KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE.
KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan
Oleh :
IMAM PAMBUDI
H 0911031
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan
Oleh :
IMAM PAMBUDI
H 0911031
Pembimbing Utama
: Lia Umi Khasanah, S.T., M.T.
Pembimbing Pendamping : Ir.Kawiji, M.P.
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ii
KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
Yang dipersiapkan dan disusun oleh
IMAM PAMBUDI
H 0911031
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
pada tanggal: 13 Januari 2016
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Dewan Penguji
Ketua
Anggota I
LLia Umi Khasanah, S.T.,M.T.
NIP. 19800731 2008012012
Ir. Kawiji, M.P.
NIP. 196112141986011001
Anggota II
Rohula Utami, S.TP., M.P.
NIP. 198103062008012008
Surakarta, 10 Januari 2016
Mengetahui
Dekan
Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S
NIP. 195602251986011001
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa. Karena
kasih-Nya yang besar, penulis dapat menyelasaikan skripsi dengan judul
“Karakteristik Fisik Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis
(Cinnamomum burmanii) Dengan Bahan Penyalut Maltodekstrin dan Whey
Protein Isolate”.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh
mahasiswa untuk mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S-1) pada program studi
Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk
itu tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S selaku Dekan Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si selaku Kepala Program Studi Ilmu dan
Teknologi Pangan.
3. Kedua orang tua penulis Ibu Sularsi, S.Pd. dan Bapak Sutardi Indro yang
selalu menyelipkan nama penulis dalam do’a nya, Ibu dan Bapak terima kasih
atas kasih sayang dan nasihatnya. Maaf tidak bisa lulus tepat waktu, namun
ananda yakin lulus di waktu yang tepat. Alhamdulillah sangat bersyukur bisa
mempunyai orang tua seperti ibu dan bapak, yang memberikan kebebasan
dengan tanggung jawab. Semoga ibu dan bapak diberi umur panjang untuk
menikmati kesuksesan ananda. Amiin
4. Kedua adik penulis tersayang Khoirul Nisa dan Muchammad Zaelani, terima
kasih atas support, doa dan semoga kalian lebih sukses dari Mas Imam, terima
kasih juga buat simbah yang telah membantu memetik daun kayu manis dan
doa restu pastinya. hehe
5. Lia Umi Khasanah, S.T.,M.T. selaku Pembimbing Utama Skripsi, yang telah
mengajak penulis untuk melaksanakan penelitian bersama. Terima kasih atas
bimbingan, kesabaran, nasihat, dukungan moril maupun materiil serta menjadi
iv
teman diskusi yang baik. Maaf atas kebandelan selama ini. Sukses terus buat
ibu.
6. Ir. Kawiji, M.P. selaku Pembimbing Pendamping Skripsi, yang selalu
membimbing, memberi masukan dan nasihat kepada penulis sehingga skripsi
ini dapat terselesaikan dengan baik.
7. Rohula Utami,S.TP.,M.P. selaku Dosen Penguji Skripsi dan Pembimbing
Akademik,
yang telah membimbing dan memberi saran untuk perbaikan
penulisan skripsi. Terima kasih atas bimbingannya selama penulis menempuh
pendidikan. Sukses selalu buat ibu.
8. Bapak Teguh, Ibu Nengah, Mas Marso dan tim B2POPT Tawangmangu yang
telah membantu dalam proses penyulingan minyak atsiri
9. Bapak Bambang dan tim Laboratorium Fakultas Farmasi UGM yang telah
membantu dalam proses spray drying. Pak Rahmat Laboran FTP UGM.
Terima kasih atas bantuan bapak-bapak selama penelitian.
10. Sri Liswardani, S.P., Mbak Dinda terutama, dan Pak Slamet selaku laboran
Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan UNS yang selalu membantu selama
penulis melakukan penelitian, serta Pak Giyo dan Pak Joko selaku Staff
Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan UNS. Terima kasih banyak atas segala
bantuan bagi penulis.
11. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas
Sebelas Maret Surakarta atas segala ilmu yang sudah diberikan selama masa
studi dan segala bantuan yang diberikan kepada penulis.
12. Lolly nya Kanda, Irena Fitrianingsih, terima kasih atas support, bantuan, doa,
dan semua-semuanya. Semoga ga bosen yak ngoyak-ngoyak untuk
menyelesaikan skripsi ini dan semoga bisa menjadi motivasi selama-lamanya.
