Effect of Many External Factor on Bixin Pigment from Annatto (Bixa orellana L.) Seed Coats
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
81
Pengaruh Berbagai Faktor Eksternal terhadap Stabilitas Pigmen
Bixin dari Selaput Biji Kesumba (Bixa orellana L.)
Potensi sebagai Pewarna Alami Makanan
Effect of Many External Factor on Bixin Pigment from Annatto
(Bixa orellana L.) Seed Coats
Potency as Natural Food Colorant
Suparmi1, Leenawaty Limantara2, Budhi Prasetya3
ABSTRACT
Background. Bixin is an orange-yellow carotenoid derived from the outer seed coats of annatto (Bixa orellana
L.), which are of interest as natural colorant in food. However, the use of this colorant in food products may
face some problems due to its stability during storage. The characterization of bixin on temperature, pH, light,
and oxidator-reductor was investigated to determine its stability.
Design and Method: The spectra absorption was analyzed by UV-Vis spectroscopy.
Result: Bixin in acetone solution was stable at 4 ºC, 25 ºC, 37 ºC, and 50 ºC with daily degradation rate of
0.52%; 0.85%; 3.58%; and 10.22% respectively. The bixin was stable at dark condition, while the effect of UV
light for 12 hours caused pigment degradation rate of almost 100%. Exposure to polychromatic light for 7 days
caused bixin degradation with daily rate of 14.39%. The bixin was stable at pH 4 and its degradation rate was
increased at pH 3 and 5. It was stable on addition of oxidator (H2O2 30%) and reductor (ascorbic acid).
Conclusion: Bixin is stable on temperature, pH, light, and oxidator-reductor. It is potential as natural colorant
in dairy and fat-based food products such as yogurt, (Sains Medika, 1 (1) : 81-91).
Keywords: Bixa orellana L., bixin, food colorant, stability
ABSTRAK
Pendahuluan: Bixin merupakan pigmen karotenoid pada selaput biji kesumba keling (Bixa orellana L.) dengan
kisaran warna kuning-orange. Pigmen ini berpotensi sebagai pewarna alami makanan. Permasalahan utama
dalam penggunaan pigmen sebagai pewarna alami makanan adalah menjaga stabilitas warna pigmen selama
pengolahan dan penyimpanan makanan, sehingga tidak terjadi degradasi warna. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui stabilitas bixin pada berbagai suhu, cahaya, pH, dan oksidator-reduktor.
Metode:Stabilitas bixin setelah perlakuan dengan waktu tertentu diamati berdasarkan spektrum absorbansi
yang ditampilkan pada spektrofotometer.
Hasil: Bixin bersifat stabil pada berbagai penyimpanan dengan kondisi 4 °C, 25 °C, 37 °C, dan 50 °C dengan
rasio degradasi per hari pada masing-masing suhu sebesar 0,52%; 0,85%; 3,58%; dan 10,22%. Bixin lebih stabil
pada kondisi gelap, sedangkan pengaruh cahaya UV selama 12 jam menyebabkan degradasi hampir 100%.
Irradiasi cahaya polikromatik selama 7 hari menyebabkan degradasi per hari sebesar 14,39%. Bixin memiliki
kecenderungan lebih stabil pada pH 4 dan mengalami peningkatan degradasi pada pH 3 dan pH 5. Bixin bersifat
relatif stabil terhadap pengaruh penambahan oksidator H2O2 30% dan reduktor asam askorbat. Hasil uji
organoleptik dengan parameter utama warna menunjukkan bahwa serbuk pewarna bixin yang disukai panelis
adalah pada konsentrasi 5%.
Kesimpulan: Bixin bersifat stabil terhadap berbagai kondisi suhu, cahaya, pH, dan oskidator-reduktor, sehingga
berpotensi sebagai pewarna alami makanan yang menyehatkan, (Sains Medika, 1 (1) : 81-91).
Kata kunci: Bixa orellana L., bixin, pewarna alami makanan, stabilitas.
1
2
3
Bagian Biologi Fakultas Kedokteran Universitas Islam Sultan Agung Semarang,
(amik_achsy@yahoo.com)
Ma Chung Research Center Universitas Ma Chung Malang
Fakultas Biologi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
82
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
PENDAHULUAN
Kesumba keling (Bixa orellana L.) merupakan salah satu jenis tanaman yang
telah lama dikenal dan digunakan oleh sebagian besar masyarakat Indonesia untuk
pengobatan dan kesehatan. Seluruh bagian tanaman Bixa orellana termasuk daun, biji,
bunga, buah, dan akar telah dimanfaatkan sebagai ramuan obat tradisional. Tanaman ini
biasanya tumbuh liar di hutan dan seringkali ditanam di taman-taman atau di tepi jalan
sebagai tanaman hias karena bunga dan buahnya menarik serta daunnya yang rimbun
dan padat (Sutarno, 2001). Dibalik perannya sebagai tanaman hias, B. orellana L. memiliki
peran eksotis yaitu sebagai bahan pewarna alami, bahkan akhir-akhir ini B. orellana L.
(‘annatto’, Inggris dan Amerika Serikat) disadari sebagai penghasil bahan pewarna alami
yang penting secara ekonomis nomor dua di dunia, setelah karamel.
Selaput biji B. orellana L. mengandung pigmen utama dari golongan di-apo
karotenoid dengan komposisi bixin (C25H30O4) sebesar 83,41 ± 4,54% (Suparmi et al., 2008
a,b). Ikatan rangkap yang panjang pada struktur kimia bixin menyebabkan warna merah
pada pigmen tersebut (Rios et al., 2005; Nobre et al., 2006). Di sebagian besar negaranegara Eropa dan Amerika, bixin telah dimanfaatkan sebagai pewarna makanan, obat
dan kosmetik. Akan tetapi, pemanfaatan bixin di Indonesia terbatas pada industri tekstil
tradisional, terutama sebagai pewarna batik dan tenun, sedangkan aplikasi dalam industri
makanan dan minuman belum banyak dikembangkan. Di Indonesia penelitian mengenai
identifikasi, karakterisasi bixin, dan potensinya sebagai pewarna makanan sudah banyak
dikaji (Lukiati & Nugrahaningsih, 2003; Kurniawati et al., 2007; Suparmi et al., 2007;
Suparmi et al., 2008a,b), akan tetapi eksplorasi potensi bixin sebagai pewarna alami belum
banyak dikembangkan.
Potensi pigmen bixin sebagai pewarna alami makanan di Indonesia perlu
dikembangkan sejalan dengan maraknya kasus penyalahgunaan bahan pewarna sintetik.
