Pengaruh Perbandingan Bahan dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna Dari Buah Pandan (Pandanus tectorius).

(1)

PENGARUH PERBANDINGAN BAHAN DENGAN PELARUT

DAN LAMA EKSTRAKSI TERHADAP RENDEMEN DAN

KARAKTERISTIK EKSTRAK PEWARNA DARI BUAH

PANDAN (Pandanus tectorius)

S K R I P S I

Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

Oleh :

GUSTI AYU KADE FRETY YUDHARINI 1211205045

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN

(2)

Gusti Ayu Kade Frety Yudharini. 1211205045. 2016. Pengaruh Perbandingan Bahan dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna dari Buah Pandan (Pandanus tectorius) di bawah bimbingan Ir.A.A.P.Agung Suryawan Wiranatha, M. Sc.,Ph. D. dan Dr.Ir.Ni Made Wartini, M.P.

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah untuk1) mengetahui pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna alami buah pandan, 2) menentukan perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terbaik untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna alami buah pandan.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok factorial 2 faktor, faktor pertama adalah perbandingan bahan dengan pelarut terdiri dari 3 taraf yaitu 1:7, 1:9, dan 1:11. Faktor kedua adalah lama ekstraksi yaitu 3 jam, 5 jam, dan 7 jam. Percobaan dikelompokkan menjadi 2 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Variabel yang diamati yaitu rendemen, kadar total karotenoid, dan intensitas warna.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa Perbandingan bahan dengan pelarut berpengaruh nyata terhadap rendemen, kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap tingkat kecerahan (L*). Lama ekstraksi berpengaruh nyata terhadap kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen, dan tingkat kecerahan (L*). Interaksi perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi berpengaruh nyata terhadap, kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen, dan tingkat kecerahan (L*). Perbandingan bahan dengan pelarut (1:11) dan lama ekstraksi 5 jam merupakan perlakuan terbaik untuk menghasilkan ekstrak pewarna dari buah pandan dengan rendemen 2,60%, kadar total karotenoid 15,62%, tingkat kecerahan (L*) 1,30, tingkat kemerahan (a*) -0,13, dan tingkat kekuningan (b*) 3,59.

(3)

Gusti Ayu Kade Frety Yudharini. 1211205045. 2016. The effect of ratio between material and solvent, and time of extraction on the yield and characteristics of pandanus fruit extract dyes(Pandanus tectorius) under the guidance Ir. A. A. P. Agung Suryawan Wiranatha, M. Sc., Ph. D. and Dr. Ir. Ni Made Wartini, M.P.

ABSTRACT

The aims of this study were 1) to determine the effect of ratio between material and solvent and time of extraction on the yield and characteristics of pandanus fruit extract dyes, 2) to obtain the best ratio between material and solvent, and time of extraction to produce yield and characteristics of pandanus fruit extract dyes.

This study used a randomized block design factorial with 2 factors, namely the first factor was the ratio of material with solvent consisting of three levels 1: 7, 1: 9, and 1:11; the second factor was the extraction time ( 3 hours, 5 hours and 7 hours). The experiments were grouped into 2 groups based on the time of its implementation, in order to obtain 18 experimental units. Variables observed were yield, total carotenoid content, and color intensity.

The results showed that the ratio between material and solvent affected the yield, total carotenoid content, the level of redness (a*), and the level of yellowness, but did not affected the level of brightness. The time of extraction affected the total carotenoid content, the level of redness (a*) and the level of yellownes, but did not affected the yield and the level of brightness. The interaction ratio between material and solvent, and time of extraction affected the total carotenoid content, the level of redness (a*), and the level of yellowness, but did not affected the yield, and the level of yellowness. Ratio between material and solvent (1:11), and 5 hours time of extraction was the best treatment to produce fruit extract dyes with yield of 2,60%, total carotenoid content of 15,12%, the level of bringhtness (L*) 1,30%, the level of redness (a*) -0,13, and the level of yellowness (b*) 3,59.

(4)

RINGKASAN

Tanaman pandan merupakan tanaman tropis yang tumbuh sangat baik di daerah pesisir dengan cahaya matahari penuh. Beberapa jenis tanaman pandan yang tumbuh di pesisir pulau Bali diantaranya pandan laut, pandan berduri, dan pandan wangi. Daun pandan wangi banyak digunakan sebagai pemberi flavor dan pewarna pada makanan, daun pandan laut dan pandan berduri dipakai sebagai bahan baku anyaman, baik untuk tikar maupun topi pandan.Berbeda dengan daunnya yang telah banyak dimanfaatkan, ternyata buah pandan laut yang berwarna kuning kemerahan belum banyak diperhatikan selama ini, padahal mempunyai potensi sebagai pewarna alami kuning sampai warna oranye. Disamping sebagai pewarna, kandungan karotenoid dalam buah juga berperan sebagai sumber vitamin A. Pohon pandan yang banyak tumbuh di sepanjang pantai Pulau Bali menunjukkan bahwa buah pandan yang terdapat dalam satu cabang pohon pandan yaitu antara 4-5 buah dan tiap pohon pandan rata-rata mempunyai 8-10 cabang (hasil survei di pantai Delod Brawah Kabupaten Jembrana). Salah satu jenis tanaman pandan laut yaitu Pandanus tectorius.