Akhirnya bisa jawab kapan wisuda hehe. Insha Allah
13. Keluarga besar kedua orang tua yang telah memberikan doa dan semangat,
Nenek, Kakek, Eyang Uti, Eyang Kakung, semua Om dan Tante, serta seluruh
sepupu. Semoga menjadi pemacu semangat sepupu lain untuk segera
menyelesaikan sekolah setinggi-tingginya.
v
14. Partner skripsi tim minyak atsiri Ratih, Daniel, Raka, Wildan, Noreka, Zesa,
Mbak Tri, Ratri, Dwi, Sofi, Riani dan Firli. Terima kasih atas bantuan dan
kerjasamanya. Sukses buat kalian semua.
15. Keluarga besar ITP 2011 yang setiap anggotanya telah meninggalkan kesan
berarti bagi penulis. Terima kasih atas segalanya, tiada kata-kata yang cukup
menggambarkan betapa bersyukurnya penulis mengenal kalian satu per satu.
Terima kasih atas segala perhatian yang telah penulis rasakan. Semoga selalu
didekatkan, saling mendoakan, and see you on top!
16. Sahabat abstrak penulis yang sering berkelakuan minus, Teman Kencan!
Terima kasih untuk kenangan selama 4 tahun menjadi mahasiswa. Salam
kecup peluk teruntuk Tabita, Intan Fasola, Bertha, Desy, Keke, Daniel, Abel
dan Raka. Yuk ngedate!
17. Geng KKN, Kecamatan Tulakan Eka, Widya, Usman, Ricky, Fathur, Ikhwan,
Ridwan, Ciko, Anis, Cici, Mawar, Grace, Maya, Dina, dan semua yang tidak
dapat penulis sebutkan satu persatu. Terima kasih atas kerjasama dan
perhatian nya dalam masa pengabdian
18. Teman-teman Ayam Geprek Pokwe (Nyenyeh, Jarul, Rizki, Hafid) terima
kasih atas supportnya dan bantuannya. Sukses buat kalian semua
19. Teman-teman EO baik yang di Jakarta, Jogja, Solo (ARJUNA INDONESIA
Production , RONA Production, Kalapa, ARS Production). Mas Yudhi, Mba
Nisa, Ridwan “Blandong”, Mas Steve, Bag Bagusa, Ci Sekar, Ci Linda, Bang
Boret, Bang Tulus, Mba Nana dan lain-lain. Terima kasih atas pengalaman
yang diberikan, sehingga penulis dapat menimba ilmu dan pengalaman yang
tidak penulis dapatkan di bangku kuliah. Sukses buat kita semua.
20. Partner di HIMAGHITA yang penulis sayangi, Daniel, Hangga, Rochkim,
Noor Salam, Anisha A, Imud, dan Husna. Terima kasih atas kerjasama selama
di HIMAGHITA. Dan tentunya buat staf-staf yang lain. Sukses buat kalian
semua. FORZA HIMAGHITA !!!
vi
21. Partner dalam pengabdian BSO HIMAGHITA, Fitria, Adit, Gery, Yasmin,
Andre, Wandan, Dyah, Danita, dan Endy. Tetap mengabdi demi kemajuan
negeri ini. Sukses buat kalian semua. Mangesti Luhur Ambangun Desa !!!
22. Terima kasih kepada kakak-kakak tingkat (Mba Aul, Mba Rahma, Mas
Restio, Mas Adika, Mas Sandy, Mas Maradong, Mas Yoga, Mas Lukman,
Mba Desintya, Mba Rahma) dan adik-adik tingkat (Jelly, Ridho, dan lain lain)
atas segala bantuan dan dukungannya selama perkuliahan hingga penelitian ini
dapat terselesaikan dengan baik.
23. Tak lupa juga penulis ucapkan terima kasih kepada peneliti-peneliti minyak
atsiri yang sudah mendokumentasikan penelitiannya dalam buku dan jurnal
sehingga penulis bisa menimba banyak ilmu.
24. Semua pihak yang telah membantu kelancaran penyusunan skripsi ini dan
memberi dukungan, doa serta semangat bagi penulis untuk terus berjuang.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga
skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 11 Desember 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PENGESAHAN
iii
KATA PENGANTAR
iv
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xii
RINGKASAN
xiii
SUMMARY
xiv
BAB I. PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang ................................................................................
1
B. Rumusan Masalah ...........................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ............................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ..........................................................................
4
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................
5
A. Tinjauan Pustaka .............................................................................
5
1. Daun Kayu Manis .......................................................................
5
2. Minyak Atsiri........................................................................ ......
6
3. Mikroenkapsulasi ........................................................................
7
4. Spray Drying ...............................................................................
8
5. Bahan Penyalut............................................................................
9
a. Maltodekstrin .........................................................................