Bixin biasanya diformulasikan untuk menampilkan warna pada kisaran kuning, oranye,
jingga sampai merah pada berbagai makanan khususnya makanan berbasis lemak seperti
mentega, margarin, keju olahan, yoghurt, es krim, makanan ringan seperti kue dan biskuit,
disamping itu juga digunakan untuk pewarna minyak goreng, minyak jagung, dan salad
(Scotter et al., 1994; Scotter et al., 2002). Potensi bixin sebagai pewarna alami makanan,
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
83
didukung oleh banyak hasil penelitian yang mengungkapkan bahwa bixin memiliki sifat
antioksidan, antigenotoksik, antikarsinogenik, anti jamur, dan anti inflamantori, sehingga
diharapkan bermanfaat bagi kesehatan tubuh (Kurniawati et al.,2007). Akan tetapi,
permasalahan utama dalam penggunaan pigmen sebagai pewarna alami makanan adalah
menjaga stabilitas warna pigmen selama pengolahan dan penyimpanan makanan,
sehingga tidak terjadi degradasi warna (Francis 1989 dalam Kiattisak et al.,2004). Scotter
et al., (1994) melaporkan bahwa sebagaimana sifat karotenoid yang lain, bixin bersifat
rentan terhadap degradasi oksidatif.
Faktor yang mempengaruhi stabilitas pigmen antara lain: suhu, oksigen, pH,
cahaya, pelarut, asam askorbat, ion logam, dan keberadaan sulfur dioksida (Scotter et
al., 1994; Scotter et al., 1998; Montenegro et al., 2004; Bittencourt et al., 2005; Silva et
al., 2005). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui stabilitas bixin pada berbagai suhu,
cahaya, pH, dan oksidator-reduktor. Selain itu, pada penelitian ini juga dilakukan uji coba
penambahan serbuk pigmen bixin pada yogurt dengan konsentrasi 1%, 5%, dan 10% b/v.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi sumbangan teknologi proses produksi
pangan mengenai penambahan bahan pewarna alami makanan berupa serbuk pigmen
bixin dari selaput biji kesumba keling (B. orellana L.), sehingga diharapkan dapat
meningkatkan derajat kesehatan masyarakat Indonesia dan menambah khazanah
makanan fungsional yang populer akhir-akhir ini.
METODE PENELITIAN
Pigmen bixin pada penelitian ini diperoleh dari hasil ekstraksi biji kesumba (Bixa
orelana L.) menggunakan pelarut aseton. Pemurnian bixin dilakukan dengan kromatografi
kolom menggunakan fase diam silika gel Si-60 dan fase gerak aseton:heksana (1:2v/v).
Ekstrak kasar dilarutkan dalam pelarut aseton:heksana (1:2v/v), kemudian dimasukkan
dalam kolom kromatografi yang telah dipersiapkan. Fraksi ke empat ditampung dalam
botol sampel dan dikeringkan dengan dialiri gas N2 (Suparmi et al., 2008a,b). Larutan uji
dibuat dengan melarutkan bixin kering ke dalam aseton 100% sampai volume yang
diinginkan, dengan absorbansi larutan pada panjang gelombang maksimum
(
max
= ± 456 nm) sebesar satu (A0 = 1).
84
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
Pengaruh suhu (termostabilitas)
Larutan uji sebanyak 20 ml dimasukkan kedalam tabung reaksi dengan tutup
berulir kemudian disimpan pada suhu 4, 25, 37, dan 50 °C (Rao et al., 2004). Perlakuan
suhu 25, 37, dan 50 °C dilakukan dengan menempatkan larutan uji dalam waterbath dan
dalam lemari es untuk perlakuan suhu 4 °C selama 7 hari dan diamati setiap hari.
Pengaruh cahaya (fotostabilitas)
Fotostabilitas bixin diuji dengan dua jenis sumber cahaya yang berbeda, yaitu
cahaya polikromatik menggunakan lampu daylight merk Philip 15 Watt dan cahaya UV
menggunakan lampu UV merk Philip 15 Watt pada intensitas cahaya 4×103 lux. Sebagai
kontrol dilakukan penyimpanan larutan pada kondisi gelap (labu ukur dibungkus
aluminium foil) dan disimpan pada ruangan gelap. Pengamatan fotostabilitas pigmen
dilakukan setiap jam selama 12 jam untuk irradiasi cahaya UV, sedangkan untuk cahaya
polikromatik dan gelap diamati setiap hari selama 7 hari (Suparmi et al., 2007).
Pengaruh pH
Stabilitas bixin terhadap pengaruh pH diuji pada 3 tingkat keasaman (pH: 3, 4,
dan 5). Pelarut aseton dengan pH 3, 4, dan 5 dibuat dengan menambahkan NaOH 1 M
dan HCl 1 M pada aseton sampai diperoleh pH yang diinginkan. Bixin dilarutkan dalam
larutan aseton sesuai dengan variasi pH selama 3 jam dan diamati setiap 30 menit
(Jespersen et al., 2005).
Pengaruh oksidator-reduktor
Larutan uji sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan
oksidator 1 ml H2O2 30%, kemudian dihomogenasi menggunakan vortex. Stabilitas pigmen
terhadap pengaruh reduktor diuji dengan menambahkan 5 mg asam askorbat pada 10
ml larutan uji, kemudian dihomogenasi menggunakan vortex. Larutan yang telah homogen
disimpan pada suhu ruang selama 12 jam dan diamati tiap 1 jam.
Analisa data
Data karakteristik stabilitas bixin yang diperoleh dari pengamatan tiap-tiap
parameter di atas, kemudian dianalisa melalui pengamatan pola spektra absorbsi dari
spektrofotometer berkas rangkap Varian Cary 50 pada panjang gelombang 350 – 600
nm. Pola spektra absorbsi spektrofotometer dari tiap-tiap parameter di atas digambarkan
dengan Program Origin 6.1. Nilai absorbansi pada panjang gelombang maksimum (A)
85
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
digunakan untuk menghitung konstanta laju degradasi (k) yang dianalisa menggunakan
regresi linear dengan Program Microsoft Excel 2003 dari rasio A/A0 terhadap waktu
(Jespersen et al., 2004).
HASIL PENELITIAN
Pengaruh suhu (termostabilitas)
Penurunan absorbansi bixin pada berbagai variasi suhu penyimpanan tampak
hampir tidak berbeda secara signifikan, sebagaimana dilihat pada Gambar 1.
Pengaruh cahaya (fotostabilitas)
Pola spekra absorbsi bixin cenderung menurun seiring bertambahnya waktu
irradiasi, sebagaimana ditampilkan pada Gambar 2. Hasil regresi linear menunjukkan
hubungan yang sangat kuat (R2=0,9956) antara waktu irradiasi dengan rasio A/A 0.
Degradasi larutan bixin pada cahaya polikromatik lebih cepat dibandingkan dengan
penyimpanan gelap, sebagaimana terlihat pada Tabel 1.
Pengaruh pH
Pola spektra absorbsi bixin (
max
) yang dilarutkan dalam aseton dengan kisaran
pH 3, 4, dan 5 tampak berbeda dibandingkan dengan bixin yang dilarutkan pada aseton
murni dengan pH 7 sebagaimana disajikan pada Tabel 2.
Pengaruh oksidator-reduktor
Pengaruh penambahan oksidator dan reduktor pada larutan bixin dapat dilihat
pada perubahan pola spektra absorbansi sebagaimana disajikan pada Gambar 3.
(a)
(b)
86
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
(c)
(d)
Gambar 1. Perubahan pola spektra bixin dalam pelarut aseton selama penyimpanan 7
hari pada berbagai suhu: 4°C (a), 25°C (b), 37°C (c), 50°C (d).