(5)

yaitu 1:9, dan lama ekstraksi 25 menit pelarut yang digunakan petroleum eter dan aseton Manasika dan Widjanarko (2015),pada ekstraksi antioksidan daun sirsak perlakuan terbaik diperoleh rasio antara bahan dengan pelarut 1:10 (b/v) dan lama ekstraksi 20 menit pelarut yang digunakan asetonHandayani dkk. (2016), pada ekstraksi buah pandan ukuran partikel terbaik adalah 60 mesh dan lama ekstraksi terbaik yaitu 5 jam pelarut yang digunakan etanolAntari dkk.(2015) dan suhu terbaik 45°C Cahayanti (2015). Pelarut yang digunakan dalam ekstraksi pewarna dari buah pandan yaitu kloroform.

Warna buah pandan termasuk dalam golongan karotenoid harus diekstraksi dengan pelarut yang mempunyai polaritas sesuai dan jumlah yang tepat. Perbandingan bahan dengan pelarut berpengaruh terhadap proses ekstraksi karena semakin banyak pelarut yang digunakan maka semakin banyak senyawa yang dapat diekstrak. Lama ekstraksi pada bahan baku berkaitan dengan lama kontak antara bahan dengan pelarut sampai pada batas tertentu senyawa yang diekstrak habis dalam bahan. Permasalahan yang dihadapi dalam ekstraksi pewarna dari buah pandan adalah belum diketahuinya perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi yang tepat untuk menghasilkan ekstrak pewarna dari buah pandan.Berdasarkan hal tersebut, perlu dilakukan penelitian mengenai perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan dengan tujuan mengetahui pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan, dan menentukan perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terbaik untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan.

(6)

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial 2 faktor. Faktor pertama adalah perbandingan bahan dengan pelarut terdiri dari 3 taraf yaitu 1:7, 1:9, dan 1:11. Faktor kedua adalah lama ekstraksi yang terdiri dari 3 taraf yaitu 3, 5, dan 7 jam. Masing-masing perlakuan dikelompokkan menjadi 2 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Variabel yang diamati dalam penelitian ini yaitu rendemen, kadar total karotenoid, intensitas warna.

Berdasarkan hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut 1) perbandingan bahan dengan pelarut berpengaruh nyata terhadap rendemen, kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap tingkat kecerahan (L*). Lama ekstraksi berpengaruh nyata terhadap kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen, dan tingkat kecerahan (L*). Interaksi perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi berpengaruh nyata terhadap kadar total karotenoid, tingkat kemerahan (a*), dan tingkat kekuningan (b*) tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen, dan tingkat kecerahan (L*),2) perbandingan bahan dengan pelarut (1:11) dan lama ekstraksi 5 jam merupakan perlakuan terbaik untuk menghasilkan ekstrak pewarna dari buah pandan dengan rendemen 2,60%, kadar total karotenoid 15,62%, tingkat kecerahan (L*) 1,30, tingkat kemerahan (a*) -0,13, dan tingkat kekuningan (b*)

(7)

(8)

RIWAYAT HIDUP

Gusti Ayu Kade Frety Yudharini lahir di Pergung pada tanggal 12 Desember 1994, penulis merupakan anak kedua dari 2 bersaudara pasangan Gusti Kade Sudiasa (ayah) dengan Sayu Ketut Suintri (Ibu).

Penulis memulai pendidikan Taman Kanak-kanak di TK Sutha Darma Kerti pada tahun 1999 sampai 2000 dan melanjutkan ke sekolah dasar di SD Negeri No 2 Pergung dari tahun 2000 sampai 2006, kemudian melanjutkan ke SMP di SMP Negeri 2 Mendoyo dari tahun 2006 sampai dengan tahun 2009. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan ke jenjang pendidikan menengah atas di SMA N 2 Negara dan tamat pada tahun 2012. Melalui jalur PMDK pada tahun 2012 penulis diterima menjadi mahasiswa di Universitas Udayana Jurusan Teknologi Industri Pertanian.

Selama mengikuti perkuliahan di Universitas Udayana, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan di lingkungan Jurusan, Fakultas maupun Universitas.

(9)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nya, tugas akhir yang berjudul “Pengaruh Perbandingan Bahan dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna dari Buah Pandan (Pandanus tectorius)”dapat terselesaikan dengan baik.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dalam menyelesaikan studi pada program studi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Penulis telah mendapatkan banyak bantuan, doa dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ir.A.A.P.Agung Suryawan Wiranatha,M.Sc.,Ph.D. dan Dr. Ir. Ni Made Wartini,M.P selaku dosen pembimbing I dan II yang telah banyak memberi bimbingan, saran, arahan, dalam penyusunan tugas akhir ini.