11
b. Whey Protein Isolate .............................................................
12
B. Kerangka Berpikir ...........................................................................
14
C. Hipotesis..........................................................................................
15
BAB III. METODE PENELITIAN ...............................................................
16
A. Tempat dan Waktu Penelitian .........................................................
16
B. Bahan dan Alat ................................................................................
16
viii
1. Bahan ..........................................................................................
14
2. Alat .............................................................................................
14
C. Tahapan Penelitian ..........................................................................
17
1. Persiapan Bahan .........................................................................
17
2. Destilasi ......................................................................................
17
3. Pencampuran dan Homogenisasi ................................................
18
4. Karakterisasi Emulsi ...................................................................
18
5. Spray Drying ...............................................................................
18
6. Analisis .......................................................................................
18
D. Penelitian .........................................................................................
19
E. Rancangan Percobaan .....................................................................
21
F. Pengamatan Parameter ....................................................................
21
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
20
A. Karakteristik Emulsi
20
1. Stabilitas Emulsi
20
2. Ukuran Droplet Emulsi
21
B. Karakteristik Fisik
22
1. Rendemen
23
2. Kadar Air
24
3. Kelarutan
26
4. Bulk Density
27
5. Surface Oil
29
6. Efisiensi Mikroenkapsulasi
31
7. SEM (Scanning Electron Microscopy)
33
C. Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis Terbaik
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
36
39
A. Kesimpulan
39
B. Saran
39
DAFTAR PUSTAKA
40
LAMPIRAN
46
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristik 3 Jenis Kayu Manis
6
Tabel 3.1 Formulasi Pembuatan Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis
18
Tabel 3.2 Metode Analisis
21
Tabel 4.1 Stabilitas Emulsi
22
Tabel 4.2 Karakteristik Fisik Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu
Manis
24
Tabel 4.3 Matriks Penentuan Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis
Terbaik
38
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kerangka Berpikir Penelitian ...................................................
13
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Minyak Atisiri Daun Kayu Manis ...
17
Gambar 3.2 Diagram Alir Pembuatan Mikrokapasul Minyak Atsiri Daun Kayu
Manis .......................................................................................
17
Gambar 3.3 Diagram Alir Analisis Mikrokapasul Minyak Atsiri Daun Kayu
Manis ........................................................................................
18
Gambar 4.1 Emulsi minyak atsiri daun kayu manis .....................................
23
Gambar 4.2 Grafik Rendemen Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
Gambar 4.3 Grafik Kadar Air Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis
25
27
Gambar 4.4 Grafik Kelarutan Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
28
Gambar 4.5 Grafik Bulk Density Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
30
Gambar 4.6 Grafik Surface Oil Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
32
Gambar 4.7 Grafik Efisiensi Mikroenkapsulasi Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
34
Gambar 4.8 Hasil Scanning Electron Microscopy Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
xi
36
DAFTAR LAMPIRAN
A. Metode Analisis Emulsi ...................................................................... 47
1. Stabilitas Emulsi ................................................................................. 47
2. Ukuran Droplet Emulsi ...................................................................... 47
B. Metode Analisis Mikrokapsul ............................................................. 47
1. Kadar Air ............................................................................................ 47
2. Kelarutan Dalam Air .......................................................................... 48
3. Surface Oil dan Efisiensi Mikroenkapsulasi ...................................... 48
4. Bulk Density ....................................................................................... 49
5. Pengamatan Mikrostruktur ................................................................. 49
C. Hasil Analisis Rendemen .................................................................... 50
1. Data Analisis Rendemen .................................................................... 50
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 51
D. Hasil Analisis Kadar Air ..................................................................... 52
1. Data Analisis Kadar Air ..................................................................... 52
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 52
E. Hasil Analisis Kelarutan Dalam Air ................................................... 53
1. Data Analisis Kelarutan Dalam Air.................................................... 53
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 54
F. Hasil Analisis Surface Oil .................................................................... 55
1. Data Analisis Surface Oil ................................................................... 55
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 55
G. Hasil Analisis Efisiensi Mikroenkapsulasi ......................................... 57
1. Data Analisis Efisiensi Mikroenkapsulasi .......................................... 57
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 57
H. Hasil Analisis Bulk Density.................................................................. 59
1. Data Analisis Bulk Density ................................................................. 59
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 59
I. Dokumentasi .......................................................................................... 61
xii
KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
IMAM PAMBUDI
H0911031
RINGKASAN
Kayumanis (Cinamommum burmanii) merupakan salah satu komoditas
ekspor penting Indonesia. Jenis kayumanis ini merupakan tanaman asli Indonesia,
yang dalam perdagangan internasional disebut cassiavera. Dalam perdagangan
internasional perdagangan kayu manis dipasarkan dalam bentuk kulit batangnya.