Gambar 2. Perubahan pola spektra absorbsi bixin dalam pelarut aseton selama 12 jam
irradiasi cahaya UV (pengukuran setiap 1 jam)
Gambar 3. Perubahan pola spektra absorbsi bixin dalam pelarut aseton selama 12 jam
(pengukuran setiap 1 jam) penyimpanan, setelah penambahan:
(a) H2O2 30%, (b) reduktor asam askorbat
87
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
Tabel 1.
Prosentase perubahan absorbansi maksimal ( max) larutan pigmen bixin
selama 7 hari iradiasi cahaya polikromatik intensitas 4×103 lux dan kondisi
gelap, pada temperatur 27± 2ºC
Tabel 2.
Panjang gelombang serapan maksimum (
max
) bixin pada berbagai pH pelarut
PEMBAHASAN
Pengaruh suhu (termostabilitas)
Penyimpanan selama 7 hari menyebabkan absorbansi maksimum bixin menurun
sebesar 4,01%; 6,78%; 24,09%, dan 70,97% pada masing-masing suhu 4, 25, 37 dan 50°C.
Rios et al. (2005) melaporkan bahwa suhu tinggi menyebabkan degradasi bixin yang
akan menghasilkan produk degradasi dengan warna dan sifat kimia yang berbeda dengan
bixin. Montenegro et al. (2004) melaporkan bahwa bixin bersifat stabil pada suhu ruang,
namun akan mudah mengalami degradasi jika terdapat senyawa sensitizer dan cahaya.
Pada suhu tinggi, 9’-cis-bixin terdegradasi menjadi all-trans-bixin, trans-monomethyl ester
dari 4,8-dimethyltetradecahexaenedioic acid atau dikenal dengan senyawa McKeown
(C17), serta senyawa volatil seperti xylene, toluen, dan toluic acid metyl ester (Scotter et
al. 2001; Montenegro et al. 2004; Silva et al. 2005). Pembentukan produk degradasi
pada larutan bixin dalam alkohol yang disimpan pada titik didih alkohol (78,3 °C) terjadi
88
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
secara cepat dengan energi aktivasi (Ea) sebesar 8,5 kkal/mol (Scotter et al. 1994; Scotter
et al. 2001; Montenegro et al. 2004).
Pengaruh cahaya (fotostabilitas)
Penurunan absorbansi larutan bixin menunjukkan bahwa bixin yang terlarut dalam
aseton sudah mengalami degradasi akibat pengaruh irradiasi cahaya UV. Wiles & Carlsson
(1987) melaporkan bahwa cahaya UV dengan panjang gelombang pendek menyebabkan
molekul terdegradasi lebih cepat, yang ditunjukkan dengan penurunan absorbansi dan
pemucatan warna setelah iradiasi cahaya UV akibat putusnya ikatan rangkap pada struktur
kimia bixin. Energi foton cahaya UV yang diabsorbsi menyebabkan bixin terdegradasi
membentuk molekul baru dengan struktur kimia yang lebih sederhana dibandingkan
molekul bixin awal dan menyebabkan perubahan sifat-sifat kimia pigmen bixin.
Laju degradasi bixin pada kondisi penyimpanan gelap lebih rendah dibandingkan
dengan penyimpanan pada irradiasi cahaya lampu daylight. Hasil ini menunjukkan bahwa
bixin lebih stabil pada penyimpanan kondisi gelap. Sebagaimana Barbosa et al. (2005)
melaporkan bahwa stabilitas bixin pada kondisi gelap 10 kali lebih besar dibandingkan
bixin yang diiradiasi cahaya fluoresens (700 lux) selama 7 hari. Najar et al. (1987)
melaporkan bahwa bixin bersifat sensitif terhadap cahaya. Irradiasi cahaya polikromatik
dengan intensitas 430 lux dan 1380 lux selama 12 hari pada suhu 24 ± 1°C menyebabkan
photobleaching ekstrak pigmen selaput biji kesumba (bixin 0,25 - 0,26 mg/ml) dalam
pelarut kloroform.
Pengaruh pH
Pada kondisi yang semakin asam (pH semakin kecil) serapan maksimum pigmen
bixin mengalami pergeseran ke arah panjang gelombang yang lebih kecil atau dikenal
dengan istilah hipsokromik. Kondisi ini mengindikasikan pH menyebabkan degradasi
pigmen. Limantara (2006) melaporkan bahwa pergeseran hipsokromik dan hipokromik
menunjukkan terjadinya proses degradasi.
Pengaruh oksidator-reduktor
Bixin bersifat stabil terhadap penambahan oksidator H2O2 30%. Stabilitas pigmen
bixin terhadap oksidator ini didukung oleh sifat antioksidannya. Bixin mampu melawan
serangan oksidator, sehingga gugus reaktif pigmen tidak mengalami kerusakan akibat
oksidator. Penambahan oksidator pada pigmen bixin menyebabkan laju degradasi yang
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
89
sangat kecil, hal ini diakibatkan oleh sifat pigmen yang mempunyai kemampuan dalam
menangkal radikal bebas O2- dari H2O2 30%. De-Oliveira et al. (2003) melaporkan bahwa
ekstrak kesumba bersifat antimutagenik dan antikarsinogenik pada sel mamalia. Norbixin
terbukti dapat menghambat mutasi DNA yang diinduksi oleh radiasi sinar UV, hidrogen
peroksida (H2O2) dan radikal bebas. Efek antimutagenik norbixin dibuktikan berdasarkan
uji mutagenitas pada Salmonella dengan nilai penghambatan H2O2 sebesar 87%. Bixin
dilaporkan efektif sebagai quencher ROS (Radical Oxygen Species) yang berperan sebagai
agen proteksi terhadap radikal bebas dan sebagai penghambat cisplatin, yaitu senyawa
yang menginduksi kanker pada rodensia (Paumgartten et al., 2002).
Laju degradasi bixin akibat penambahan reduktor asam askorbat adalah 1,05 %
per jam. Penambahan asam askorbat pada pigmen ini diduga dapat mencegah degradasi
pigmen yang diakibatkan oleh faktor oksidatif dari luar seperti suhu, pH, dan cahaya.
Sebagaimana Humeau et al. (2000) melaporkan bahwa asam askorbat yang ditambahkan
pada produk pangan berperan sebagai antioksidan untuk menjaga stabilitas warna,
menghambat pencoklatan enzimatik, melindungi flavor, dan juga dapat melindungi
oksidasi pada pangan.
KESIMPULAN
Hasil uji stabilitas pigmen menunjukkan bahwa bixin bersifat stabil pada berbagai
penyimpanan dengan kondisi suhu rendah (4 °C), suhu ruang (25 °C), suhu tubuh (37
°C), suhu tinggi (50 °C) dengan nilai degradasi pada masing-masing suhu sebesar 0,52%;
0,85%; 3,58%. Bixin lebih stabil pada kondisi gelap, sedangkan pengaruh cahaya UV selama
12 jam menyebabkan degradasi hampir 100%. Irradiasi cahaya polikromatik selama 7
hari menyebabkan degradasi per hari sebesar 14,39%. Bixin memiliki kecenderungan
lebih stabil pada pH 4 dan mengalami peningkatan degradasi pada pH 3 dan pH 5. Bixin
bersifat relatif stabil terhadap pengaruh penambahan oksidator H2O2 30% dan reduktor
asam askorbat.
