap bakteri gram positif seperti
Pseudomonas sp dan kelompok koliform. Rostinawati (2009) menyatakan bahwa
Konsentrasi Hambat Minimum (KHM) tanaman uji bunga Rosella (Hibiscus
sabdariffa L.) sebesar 0,20 g/ml terhadap Eschericia coli, Salmonella typhy dan
Staphylococcus aureus. Nilai kesetaraan 1 mg aktivitas ekstrak etanol bunga rosella
(Hisbiscus sabdariffa L.) terhadap tetrasiklin hidroklorida sebesar 0,000044 mg,
untukE. coli; 0,000221 mg untuk S. typhy dan 0,000056 mg untuk S.aureus.
Samsumaharto dan Sari (2010) menyimpulkan bahwa ekstrak etil asetat rosella
mempunyai daya bunuh terbesar pada konsentrasi 25% (b/v).
Mekanisme penghambatan dan kerusakan mikroba oleh senyawa
antimikroba berbeda-beda. Penghambatan mikroba oleh senyawa antimikroba
secara umum disebabkan oleh: (i) gangguan pada komponen penyusun sel,
terutama komponen penyusun dinding sel; (ii) reaksi dengan membran sel yang
dapat mengakibatkan perubahan permeabilitas dan kehilangan komponen
penyusun sel; (iii) penghambatan terhadap sintesis protein dan (iv) gangguan
fungsi material genetik (Davidson, 2001). Menurut Kanazawa et al. (1995)
terjadinya proses tersebut disebabkan oleh adanya pelekatan senyawa antimikroba
pada permukaan sel mikroba atau senyawa tersebut berdifusi ke dalam sel.
Naufalin et al. (2005) menyatakan bahwa mekanisme kerja ekstrak etil asetat
bunga kecombrang adalah merusak dinding sel bakteri dan selanjutnya merusak
membran sitoplasma dan menghambat proses pembelahan sel yang ditunjukkan
dengan terbentuknya sekat.
Kemampuan senyawa antimikroba dalam menghambat pertumbuhan bakteri
dipengaruhi oleh kestabilannya terhadap protein, lipid, garam dan tingkat
keasaman (pH) dalam medium pertumbuhan (Nychas dan Tassou, 2000). Tingkat
keasaman merupakan faktor yang sangat mempengaruhi efektivitas senyawa
antimikroba. Sebagian besar senyawa antimikroba pangan merupakan asam-asam
lemah yang efektif dalam bentuk tidak terdisosiasi karena dalam bentuk ini
senyawa antimikroba dapat masuk dalam membran sitoplasma mikroorganisme
(Davidson, 2001). Penurunan pH sitoplasma akan mempengaruhi protein
struktural sel, enzim-enzim, asam nukleat dan fosfolippid membran.
Suhu dan waktu pemanasan juga mempengaruhi stabilitas senyawa
antimikroba. Senyawa antimikroba yang bersifat volatil akan menguap dan hilang
jika dipanaskan (Branen, 1993). Ewald et al. (1999) melaporkan bahwa aktivitas
antibakteri kuersetin dan kaemferol dari golongan flavonoid menurun sebesar
48% dan 68% dengan adanya pemanasan pada suhu 60oC selama 2 jam.Ekstrak
daun H sabdariffa L terbukti memiliki sifat antimikroba melalui penelitian lebih

10
Tabel 1 Nilai KHM Mikroba dari pengujian ekstrak tanaman terhadap
mikroba patogen dan perusak pangan
Sumber ekstrak
Ekstrak jahe
Ekstrak daun
beluntas
Ekstrak daun salam
Ekstrak kulit kayu
sikam
Ekstrak bunga
kecombrang

Mikroba
V. cholera
E.colli dan S.typhi
B.subtillis
S.typhi
P.fluorosence
B.cereus
E.colli
B. cereus
P aeruginosa
A hidrophila