Selain itu ada juga perdagangan kulit batang, ranting, dan daun dalam bentuk
minyak atsiri. Minyak atsiri dari kayu manis diambil dengan cara penyulingan
atau destilasi diantaranya destilasi uap.
Minyak atsiri rentan terhadap suhu tinggi, oksidasi, sinar UV, dan
kelembaban sehingga diperlukan solusi untuk mengatasi masalah tersebut.
Mikroenkapsulasi merupakan teknik untuk melindungi bahan inti yang semula
berbentuk cair menjadi bentuk padatan sehingga mudah dalam penanganannya
serta dapat melindungi bahan inti dari kehilangan flavor. Dalam proses
mikroenkapsulasi, hal yang perlu diperhatikan adalah jenis bahan penyalut yang
digunakan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi rasio bahan
penyalut yaitu, maltodekstrin dan whey protein isolate (4:0); (3:1); (2:2); (1:3)
terhadap karakteristik fisik yang meliputi kadar air, kelarutan dalam air, bulk
density, surface oil, efisiensi mikroenkapsulasi dan mikrostruktur. Rancangan
percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap
(RAL) dengan satu faktor dengan dua kali perulangan sampel dan dua kali
perulangan analisis.
Berdasarkan hasil analisis menunjukkan bahwa variasi rasio tidak
berpengaruh nyata terhadap rendemen, kadar air, dan kelarutan serta berpengaruh
terhadap bulk density, surface oil, dan efisiensi mikroenkapsulasi. Mikrokapsul
dengan variasi rasio bahan penyalut maltodekstrin : whey protein isolate (3:1)
dianggap sebagai mikrokapsul terbaik. Mikrokapsul tersebut mempunyai
rendemen 29,955%; kadar air 4,650%; kelarutan 99,962%; bulk density 0,468
g/cm3; surface oil 2,505%; efisiensi mikroenkapsulasi 63,906% dan bentuk
mikrostruktur bulat agak keriput.
Kata kunci: daun kayu manis, mikrokapsul, minyak atsiri, spray dying
xiii
Physical Characteristics of Microcapsule of Cinnamon Leaf Essential Oil
(Cinnamomum burmanii) Using Maltodextrin and Whey Protein Isolate as
Wall Material
IMAM PAMBUDI
H 0911031
SUMMARY
Cinnamon (Cinnamomum burmanii) is one of the important Indonesian
export commodities. This type of cinnamon is native to Indonesia, which is called
cassiavera in international trade. In internatonal trade cinnamon marketed in the
bark as flavor. Then bark, twigs, branches, and leaf also marketed as essential
oil. Cinnamomum essential oil producted by destilation, and steam destilation is
one of methode.
Essential oil are susceptible to high temperatures, oxidation, UV light,
and humidity. Microencapsulation is a technique for protecting the core material
wich was originally a liquid into solid form so it is easy to handle and can protect
the core material from loosing flavor. In the microencapsulation process, the
thing to note is the type of wall material used.
This research aims to determine the effect of variatons ratio of wall
materiall maltodextrin and whey protein isolate (4:0); (3:1); (2:2); (1:3) to
physical characteristics which include moisture content, solubility in water, bulk
density, surface oil, microencapsulation efficiency and microstructure. The
experimental design used in this research is Completely Randomized Design
(CRD) with a factor namely ratio variation of wall materials and twice treatment
repetition.
Based on the results of the analysis showed that the variation ratio did not
significantly affect the yield, moisture content, and solubility as well as affect the
bulk density, surface oil, and the efficiency of microencapsulation. Result of the
analysis showed the variation of the wall material maltodextrin : whey protein
isolate (3:1) is considered as the best microcapsules. The microcapsules have a
yield 29,955%; 4,650% moisture content;solubility 99,962%, bulk density 0,468
g/cm3; surface oil 2,505%; microencapsulation efficiency 63,906% and
microstructure were rather good.
Keywords: cinnamon, essential oil, spray drying, microcapsule
xiv
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan
Oleh :
IMAM PAMBUDI
H 0911031
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
i
KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian
di Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan
Oleh :
IMAM PAMBUDI
H 0911031
Pembimbing Utama
: Lia Umi Khasanah, S.T., M.T.