SARAN
Perlu dilakukan penelitian lanjut mengenai stabilitas serbuk pewarna bixin.
Pengujian terhadap toksisitas pigmen bixin dari selaput biji kesumba keling
90
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
(Bixa. orellana L.) juga perlu dilakukan, mengingat pigmen tersebut diaplikasikan sebagai
pewarna pada bahan pangan. Hal ini diharapkan dapat memantapkan pemanfaatannya
di bidang industri makanan dan minuman di Indonesia.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini didukung oleh dana penelitian yang diperoleh Suparmi dari Beasiswa
Unggulan Untuk Peneliti, Pencipta, Penulis, Wartawan, Seniman dan Tokoh (P3SWOT)
Biro Perencanaan dan Kerjasama Luar Negeri DEPDIKNAS RI Tahun 2007. Suparmi
mengucapkan terima kasih kepada Departemen Pendidikan Nasional yang telah
memberikan Beasiswa Unggulan Persemaian Insan Indonesia Cerdas 2006.
DAFTAR PUSTAKA
Barbosa, M.I.M.J., C.D. Borsarelli, and A.Z. Mercadante, 2005, Light Stability of SprayDried Bixin Encapsulated With Different Edible Polysaccharide Preparations, Food
Research International 38(2005): 989–994.
Bittencourt, C., M.P. Felicissimo, Jean-Jacques Pireaux, and L. Houssiau, 2005, Study of
Annatto from Bixa orellana L. Seeds: an Application of Time-of-flight Secondary
Ion Mass Spectrometry, Article Spectroscopy Europe 17 (2): 16-22.
De-Oliveira, A.C.A.X., Silva, I.B., Manhaes-Rocha, D.A, and Paumgartten, F.J.R, 2003,
Induction of Liver Monoxygenases by Annatto and Bixin in Female Rats, Brazilian
Journal of Medical and Biological Research (2003) 36, 113-118
Humeau, C., B. Rovel, and M. Girardin, 2000, Enzymatic esterification of bixin by L-ascorbic
acid, Biotechnology Letters 22: 165–168.
Jespersen, L., L.D. SrØmdahl, K. Olsen, and L.H. Skibted, 2005, Heat and Light Stability of
Three Natural Blue Colorants for Use In Confectionery and Beverages, Eur Food
Res Technol (2005) 220, 261–266.
Kiattisak, D., B. Saiccheua, and S. Sueeprasan, 2004, Roselle Anthocyanins as a Natural
Food Colorant and Improvement of Its Colour Stability. AIC 2004 Color and Paints,
Interim Meeting of the International Colour Association, Proceedings: 155-158.
Kurniawati, P., Soetjipto, H., dan Limantara, L., 2007, Aktivitas Antioksidan Dan Antibakteri
Pigmen Bixin Selaput Biji Kesumba keling (Bixa Orellana L.), Skripsi, Universitas
Kristen Satya Wacana, Salatiga.
Limantara, L., P. Koehler, B. Wilhelm, R.J. Porra and H. Scheer, 2006, Photostability of
Bacteriochlorophyll a and Derivatives: Potential Sensitizer for Photodinamic Tumor
Theraphy, Photochemistry and Photobiology 82: 770-780.
Lukiati, B and Nugrahaningsih, 2003, The Effect of Alcohol Concentration to Caroten
Content in Kesumba keling (Bixa orellana L.) Seed as Food Colouring, Abstrak,
http://www.malang.ac.id/jurnal/fmipa/chim/2003a.htm#1_2, Dikutip tanggal
12.12.2008
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
91
Montenegro, M.A, A. De O. Rios, A.Z. Mercadante, M.A. Nazareno, and C.D. Borsarelli,
2004, Model Studies on the Photosensitized Isomerization of Bixin, Journal of
Agricultural and Food Chemistry 2004 (52): 367-373.
Rios, A. de Oliveira and Mercadante, A. Z, 2003, Novel Method for The Determination of
Added Annatto Colour in Extruded Corn Snack Products, Food Additives and
Contaminants February 2004 21 (2):125–133
Rios, A. de Oliveira, C.D. Borsarelli, and A.Z. Mercadante, 2005, Thermal Degradation
Kinetics of Bixin in an Aqueous Model System, Journal of Agricultural and Food
Chemistry 2005 (53), 2307-2311
Scotter, M. J., Thorpe. S. A., Reynolds. S. L., Wilson. L. A., and Strutt, 1994, Characterizations
of The Principal Colouring Components of Annatto Using High Performance Liquid
Chromatography with Photodiode-Array Detection, Food Additives and
Contaminants 11(3): 301-315.
Scotter, M.J., L.A. Wilson, G.P. Appleton, and L. Castle, 1998, Analysis of Annatto (Bixa
orellana L.) Food Coloring Formulations. 1. Determination of Colouring
Components and Colored Thermal Degradation Products by High Performance
Liquid Chromatography with Photodiode-Array Detection, Journal of Agricultural
and Food Chemistry 1998 (46):1031-1038.
Scotter. M. J, L . Castle, and G. P. Appleton, 2001, Kinetics and yields for the formation of
coloured and aromatic thermal degradation products of annatto in foods, Food
Chemistry 2001 (74), 365-375
Silva, M. C. D., J. R. Botelho, M. M. Conceição, B. F. Lira, M.A. Coutinho, A. F. Dias, A. G.
Souza and P. F. A. Filho, 2005, Thermogravimetric Investigations on the Thermal
Degradation of Bixin, Derived from The Seeds of Annatto (Bixa orellana L.), Journal
of Thermal Analysis and Calorimetry 79 (2005): 277–281.
Suparmi, B. Prasetyo, dan L. Limantara, 2007, Fotodegradasi Pigmen Bixin Dari Biji
Kesumba (Bixa orellana L.): Potensinya Sebagai Pewarna Alami Makanan, Prosiding
Seminar Nasional Pigmen 2007 ‘Back to Nature dengan Pigmen Alami’, UKSW
Salatiga, B(05): 95-204.
Suparmi, B. Prasetyo, and L. Limantara, 2008a, Natural Food Colorant from Seed of
Kesumba (Bixa orellana L.), Proceeding of International Conference on Food Science
and Technology 2008 ‘The Challenge of Universal Food Quality and Safety Regime’,
Soegijapranata Catholic University, Semarang, FSQ (06)
Suparmi, B. Prasetyo, dan L. Limantara, 2008b, Kandungan dan Isolasi Pigmen Pada Selaput
Biji Kesumba (Bixa orellana L.): Potensinya Sebagai Pewarna Alami Makanan,
Prosiding Seminar Nasional 2008 ‘Pengembangan Agroindustri Berbasis
Sumberdaya Lokal untuk Mendukung Ketahanan Pangan’, Universitas Brawijaya,
Malang, A(22): 55-69.
Sutarno, S, 2001, Tumbuhan Penghasil Warna Alami dan Pemanfaatannya dalam
Kehidupan Suku Meyah di Desa Yoom Nuni, Manokwari, Skripsi, Universitas Negeri
Cendrawasih, Manokwari.