Nilai KHM
5 mg/ml
10 mg/ml
24 mg/ml
31,9 mg/g
6,6 mg/g
39,7 mg/g
50 ul/ml
3 mg/ml

Pustaka
Radiati (2002)
Ardiansyah et al.
(2003)
Nuraida dan
Dewanti (2001)
Saragih et al.
(2003)
Naufalin (2005)

dari 40 tahun. Penelitian tentang hal ini pertama kali dilakukan oleh Sharaf et al.
(1960) yang menemukan bahwa ekstrak daun rosella menggunakan pelarut air
dapat menghambat pertumbuhan Pasteurella, Pseudomonas, Proteus and
Streptococcus. Kemudian, Oboh et al. (2004) mempelajari pengaruh dari ekstrak
rosella menggunakan pelarut air untuk menghambat pertumbuhan P. aeruginosa,
Lactobacillus sp., Bacillus sp., danCorynebacterium sp. Kesimpulannya, ekstrak
rosella tersebut mampu menghambat seluruh bakteri yang ada. Lactobacillus sp.
adalah bakteri dengan zona bening penghambatan yang terluas.
Mikroba yang dapat digunakan untuk menguji aktivitas antimikroba pada
aplikasinya dibidang pangan meliputi bakteri, kapang dan kamir. Mikroba tersebut
ada yang dapat digolongkan dalam mikroba patogen atau perusak yang dapat
dihambat pertumbuhannya dengan antimikroba dari rempah-rempah. Kepekaan
mikroba berbeda-beda tergantung komponen aktif yang terdapat pada tanaman.
Nilai Konsentrasi Hambat Minimum (KHM) mikroba dari pengujian ekstrak
tanaman terhadap mikroba patogen dan perusak pangan disajikan pada Tabel 1.
Mikroba perusak pangan dan patogen yang digunakan dalam penelitian ini adalah
dari jenis bakteri gram positif yaitu Staphylococcus aerus, dan bakteri gram
negatif yaitu Eschericia coli.
Antioksidan
Menurut Othman et al. (2007) komponen-komponen antioksidan adalah
mikrokonstituen dalam bahan pangan yang dapat menghambat oksidasi lipid
dengan penghambatan pada rantai reaksi oksidasi tahap inisiasi atau propagasi dan
juga dilibatkan dalam penghambatan radikal bebas. Makanan seperti buahbuahan, sayuran dan biji-bijian dilaporkan mengandung berbagai macam
komponen antioksidan. Secara umum senyawa antioksidan diartikan sebagai zat
yang mampu mencegah atau memperlambat oksidasi (Schuler, 1990). Menurut
Kochar dan Rossel (1990) antioksidan adalah zat yang dapat menunda atau
mencegah terjadinya reaksi autooksidasi radikal bebas dalam oksidasi lipid.
Antioksidan sangat penting dalam usaha untuk menghambat reaksi oksidasi yang
menghasilkan radikal bebas dan turunannya. Reaksi oksidasi berlangsung dalam
tiga tahap, yaitu:

11
Inisiasi
:
RH
→R* + H*
Propagasi
:
R* + O2→ROO*
ROO* + RH
→ROOH + R*
Terminasi
:
*
*
ROO + ROO →ROOR + O2
ROO* + R*→ROOR
R* + R* →RR
Radikal bebas merupakan suatu atom atau molekul yang mempunyai satu
elektron atau lebih yang tidak berpasangan. Secara teoritis, radikal bebas dapat
terbentuk bila terjadi pemisahan ikatan kovalen (Muhilal, 1991). Tahap inisiasi
merupakan tahap pembentukan radikal bebas lemak bila hidrogen (sebenarnya
sebuah proton) meninggalkan karbon α-metilena pada gugus asam lemak tak
jenuh dari molekul lemak (RH). Hasil reaksi inisiasi berupa radikal bebas (R*)
yang sangat peka terhadap serangan oksigen atmosfer dan membentuk radikal
peroksi tak stabil (ROO*). Radikal peroksi tak stabil berperan sebagai inisiator
dan pemacu kuat oksidasi selanjutnya. Pada proses selanjutnya, pemecahan
oksidatif lemak dan minyak menjadi proses yang dipacu oleh dirinya sendiri
(autokatalitik) atau autooksidatif. Reaksi berantai antara peroksi radikal (ROO*)
dengan lemak (RH) menghasilkan hidroperoksida (ROOH) dan radikal
hidrokarbon (R*) baru. Radikal baru ini kemudian berperan dalam reaksi berantai
karena bereaksi dengan molekul oksigen lain. Hidroperoksida ini kemudian dapat
mengalami pemecahan menjadi senyawa organik yang lebih kecil, seperti:
aldehid, malonaldehid, keton, dan asam yang memberikan bau dan cita rasa tak
enak yang dikenal dengan ketengikan. Bila dua radikal bergabung maka terjadi
terminasi. Jika tidak ada lagi radikal yang tersedia untuk reaksi lebih lanjut
dengan oksigen, tentu saja diperlukan reaksi inisiasi yang baru apabila oksidasi
akan terus berlangsung (Tranggono et al., 1989).
Penghambatan oksidasi oleh antioksidan dapat dilakukan secara primer dan
sekunder. Penghambatan secara primer terjadi apabila antioksidan memutus
reaksi berantai (chain breaking) pembentukan rantai oksidasi. Penghambatan
sekunder terjadi apabila antioksidan mengubah radikal lipid ke bentuk yang lebih
stabil, mendeaktifkan ion logam yang merupakan prooksidan, menangkap
oksigen, dan mengikat oksigen bebas.
Senyawa yang berperan sebagai antioksidan primer adalah fenolik. Radikal
yang terbentuk dari reaksi fenolik dengan radikal lipid distabilkan melalui
delokalisasi elektron yang tidak berpasangan di sekeliling cincin aromatik.
Stabilitas radikal fenoksil mengurangi kecepatan propagasi pada reaksi
autooksidasi karena reaksi ini berjalan lebih lambat dibanding reaksi propagasi
tanpa adanya antioksidan. Pengaruh konsentrasi antioksidan pada kecepatan
autooksidasi tergantung pada beberapa faktor, antara lain: struktur antioksidan,
kondisi oksidasi dan sampel yang teroksidasi (Gordon, 1990).
Antioksidan digolongkan menjadi dua jenis berdasarkan sumbernya, yaitu
antioksidan sintetis dan alami. Antioksidan sintetis merupakan antioksidan yang
dihasilkan dari sintesis bahan-bahan kimia. Antioksida jenis ini sangat efektif
namun berefek kurang baik pada kesehatan. Penggunaan antioksidan alami yaitu

12
antioksidan yang berasal dari hasil ekstraksi bahan alami pada industri pangan
dirasa lebih aman bagi kesehatan.
Lestari et al. (2005) melaporkan bahwa pada buah duwet masak (ungu)
kemampuan menurunkan oksidasi asam linoleat hampir setara dengan BHT (Butyl
Hidroxy Toluene) sebagai antioksidan sintetis. Suratmo (2005) mengkaji tentang
aktivitas antioksidan daun sirih merah yang diekstraksi secara bertingkat dengan
pelarut yang berbeda tingkat polaritasnya. Ekstrak menggunakan pelarut etanol
memiliki aktivitas antioksidan paling tinggi dibandingkan ekstrak menggunakan
etil asetat dan heksana. Molyneux (2004) menyatakan bahwa secara spesifik suatu
senyawa sering dikatakan sebagai antioksidan sangat kuat jika nilai IC50 kurang
dari 50 ppm (IC50< 50 ppm), kuat (50 ppm< IC50< 100 ppm), sedang (100 ppm<
IC50