Pembimbing Pendamping : Ir.Kawiji, M.P.
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ii
KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
Yang dipersiapkan dan disusun oleh
IMAM PAMBUDI
H 0911031
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
pada tanggal: 13 Januari 2016
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Dewan Penguji
Ketua
Anggota I
LLia Umi Khasanah, S.T.,M.T.
NIP. 19800731 2008012012
Ir. Kawiji, M.P.
NIP. 196112141986011001
Anggota II
Rohula Utami, S.TP., M.P.
NIP. 198103062008012008
Surakarta, 10 Januari 2016
Mengetahui
Dekan
Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret
Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S
NIP. 195602251986011001
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa. Karena
kasih-Nya yang besar, penulis dapat menyelasaikan skripsi dengan judul
“Karakteristik Fisik Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis
(Cinnamomum burmanii) Dengan Bahan Penyalut Maltodekstrin dan Whey
Protein Isolate”.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh
mahasiswa untuk mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S-1) pada program studi
Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk
itu tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S selaku Dekan Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Ir. Bambang Sigit Amanto, M.Si selaku Kepala Program Studi Ilmu dan
Teknologi Pangan.
3. Kedua orang tua penulis Ibu Sularsi, S.Pd. dan Bapak Sutardi Indro yang
selalu menyelipkan nama penulis dalam do’a nya, Ibu dan Bapak terima kasih
atas kasih sayang dan nasihatnya. Maaf tidak bisa lulus tepat waktu, namun
ananda yakin lulus di waktu yang tepat. Alhamdulillah sangat bersyukur bisa
mempunyai orang tua seperti ibu dan bapak, yang memberikan kebebasan
dengan tanggung jawab. Semoga ibu dan bapak diberi umur panjang untuk
menikmati kesuksesan ananda. Amiin
4. Kedua adik penulis tersayang Khoirul Nisa dan Muchammad Zaelani, terima
kasih atas support, doa dan semoga kalian lebih sukses dari Mas Imam, terima
kasih juga buat simbah yang telah membantu memetik daun kayu manis dan
doa restu pastinya. hehe
5. Lia Umi Khasanah, S.T.,M.T. selaku Pembimbing Utama Skripsi, yang telah
mengajak penulis untuk melaksanakan penelitian bersama. Terima kasih atas
bimbingan, kesabaran, nasihat, dukungan moril maupun materiil serta menjadi
iv
teman diskusi yang baik. Maaf atas kebandelan selama ini. Sukses terus buat
ibu.
6. Ir. Kawiji, M.P. selaku Pembimbing Pendamping Skripsi, yang selalu
membimbing, memberi masukan dan nasihat kepada penulis sehingga skripsi
ini dapat terselesaikan dengan baik.
7. Rohula Utami,S.TP.,M.P. selaku Dosen Penguji Skripsi dan Pembimbing
Akademik,
yang telah membimbing dan memberi saran untuk perbaikan
penulisan skripsi. Terima kasih atas bimbingannya selama penulis menempuh
pendidikan. Sukses selalu buat ibu.
8. Bapak Teguh, Ibu Nengah, Mas Marso dan tim B2POPT Tawangmangu yang
telah membantu dalam proses penyulingan minyak atsiri
9. Bapak Bambang dan tim Laboratorium Fakultas Farmasi UGM yang telah
membantu dalam proses spray drying. Pak Rahmat Laboran FTP UGM.
Terima kasih atas bantuan bapak-bapak selama penelitian.
10. Sri Liswardani, S.P., Mbak Dinda terutama, dan Pak Slamet selaku laboran
Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan UNS yang selalu membantu selama
penulis melakukan penelitian, serta Pak Giyo dan Pak Joko selaku Staff
Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan UNS. Terima kasih banyak atas segala
bantuan bagi penulis.
11. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas
Sebelas Maret Surakarta atas segala ilmu yang sudah diberikan selama masa
studi dan segala bantuan yang diberikan kepada penulis.
12. Lolly nya Kanda, Irena Fitrianingsih, terima kasih atas support, bantuan, doa,
dan semua-semuanya. Semoga ga bosen yak ngoyak-ngoyak untuk
menyelesaikan skripsi ini dan semoga bisa menjadi motivasi selama-lamanya.