81
Pengaruh Berbagai Faktor Eksternal terhadap Stabilitas Pigmen
Bixin dari Selaput Biji Kesumba (Bixa orellana L.)
Potensi sebagai Pewarna Alami Makanan
Effect of Many External Factor on Bixin Pigment from Annatto
(Bixa orellana L.) Seed Coats
Potency as Natural Food Colorant
Suparmi1, Leenawaty Limantara2, Budhi Prasetya3
ABSTRACT
Background. Bixin is an orange-yellow carotenoid derived from the outer seed coats of annatto (Bixa orellana
L.), which are of interest as natural colorant in food. However, the use of this colorant in food products may
face some problems due to its stability during storage. The characterization of bixin on temperature, pH, light,
and oxidator-reductor was investigated to determine its stability.
Design and Method: The spectra absorption was analyzed by UV-Vis spectroscopy.
Result: Bixin in acetone solution was stable at 4 ºC, 25 ºC, 37 ºC, and 50 ºC with daily degradation rate of
0.52%; 0.85%; 3.58%; and 10.22% respectively. The bixin was stable at dark condition, while the effect of UV
light for 12 hours caused pigment degradation rate of almost 100%. Exposure to polychromatic light for 7 days
caused bixin degradation with daily rate of 14.39%. The bixin was stable at pH 4 and its degradation rate was
increased at pH 3 and 5. It was stable on addition of oxidator (H2O2 30%) and reductor (ascorbic acid).
Conclusion: Bixin is stable on temperature, pH, light, and oxidator-reductor. It is potential as natural colorant
in dairy and fat-based food products such as yogurt, (Sains Medika, 1 (1) : 81-91).
Keywords: Bixa orellana L., bixin, food colorant, stability
ABSTRAK
Pendahuluan: Bixin merupakan pigmen karotenoid pada selaput biji kesumba keling (Bixa orellana L.) dengan
kisaran warna kuning-orange. Pigmen ini berpotensi sebagai pewarna alami makanan. Permasalahan utama
dalam penggunaan pigmen sebagai pewarna alami makanan adalah menjaga stabilitas warna pigmen selama
pengolahan dan penyimpanan makanan, sehingga tidak terjadi degradasi warna. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui stabilitas bixin pada berbagai suhu, cahaya, pH, dan oksidator-reduktor.
Metode:Stabilitas bixin setelah perlakuan dengan waktu tertentu diamati berdasarkan spektrum absorbansi
yang ditampilkan pada spektrofotometer.
Hasil: Bixin bersifat stabil pada berbagai penyimpanan dengan kondisi 4 °C, 25 °C, 37 °C, dan 50 °C dengan
rasio degradasi per hari pada masing-masing suhu sebesar 0,52%; 0,85%; 3,58%; dan 10,22%. Bixin lebih stabil
pada kondisi gelap, sedangkan pengaruh cahaya UV selama 12 jam menyebabkan degradasi hampir 100%.
Irradiasi cahaya polikromatik selama 7 hari menyebabkan degradasi per hari sebesar 14,39%. Bixin memiliki
kecenderungan lebih stabil pada pH 4 dan mengalami peningkatan degradasi pada pH 3 dan pH 5. Bixin bersifat
relatif stabil terhadap pengaruh penambahan oksidator H2O2 30% dan reduktor asam askorbat. Hasil uji
organoleptik dengan parameter utama warna menunjukkan bahwa serbuk pewarna bixin yang disukai panelis
adalah pada konsentrasi 5%.
Kesimpulan: Bixin bersifat stabil terhadap berbagai kondisi suhu, cahaya, pH, dan oskidator-reduktor, sehingga
berpotensi sebagai pewarna alami makanan yang menyehatkan, (Sains Medika, 1 (1) : 81-91).
Kata kunci: Bixa orellana L., bixin, pewarna alami makanan, stabilitas.
1
2
3
Bagian Biologi Fakultas Kedokteran Universitas Islam Sultan Agung Semarang,
(amik_achsy@yahoo.com)
Ma Chung Research Center Universitas Ma Chung Malang
Fakultas Biologi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
82
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
PENDAHULUAN
Kesumba keling (Bixa orellana L.) merupakan salah satu jenis tanaman yang
telah lama dikenal dan digunakan oleh sebagian besar masyarakat Indonesia untuk
pengobatan dan kesehatan. Seluruh bagian tanaman Bixa orellana termasuk daun, biji,
bunga, buah, dan akar telah dimanfaatkan sebagai ramuan obat tradisional. Tanaman ini
biasanya tumbuh liar di hutan dan seringkali ditanam di taman-taman atau di tepi jalan
sebagai tanaman hias karena bunga dan buahnya menarik serta daunnya yang rimbun
dan padat (Sutarno, 2001). Dibalik perannya sebagai tanaman hias, B. orellana L. memiliki
peran eksotis yaitu sebagai bahan pewarna alami, bahkan akhir-akhir ini B. orellana L.
(‘annatto’, Inggris dan Amerika Serikat) disadari sebagai penghasil bahan pewarna alami
yang penting secara ekonomis nomor dua di dunia, setelah karamel.
Selaput biji B. orellana L. mengandung pigmen utama dari golongan di-apo
karotenoid dengan komposisi bixin (C25H30O4) sebesar 83,41 ± 4,54% (Suparmi et al., 2008
a,b). Ikatan rangkap yang panjang pada struktur kimia bixin menyebabkan warna merah
pada pigmen tersebut (Rios et al., 2005; Nobre et al., 2006). Di sebagian besar negaranegara Eropa dan Amerika, bixin telah dimanfaatkan sebagai pewarna makanan, obat
dan kosmetik. Akan tetapi, pemanfaatan bixin di Indonesia terbatas pada industri tekstil
tradisional, terutama sebagai pewarna batik dan tenun, sedangkan aplikasi dalam industri
makanan dan minuman belum banyak dikembangkan. Di Indonesia penelitian mengenai
identifikasi, karakterisasi bixin, dan potensinya sebagai pewarna makanan sudah banyak
dikaji (Lukiati & Nugrahaningsih, 2003; Kurniawati et al., 2007; Suparmi et al., 2007;
Suparmi et al., 2008a,b), akan tetapi eksplorasi potensi bixin sebagai pewarna alami belum
banyak dikembangkan.
Potensi pigmen bixin sebagai pewarna alami makanan di Indonesia perlu
dikembangkan sejalan dengan maraknya kasus penyalahgunaan bahan pewarna sintetik.
Bixin biasanya diformulasikan untuk menampilkan warna pada kisaran kuning, oranye,
jingga sampai merah pada berbagai makanan khususnya makanan berbasis lemak seperti
mentega, margarin, keju olahan, yoghurt, es krim, makanan ringan seperti kue dan biskuit,
disamping itu juga digunakan untuk pewarna minyak goreng, minyak jagung, dan salad
(Scotter et al., 1994; Scotter et al., 2002). Potensi bixin sebagai pewarna alami makanan,
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
83
didukung oleh banyak hasil penelitian yang mengungkapkan bahwa bixin memiliki sifat
antioksidan, antigenotoksik, antikarsinogenik, anti jamur, dan anti inflamantori, sehingga
diharapkan bermanfaat bagi kesehatan tubuh (Kurniawati et al.,2007). Akan tetapi,
permasalahan utama dalam penggunaan pigmen sebagai pewarna alami makanan adalah
menjaga stabilitas warna pigmen selama pengolahan dan penyimpanan makanan,
sehingga tidak terjadi degradasi warna (Francis 1989 dalam Kiattisak et al.,2004). Scotter
et al., (1994) melaporkan bahwa sebagaimana sifat karotenoid yang lain, bixin bersifat
rentan terhadap degradasi oksidatif.