Akhirnya bisa jawab kapan wisuda hehe. Insha Allah
13. Keluarga besar kedua orang tua yang telah memberikan doa dan semangat,
Nenek, Kakek, Eyang Uti, Eyang Kakung, semua Om dan Tante, serta seluruh
sepupu. Semoga menjadi pemacu semangat sepupu lain untuk segera
menyelesaikan sekolah setinggi-tingginya.
v
14. Partner skripsi tim minyak atsiri Ratih, Daniel, Raka, Wildan, Noreka, Zesa,
Mbak Tri, Ratri, Dwi, Sofi, Riani dan Firli. Terima kasih atas bantuan dan
kerjasamanya. Sukses buat kalian semua.
15. Keluarga besar ITP 2011 yang setiap anggotanya telah meninggalkan kesan
berarti bagi penulis. Terima kasih atas segalanya, tiada kata-kata yang cukup
menggambarkan betapa bersyukurnya penulis mengenal kalian satu per satu.
Terima kasih atas segala perhatian yang telah penulis rasakan. Semoga selalu
didekatkan, saling mendoakan, and see you on top!
16. Sahabat abstrak penulis yang sering berkelakuan minus, Teman Kencan!
Terima kasih untuk kenangan selama 4 tahun menjadi mahasiswa. Salam
kecup peluk teruntuk Tabita, Intan Fasola, Bertha, Desy, Keke, Daniel, Abel
dan Raka. Yuk ngedate!
17. Geng KKN, Kecamatan Tulakan Eka, Widya, Usman, Ricky, Fathur, Ikhwan,
Ridwan, Ciko, Anis, Cici, Mawar, Grace, Maya, Dina, dan semua yang tidak
dapat penulis sebutkan satu persatu. Terima kasih atas kerjasama dan
perhatian nya dalam masa pengabdian
18. Teman-teman Ayam Geprek Pokwe (Nyenyeh, Jarul, Rizki, Hafid) terima
kasih atas supportnya dan bantuannya. Sukses buat kalian semua
19. Teman-teman EO baik yang di Jakarta, Jogja, Solo (ARJUNA INDONESIA
Production , RONA Production, Kalapa, ARS Production). Mas Yudhi, Mba
Nisa, Ridwan “Blandong”, Mas Steve, Bag Bagusa, Ci Sekar, Ci Linda, Bang
Boret, Bang Tulus, Mba Nana dan lain-lain. Terima kasih atas pengalaman
yang diberikan, sehingga penulis dapat menimba ilmu dan pengalaman yang
tidak penulis dapatkan di bangku kuliah. Sukses buat kita semua.
20. Partner di HIMAGHITA yang penulis sayangi, Daniel, Hangga, Rochkim,
Noor Salam, Anisha A, Imud, dan Husna. Terima kasih atas kerjasama selama
di HIMAGHITA. Dan tentunya buat staf-staf yang lain. Sukses buat kalian
semua. FORZA HIMAGHITA !!!
vi
21. Partner dalam pengabdian BSO HIMAGHITA, Fitria, Adit, Gery, Yasmin,
Andre, Wandan, Dyah, Danita, dan Endy. Tetap mengabdi demi kemajuan
negeri ini. Sukses buat kalian semua. Mangesti Luhur Ambangun Desa !!!
22. Terima kasih kepada kakak-kakak tingkat (Mba Aul, Mba Rahma, Mas
Restio, Mas Adika, Mas Sandy, Mas Maradong, Mas Yoga, Mas Lukman,
Mba Desintya, Mba Rahma) dan adik-adik tingkat (Jelly, Ridho, dan lain lain)
atas segala bantuan dan dukungannya selama perkuliahan hingga penelitian ini
dapat terselesaikan dengan baik.
23. Tak lupa juga penulis ucapkan terima kasih kepada peneliti-peneliti minyak
atsiri yang sudah mendokumentasikan penelitiannya dalam buku dan jurnal
sehingga penulis bisa menimba banyak ilmu.
24. Semua pihak yang telah membantu kelancaran penyusunan skripsi ini dan
memberi dukungan, doa serta semangat bagi penulis untuk terus berjuang.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga
skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 11 Desember 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PENGESAHAN
iii
KATA PENGANTAR
iv
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xii
RINGKASAN
xiii
SUMMARY
xiv
BAB I. PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang ................................................................................
1
B. Rumusan Masalah ...........................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ............................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ..........................................................................
4
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................
5
A. Tinjauan Pustaka .............................................................................
5
1. Daun Kayu Manis .......................................................................
5
2. Minyak Atsiri........................................................................ ......
6
3. Mikroenkapsulasi ........................................................................
7
4. Spray Drying ...............................................................................
8
5. Bahan Penyalut............................................................................
9
a. Maltodekstrin .........................................................................
11
b. Whey Protein Isolate .............................................................
12
B. Kerangka Berpikir ...........................................................................
14
C. Hipotesis..........................................................................................
15
BAB III. METODE PENELITIAN ...............................................................
16
A. Tempat dan Waktu Penelitian .........................................................
16
B. Bahan dan Alat ................................................................................
16
viii
1. Bahan ..........................................................................................
14
2. Alat .............................................................................................
14
C. Tahapan Penelitian ..........................................................................
17
1. Persiapan Bahan .........................................................................
17
2. Destilasi ......................................................................................
17
3. Pencampuran dan Homogenisasi ................................................
18
4. Karakterisasi Emulsi ...................................................................
18
5. Spray Drying ...............................................................................
18
6. Analisis .......................................................................................
18
D. Penelitian .........................................................................................
19
E. Rancangan Percobaan .....................................................................
21
F. Pengamatan Parameter ....................................................................
21
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
20
A. Karakteristik Emulsi
20
1. Stabilitas Emulsi
20
2. Ukuran Droplet Emulsi
21
B. Karakteristik Fisik
22
1. Rendemen
23
2. Kadar Air
24
3. Kelarutan
26
4. Bulk Density
27
5. Surface Oil
29
6. Efisiensi Mikroenkapsulasi
31
7. SEM (Scanning Electron Microscopy)
33
C. Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis Terbaik
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
36
39
A. Kesimpulan
39
B. Saran
39
DAFTAR PUSTAKA
40
LAMPIRAN
46
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristik 3 Jenis Kayu Manis
6
Tabel 3.1 Formulasi Pembuatan Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis
18
Tabel 3.2 Metode Analisis
21
Tabel 4.1 Stabilitas Emulsi
22
Tabel 4.2 Karakteristik Fisik Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu
Manis
24
Tabel 4.3 Matriks Penentuan Mikrokapsul Minyak Atsiri Daun Kayu Manis
Terbaik
38
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kerangka Berpikir Penelitian ...................................................
13
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Minyak Atisiri Daun Kayu Manis ...
17
Gambar 3.2 Diagram Alir Pembuatan Mikrokapasul Minyak Atsiri Daun Kayu
Manis .......................................................................................
17
Gambar 3.3 Diagram Alir Analisis Mikrokapasul Minyak Atsiri Daun Kayu
Manis ........................................................................................
18
Gambar 4.1 Emulsi minyak atsiri daun kayu manis .....................................
23
Gambar 4.2 Grafik Rendemen Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
Gambar 4.3 Grafik Kadar Air Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis
25
27
Gambar 4.4 Grafik Kelarutan Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
28
Gambar 4.5 Grafik Bulk Density Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
30
Gambar 4.6 Grafik Surface Oil Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
32
Gambar 4.7 Grafik Efisiensi Mikroenkapsulasi Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
34
Gambar 4.8 Hasil Scanning Electron Microscopy Mikrokapsul Minyak Atsiri
Daun Kayu Manis .....................................................................
xi
36
DAFTAR LAMPIRAN
A. Metode Analisis Emulsi ...................................................................... 47
1. Stabilitas Emulsi ................................................................................. 47
2. Ukuran Droplet Emulsi ...................................................................... 47
B. Metode Analisis Mikrokapsul ............................................................. 47
1. Kadar Air ............................................................................................ 47
2. Kelarutan Dalam Air .......................................................................... 48
3. Surface Oil dan Efisiensi Mikroenkapsulasi ...................................... 48
4. Bulk Density ....................................................................................... 49
5. Pengamatan Mikrostruktur ................................................................. 49
C. Hasil Analisis Rendemen .................................................................... 50
1. Data Analisis Rendemen .................................................................... 50
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 51
D. Hasil Analisis Kadar Air ..................................................................... 52
1. Data Analisis Kadar Air ..................................................................... 52
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 52
E. Hasil Analisis Kelarutan Dalam Air ................................................... 53
1. Data Analisis Kelarutan Dalam Air.................................................... 53
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 54
F. Hasil Analisis Surface Oil .................................................................... 55
1. Data Analisis Surface Oil ................................................................... 55
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 55
G. Hasil Analisis Efisiensi Mikroenkapsulasi ......................................... 57
1. Data Analisis Efisiensi Mikroenkapsulasi .......................................... 57
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 57
H. Hasil Analisis Bulk Density.................................................................. 59
1. Data Analisis Bulk Density ................................................................. 59
2. Hasil Analisis SPSS............................................................................ 59
I. Dokumentasi .......................................................................................... 61
xii
KARAKTERISTIK FISIK MIKROKAPSUL MINYAK ATSIRI DAUN
KAYU MANIS (Cinnamomum burmannii) DENGAN BAHAN PENYALUT
MALTODEKSTRIN DAN WHEY PROTEIN ISOLATE
IMAM PAMBUDI
H0911031
RINGKASAN
Kayumanis (Cinamommum burmanii) merupakan salah satu komoditas
ekspor penting Indonesia. Jenis kayumanis ini merupakan tanaman asli Indonesia,
yang dalam perdagangan internasional disebut cassiavera. Dalam perdagangan
internasional perdagangan kayu manis dipasarkan dalam bentuk kulit batangnya.