Faktor yang mempengaruhi stabilitas pigmen antara lain: suhu, oksigen, pH,
cahaya, pelarut, asam askorbat, ion logam, dan keberadaan sulfur dioksida (Scotter et
al., 1994; Scotter et al., 1998; Montenegro et al., 2004; Bittencourt et al., 2005; Silva et
al., 2005). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui stabilitas bixin pada berbagai suhu,
cahaya, pH, dan oksidator-reduktor. Selain itu, pada penelitian ini juga dilakukan uji coba
penambahan serbuk pigmen bixin pada yogurt dengan konsentrasi 1%, 5%, dan 10% b/v.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi sumbangan teknologi proses produksi
pangan mengenai penambahan bahan pewarna alami makanan berupa serbuk pigmen
bixin dari selaput biji kesumba keling (B. orellana L.), sehingga diharapkan dapat
meningkatkan derajat kesehatan masyarakat Indonesia dan menambah khazanah
makanan fungsional yang populer akhir-akhir ini.
METODE PENELITIAN
Pigmen bixin pada penelitian ini diperoleh dari hasil ekstraksi biji kesumba (Bixa
orelana L.) menggunakan pelarut aseton. Pemurnian bixin dilakukan dengan kromatografi
kolom menggunakan fase diam silika gel Si-60 dan fase gerak aseton:heksana (1:2v/v).
Ekstrak kasar dilarutkan dalam pelarut aseton:heksana (1:2v/v), kemudian dimasukkan
dalam kolom kromatografi yang telah dipersiapkan. Fraksi ke empat ditampung dalam
botol sampel dan dikeringkan dengan dialiri gas N2 (Suparmi et al., 2008a,b). Larutan uji
dibuat dengan melarutkan bixin kering ke dalam aseton 100% sampai volume yang
diinginkan, dengan absorbansi larutan pada panjang gelombang maksimum
(
max
= ± 456 nm) sebesar satu (A0 = 1).
84
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
Pengaruh suhu (termostabilitas)
Larutan uji sebanyak 20 ml dimasukkan kedalam tabung reaksi dengan tutup
berulir kemudian disimpan pada suhu 4, 25, 37, dan 50 °C (Rao et al., 2004). Perlakuan
suhu 25, 37, dan 50 °C dilakukan dengan menempatkan larutan uji dalam waterbath dan
dalam lemari es untuk perlakuan suhu 4 °C selama 7 hari dan diamati setiap hari.
Pengaruh cahaya (fotostabilitas)
Fotostabilitas bixin diuji dengan dua jenis sumber cahaya yang berbeda, yaitu
cahaya polikromatik menggunakan lampu daylight merk Philip 15 Watt dan cahaya UV
menggunakan lampu UV merk Philip 15 Watt pada intensitas cahaya 4×103 lux. Sebagai
kontrol dilakukan penyimpanan larutan pada kondisi gelap (labu ukur dibungkus
aluminium foil) dan disimpan pada ruangan gelap. Pengamatan fotostabilitas pigmen
dilakukan setiap jam selama 12 jam untuk irradiasi cahaya UV, sedangkan untuk cahaya
polikromatik dan gelap diamati setiap hari selama 7 hari (Suparmi et al., 2007).
Pengaruh pH
Stabilitas bixin terhadap pengaruh pH diuji pada 3 tingkat keasaman (pH: 3, 4,
dan 5). Pelarut aseton dengan pH 3, 4, dan 5 dibuat dengan menambahkan NaOH 1 M
dan HCl 1 M pada aseton sampai diperoleh pH yang diinginkan. Bixin dilarutkan dalam
larutan aseton sesuai dengan variasi pH selama 3 jam dan diamati setiap 30 menit
(Jespersen et al., 2005).
Pengaruh oksidator-reduktor
Larutan uji sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan
oksidator 1 ml H2O2 30%, kemudian dihomogenasi menggunakan vortex. Stabilitas pigmen
terhadap pengaruh reduktor diuji dengan menambahkan 5 mg asam askorbat pada 10
ml larutan uji, kemudian dihomogenasi menggunakan vortex. Larutan yang telah homogen
disimpan pada suhu ruang selama 12 jam dan diamati tiap 1 jam.
Analisa data
Data karakteristik stabilitas bixin yang diperoleh dari pengamatan tiap-tiap
parameter di atas, kemudian dianalisa melalui pengamatan pola spektra absorbsi dari
spektrofotometer berkas rangkap Varian Cary 50 pada panjang gelombang 350 – 600
nm. Pola spektra absorbsi spektrofotometer dari tiap-tiap parameter di atas digambarkan
dengan Program Origin 6.1. Nilai absorbansi pada panjang gelombang maksimum (A)
85
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
digunakan untuk menghitung konstanta laju degradasi (k) yang dianalisa menggunakan
regresi linear dengan Program Microsoft Excel 2003 dari rasio A/A0 terhadap waktu
(Jespersen et al., 2004).
HASIL PENELITIAN
Pengaruh suhu (termostabilitas)
Penurunan absorbansi bixin pada berbagai variasi suhu penyimpanan tampak
hampir tidak berbeda secara signifikan, sebagaimana dilihat pada Gambar 1.
Pengaruh cahaya (fotostabilitas)
Pola spekra absorbsi bixin cenderung menurun seiring bertambahnya waktu
irradiasi, sebagaimana ditampilkan pada Gambar 2. Hasil regresi linear menunjukkan
hubungan yang sangat kuat (R2=0,9956) antara waktu irradiasi dengan rasio A/A 0.
Degradasi larutan bixin pada cahaya polikromatik lebih cepat dibandingkan dengan
penyimpanan gelap, sebagaimana terlihat pada Tabel 1.
Pengaruh pH
Pola spektra absorbsi bixin (
max
) yang dilarutkan dalam aseton dengan kisaran
pH 3, 4, dan 5 tampak berbeda dibandingkan dengan bixin yang dilarutkan pada aseton
murni dengan pH 7 sebagaimana disajikan pada Tabel 2.
Pengaruh oksidator-reduktor
Pengaruh penambahan oksidator dan reduktor pada larutan bixin dapat dilihat
pada perubahan pola spektra absorbansi sebagaimana disajikan pada Gambar 3.
(a)
(b)
86
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
(c)
(d)
Gambar 1. Perubahan pola spektra bixin dalam pelarut aseton selama penyimpanan 7
hari pada berbagai suhu: 4°C (a), 25°C (b), 37°C (c), 50°C (d).
Gambar 2. Perubahan pola spektra absorbsi bixin dalam pelarut aseton selama 12 jam
irradiasi cahaya UV (pengukuran setiap 1 jam)
Gambar 3. Perubahan pola spektra absorbsi bixin dalam pelarut aseton selama 12 jam
(pengukuran setiap 1 jam) penyimpanan, setelah penambahan:
(a) H2O2 30%, (b) reduktor asam askorbat
87
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
Tabel 1.
Prosentase perubahan absorbansi maksimal ( max) larutan pigmen bixin
selama 7 hari iradiasi cahaya polikromatik intensitas 4×103 lux dan kondisi
gelap, pada temperatur 27± 2ºC
Tabel 2.
Panjang gelombang serapan maksimum (
max
) bixin pada berbagai pH pelarut
PEMBAHASAN
Pengaruh suhu (termostabilitas)
Penyimpanan selama 7 hari menyebabkan absorbansi maksimum bixin menurun
sebesar 4,01%; 6,78%; 24,09%, dan 70,97% pada masing-masing suhu 4, 25, 37 dan 50°C.
Rios et al. (2005) melaporkan bahwa suhu tinggi menyebabkan degradasi bixin yang
akan menghasilkan produk degradasi dengan warna dan sifat kimia yang berbeda dengan
bixin. Montenegro et al. (2004) melaporkan bahwa bixin bersifat stabil pada suhu ruang,
namun akan mudah mengalami degradasi jika terdapat senyawa sensitizer dan cahaya.
Pada suhu tinggi, 9’-cis-bixin terdegradasi menjadi all-trans-bixin, trans-monomethyl ester
dari 4,8-dimethyltetradecahexaenedioic acid atau dikenal dengan senyawa McKeown
(C17), serta senyawa volatil seperti xylene, toluen, dan toluic acid metyl ester (Scotter et
al. 2001; Montenegro et al. 2004; Silva et al. 2005). Pembentukan produk degradasi
pada larutan bixin dalam alkohol yang disimpan pada titik didih alkohol (78,3 °C) terjadi
88
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
secara cepat dengan energi aktivasi (Ea) sebesar 8,5 kkal/mol (Scotter et al. 1994; Scotter
et al. 2001; Montenegro et al. 2004).
Pengaruh cahaya (fotostabilitas)
Penurunan absorbansi larutan bixin menunjukkan bahwa bixin yang terlarut dalam
aseton sudah mengalami degradasi akibat pengaruh irradiasi cahaya UV. Wiles & Carlsson
(1987) melaporkan bahwa cahaya UV dengan panjang gelombang pendek menyebabkan
molekul terdegradasi lebih cepat, yang ditunjukkan dengan penurunan absorbansi dan
pemucatan warna setelah iradiasi cahaya UV akibat putusnya ikatan rangkap pada struktur
kimia bixin. Energi foton cahaya UV yang diabsorbsi menyebabkan bixin terdegradasi
membentuk molekul baru dengan struktur kimia yang lebih sederhana dibandingkan
molekul bixin awal dan menyebabkan perubahan sifat-sifat kimia pigmen bixin.
Laju degradasi bixin pada kondisi penyimpanan gelap lebih rendah dibandingkan
dengan penyimpanan pada irradiasi cahaya lampu daylight. Hasil ini menunjukkan bahwa
bixin lebih stabil pada penyimpanan kondisi gelap. Sebagaimana Barbosa et al. (2005)
melaporkan bahwa stabilitas bixin pada kondisi gelap 10 kali lebih besar dibandingkan
bixin yang diiradiasi cahaya fluoresens (700 lux) selama 7 hari. Najar et al. (1987)
melaporkan bahwa bixin bersifat sensitif terhadap cahaya. Irradiasi cahaya polikromatik
dengan intensitas 430 lux dan 1380 lux selama 12 hari pada suhu 24 ± 1°C menyebabkan
photobleaching ekstrak pigmen selaput biji kesumba (bixin 0,25 - 0,26 mg/ml) dalam
pelarut kloroform.
Pengaruh pH
Pada kondisi yang semakin asam (pH semakin kecil) serapan maksimum pigmen
bixin mengalami pergeseran ke arah panjang gelombang yang lebih kecil atau dikenal
dengan istilah hipsokromik. Kondisi ini mengindikasikan pH menyebabkan degradasi
pigmen. Limantara (2006) melaporkan bahwa pergeseran hipsokromik dan hipokromik
menunjukkan terjadinya proses degradasi.
Pengaruh oksidator-reduktor
Bixin bersifat stabil terhadap penambahan oksidator H2O2 30%. Stabilitas pigmen
bixin terhadap oksidator ini didukung oleh sifat antioksidannya. Bixin mampu melawan
serangan oksidator, sehingga gugus reaktif pigmen tidak mengalami kerusakan akibat
oksidator. Penambahan oksidator pada pigmen bixin menyebabkan laju degradasi yang
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
89
sangat kecil, hal ini diakibatkan oleh sifat pigmen yang mempunyai kemampuan dalam
menangkal radikal bebas O2- dari H2O2 30%. De-Oliveira et al. (2003) melaporkan bahwa
ekstrak kesumba bersifat antimutagenik dan antikarsinogenik pada sel mamalia. Norbixin
terbukti dapat menghambat mutasi DNA yang diinduksi oleh radiasi sinar UV, hidrogen
peroksida (H2O2) dan radikal bebas. Efek antimutagenik norbixin dibuktikan berdasarkan
uji mutagenitas pada Salmonella dengan nilai penghambatan H2O2 sebesar 87%. Bixin
dilaporkan efektif sebagai quencher ROS (Radical Oxygen Species) yang berperan sebagai
agen proteksi terhadap radikal bebas dan sebagai penghambat cisplatin, yaitu senyawa
yang menginduksi kanker pada rodensia (Paumgartten et al., 2002).
Laju degradasi bixin akibat penambahan reduktor asam askorbat adalah 1,05 %
per jam. Penambahan asam askorbat pada pigmen ini diduga dapat mencegah degradasi
pigmen yang diakibatkan oleh faktor oksidatif dari luar seperti suhu, pH, dan cahaya.
Sebagaimana Humeau et al. (2000) melaporkan bahwa asam askorbat yang ditambahkan
pada produk pangan berperan sebagai antioksidan untuk menjaga stabilitas warna,
menghambat pencoklatan enzimatik, melindungi flavor, dan juga dapat melindungi
oksidasi pada pangan.
KESIMPULAN
Hasil uji stabilitas pigmen menunjukkan bahwa bixin bersifat stabil pada berbagai
penyimpanan dengan kondisi suhu rendah (4 °C), suhu ruang (25 °C), suhu tubuh (37
°C), suhu tinggi (50 °C) dengan nilai degradasi pada masing-masing suhu sebesar 0,52%;
0,85%; 3,58%. Bixin lebih stabil pada kondisi gelap, sedangkan pengaruh cahaya UV selama
12 jam menyebabkan degradasi hampir 100%. Irradiasi cahaya polikromatik selama 7
hari menyebabkan degradasi per hari sebesar 14,39%. Bixin memiliki kecenderungan
lebih stabil pada pH 4 dan mengalami peningkatan degradasi pada pH 3 dan pH 5. Bixin
bersifat relatif stabil terhadap pengaruh penambahan oksidator H2O2 30% dan reduktor
asam askorbat.