Selain itu ada juga perdagangan kulit batang, ranting, dan daun dalam bentuk
minyak atsiri. Minyak atsiri dari kayu manis diambil dengan cara penyulingan
atau destilasi diantaranya destilasi uap.
Minyak atsiri rentan terhadap suhu tinggi, oksidasi, sinar UV, dan
kelembaban sehingga diperlukan solusi untuk mengatasi masalah tersebut.
Mikroenkapsulasi merupakan teknik untuk melindungi bahan inti yang semula
berbentuk cair menjadi bentuk padatan sehingga mudah dalam penanganannya
serta dapat melindungi bahan inti dari kehilangan flavor. Dalam proses
mikroenkapsulasi, hal yang perlu diperhatikan adalah jenis bahan penyalut yang
digunakan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi rasio bahan
penyalut yaitu, maltodekstrin dan whey protein isolate (4:0); (3:1); (2:2); (1:3)
terhadap karakteristik fisik yang meliputi kadar air, kelarutan dalam air, bulk
density, surface oil, efisiensi mikroenkapsulasi dan mikrostruktur. Rancangan
percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap
(RAL) dengan satu faktor dengan dua kali perulangan sampel dan dua kali
perulangan analisis.
Berdasarkan hasil analisis menunjukkan bahwa variasi rasio tidak
berpengaruh nyata terhadap rendemen, kadar air, dan kelarutan serta berpengaruh
terhadap bulk density, surface oil, dan efisiensi mikroenkapsulasi. Mikrokapsul
dengan variasi rasio bahan penyalut maltodekstrin : whey protein isolate (3:1)
dianggap sebagai mikrokapsul terbaik. Mikrokapsul tersebut mempunyai
rendemen 29,955%; kadar air 4,650%; kelarutan 99,962%; bulk density 0,468
g/cm3; surface oil 2,505%; efisiensi mikroenkapsulasi 63,906% dan bentuk
mikrostruktur bulat agak keriput.
Kata kunci: daun kayu manis, mikrokapsul, minyak atsiri, spray dying
xiii
Physical Characteristics of Microcapsule of Cinnamon Leaf Essential Oil
(Cinnamomum burmanii) Using Maltodextrin and Whey Protein Isolate as
Wall Material
IMAM PAMBUDI
H 0911031
SUMMARY
Cinnamon (Cinnamomum burmanii) is one of the important Indonesian
export commodities. This type of cinnamon is native to Indonesia, which is called
cassiavera in international trade. In internatonal trade cinnamon marketed in the
bark as flavor. Then bark, twigs, branches, and leaf also marketed as essential
oil. Cinnamomum essential oil producted by destilation, and steam destilation is
one of methode.
Essential oil are susceptible to high temperatures, oxidation, UV light,
and humidity. Microencapsulation is a technique for protecting the core material
wich was originally a liquid into solid form so it is easy to handle and can protect
the core material from loosing flavor. In the microencapsulation process, the
thing to note is the type of wall material used.
This research aims to determine the effect of variatons ratio of wall
materiall maltodextrin and whey protein isolate (4:0); (3:1); (2:2); (1:3) to
physical characteristics which include moisture content, solubility in water, bulk
density, surface oil, microencapsulation efficiency and microstructure. The
experimental design used in this research is Completely Randomized Design
(CRD) with a factor namely ratio variation of wall materials and twice treatment
repetition.
Based on the results of the analysis showed that the variation ratio did not
significantly affect the yield, moisture content, and solubility as well as affect the
bulk density, surface oil, and the efficiency of microencapsulation. Result of the
analysis showed the variation of the wall material maltodextrin : whey protein
isolate (3:1) is considered as the best microcapsules. The microcapsules have a
yield 29,955%; 4,650% moisture content;solubility 99,962%, bulk density 0,468
g/cm3; surface oil 2,505%; microencapsulation efficiency 63,906% and
microstructure were rather good.
Keywords: cinnamon, essential oil, spray drying, microcapsule
xiv