SARAN
Perlu dilakukan penelitian lanjut mengenai stabilitas serbuk pewarna bixin.
Pengujian terhadap toksisitas pigmen bixin dari selaput biji kesumba keling
90
Sains Medika, Vol. 1, No. 1, Januari –Juni 2009
(Bixa. orellana L.) juga perlu dilakukan, mengingat pigmen tersebut diaplikasikan sebagai
pewarna pada bahan pangan. Hal ini diharapkan dapat memantapkan pemanfaatannya
di bidang industri makanan dan minuman di Indonesia.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini didukung oleh dana penelitian yang diperoleh Suparmi dari Beasiswa
Unggulan Untuk Peneliti, Pencipta, Penulis, Wartawan, Seniman dan Tokoh (P3SWOT)
Biro Perencanaan dan Kerjasama Luar Negeri DEPDIKNAS RI Tahun 2007. Suparmi
mengucapkan terima kasih kepada Departemen Pendidikan Nasional yang telah
memberikan Beasiswa Unggulan Persemaian Insan Indonesia Cerdas 2006.
DAFTAR PUSTAKA
Barbosa, M.I.M.J., C.D. Borsarelli, and A.Z. Mercadante, 2005, Light Stability of SprayDried Bixin Encapsulated With Different Edible Polysaccharide Preparations, Food
Research International 38(2005): 989–994.
Bittencourt, C., M.P. Felicissimo, Jean-Jacques Pireaux, and L. Houssiau, 2005, Study of
Annatto from Bixa orellana L. Seeds: an Application of Time-of-flight Secondary
Ion Mass Spectrometry, Article Spectroscopy Europe 17 (2): 16-22.
De-Oliveira, A.C.A.X., Silva, I.B., Manhaes-Rocha, D.A, and Paumgartten, F.J.R, 2003,
Induction of Liver Monoxygenases by Annatto and Bixin in Female Rats, Brazilian
Journal of Medical and Biological Research (2003) 36, 113-118
Humeau, C., B. Rovel, and M. Girardin, 2000, Enzymatic esterification of bixin by L-ascorbic
acid, Biotechnology Letters 22: 165–168.
Jespersen, L., L.D. SrØmdahl, K. Olsen, and L.H. Skibted, 2005, Heat and Light Stability of
Three Natural Blue Colorants for Use In Confectionery and Beverages, Eur Food
Res Technol (2005) 220, 261–266.
Kiattisak, D., B. Saiccheua, and S. Sueeprasan, 2004, Roselle Anthocyanins as a Natural
Food Colorant and Improvement of Its Colour Stability. AIC 2004 Color and Paints,
Interim Meeting of the International Colour Association, Proceedings: 155-158.
Kurniawati, P., Soetjipto, H., dan Limantara, L., 2007, Aktivitas Antioksidan Dan Antibakteri
Pigmen Bixin Selaput Biji Kesumba keling (Bixa Orellana L.), Skripsi, Universitas
Kristen Satya Wacana, Salatiga.
Limantara, L., P. Koehler, B. Wilhelm, R.J. Porra and H. Scheer, 2006, Photostability of
Bacteriochlorophyll a and Derivatives: Potential Sensitizer for Photodinamic Tumor
Theraphy, Photochemistry and Photobiology 82: 770-780.
Lukiati, B and Nugrahaningsih, 2003, The Effect of Alcohol Concentration to Caroten
Content in Kesumba keling (Bixa orellana L.) Seed as Food Colouring, Abstrak,
http://www.malang.ac.id/jurnal/fmipa/chim/2003a.htm#1_2, Dikutip tanggal
12.12.2008
Stabilitas Pigmen Bixin Kesumba
91
Montenegro, M.A, A. De O. Rios, A.Z. Mercadante, M.A. Nazareno, and C.D. Borsarelli,
2004, Model Studies on the Photosensitized Isomerization of Bixin, Journal of
Agricultural and Food Chemistry 2004 (52): 367-373.
Rios, A. de Oliveira and Mercadante, A. Z, 2003, Novel Method for The Determination of
Added Annatto Colour in Extruded Corn Snack Products, Food Additives and
Contaminants February 2004 21 (2):125–133
Rios, A. de Oliveira, C.D. Borsarelli, and A.Z. Mercadante, 2005, Thermal Degradation
Kinetics of Bixin in an Aqueous Model System, Journal of Agricultural and Food
Chemistry 2005 (53), 2307-2311
Scotter, M. J., Thorpe. S. A., Reynolds. S. L., Wilson. L. A., and Strutt, 1994, Characterizations
of The Principal Colouring Components of Annatto Using High Performance Liquid
Chromatography with Photodiode-Array Detection, Food Additives and
Contaminants 11(3): 301-315.
Scotter, M.J., L.A. Wilson, G.P. Appleton, and L. Castle, 1998, Analysis of Annatto (Bixa
orellana L.) Food Coloring Formulations. 1. Determination of Colouring
Components and Colored Thermal Degradation Products by High Performance
Liquid Chromatography with Photodiode-Array Detection, Journal of Agricultural
and Food Chemistry 1998 (46):1031-1038.
Scotter. M. J, L . Castle, and G. P. Appleton, 2001, Kinetics and yields for the formation of
coloured and aromatic thermal degradation products of annatto in foods, Food
Chemistry 2001 (74), 365-375
Silva, M. C. D., J. R. Botelho, M. M. Conceição, B. F. Lira, M.A. Coutinho, A. F. Dias, A. G.
Souza and P. F. A. Filho, 2005, Thermogravimetric Investigations on the Thermal
Degradation of Bixin, Derived from The Seeds of Annatto (Bixa orellana L.), Journal
of Thermal Analysis and Calorimetry 79 (2005): 277–281.
Suparmi, B. Prasetyo, dan L. Limantara, 2007, Fotodegradasi Pigmen Bixin Dari Biji
Kesumba (Bixa orellana L.): Potensinya Sebagai Pewarna Alami Makanan, Prosiding
Seminar Nasional Pigmen 2007 ‘Back to Nature dengan Pigmen Alami’, UKSW
Salatiga, B(05): 95-204.
Suparmi, B. Prasetyo, and L. Limantara, 2008a, Natural Food Colorant from Seed of
Kesumba (Bixa orellana L.), Proceeding of International Conference on Food Science
and Technology 2008 ‘The Challenge of Universal Food Quality and Safety Regime’,
Soegijapranata Catholic University, Semarang, FSQ (06)
Suparmi, B. Prasetyo, dan L. Limantara, 2008b, Kandungan dan Isolasi Pigmen Pada Selaput
Biji Kesumba (Bixa orellana L.): Potensinya Sebagai Pewarna Alami Makanan,
Prosiding Seminar Nasional 2008 ‘Pengembangan Agroindustri Berbasis
Sumberdaya Lokal untuk Mendukung Ketahanan Pangan’, Universitas Brawijaya,
Malang, A(22): 55-69.
Sutarno, S, 2001, Tumbuhan Penghasil Warna Alami dan Pemanfaatannya dalam
Kehidupan Suku Meyah di Desa Yoom Nuni, Manokwari, Skripsi, Universitas Negeri
Cendrawasih, Manokwari.