2. Dr. Ir. I Dewa Gde Mayun Permana, M.S. Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana.

3. Ir. Amna Hartiati, M.P. Ketua Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana.

4. Bapak Prof. G.P. Ganda Putra,M.P., Ir.I.B.W.Gunam, M.P.,Ph.D. danIbu Dr.Ir.L. P. Wrasiati, M.P selaku dosen penguji yang telah banyak memberi saran, masukkan dalam penyempurnaan tugas akhir ini.

(10)

5. Bapak/Ibu dosen, Kepala laboran beserta staf, seluruh pegawai Fakultas Teknologi Pertanian, kakak-kakak angkatan 2010 & 2011, teman-teman angkatan 2012, teman-teman KKN Mendoyo Dauh Tukad Periode XI serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis.

6. Ajik, Ibu, kakak Juli, Ninik, Gustu dan seluruh keluarga penulisyang telah banyak memberi doa, motivasi, dan dukungan moral maupun material dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Teman- teman seperjuangan, sehati dan sejiwa Ravi, Desi, Rima, Anik, Tica, yang telah menemani dalam suka duka, menghibur dengan canda tawa, memberi semangat dan banyak membantu penulis selama kuliah dan selama penulis menyusun tugas akhir ini.

Penulis telah berusaha sebaik mungkin dalam menulis tugas akhir ini, namun penulis sadari tugas akhir ini belumlah sempurna. Maka dari itu, penulis mohon saran maupun kritik yang bertujuan memperbaiki dan bersifat membangun dari pembaca sekalian yang nantinya dapat menyempurnakan tugas akhir ini.

Akhir kata semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian. Bukit Jimbaran,Mei 2016

(11)

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ...i

ABSTRAK ...iii

RINGKASAN... v

HALAMAN PENGESAHAN ... v

RIWAYAT HIDUP ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ...xii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR LAMPIRAN... xvi

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah... 4

1.3.Hipotesis ... 4

1.4.Tujuan Penelitian... 4

1.5.Manfaat Penelitian... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1.Buah Pandan ... 5

2.2.Karotenoid ... 6

2.3.Ekstraksi Karotenoid ... 11

(12)

III. METODE PENELITIAN ... 18

3.1.Tempat dan Waktu Penelitian... 18

3.2Alat ... 18

3.3.Bahan... 18

3.4.Rancangan Percobaan ... 19

3.5.Pelaksanaan Penelitian ... 19

3.6.Variabel yang Diamati... 20

3.6.1.Rendemen ... 20

3.6.2.Kadar Total Karotenoid ... 22

3.6.3.Intensitas Warna ... 23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25

4.1.Rendemen ... 25

4.2.Kadar Total Karotenoid ... 26

4.3. Intensitas Warna... 28

4.4.Hasil Uji Efektivitas ... 30

V. PENUTUP ... 33

5.1. Kesimpulan ... 33

5.2.Saran... 33

DAFTAR PUSTAKA ... 34

(13)

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

1. Kontansta Dielektrikum Bahan-Bahan Pelarut... 15

2. Nilai Rata-Rata Rendemen ... 25

3. Nilai Rata-Rata Kadar Total Karotenoid ... 26

4. Nilai Rata-Rata Intensitas Warna ... 27

(14)

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman 1. Buah pandan (Dokumentasi pribadi, 2015) ...6 2. Struktur kimia β-karoten(Elbe and Schwartz, 1996)...8 3. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian Ekstrak Pewarna dari Buah

(15)

DAFTAR LAMPIRAN

No Judul Halaman 1. Kuisioner Uji Efektivitas ...37 2. Data Rendemen Ekstrak Pewarna Dari Buah Pandan Dan Sidik

Ragam...39 3. Data Standar, Kadar Total Karotenoid Pewarna Dari Buah

Pandan Dan Sidik Ragam ...46 4. Data Intensitas Warna(Tingkat Kecerahan) Pewarna Dari

Buah Pandan Dan Sidik Ragam ...54 5. Data Tingkat KemerahanPewarna Dari Buah Pandan Dan

Sidik Ragam...60 6. Data Tingkat KekuninganPewarna Dari Buah Pandan Dan

Sidik Ragam...67 7. Hasil Uji Efektivitas ...74 8. Foto PelaksanaanPenelitian ...76

(16)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanaman pandan merupakan tanaman tropis yang tumbuh sangat baik di daerah pesisir dengan cahaya matahari penuh. Beberapa jenis tanaman pandan yang tumbuh di pesisir pulau Bali diantaranya pandan laut, pandan berduri, dan pandan wangi. Daun pandan wangi banyak digunakan sebagai pemberi flavor dan pewarna pada makanan, daun pandan laut dan pandan berduri dipakai sebagai bahan baku anyaman, baik untuk tikar maupun topi pandan. Berbeda dengan daunnya yang telah banyak dimanfaatkan, ternyata buah pandan laut yang berwarna kuning kemerahan belum banyak diperhatikan selama ini, padahal mempunyai potensi sebagai pewarna alami kuning sampai warna oranye. Disamping sebagai pewarna, kandungan karotenoid dalam buah juga berperan sebagai sumber vitamin A. Pohon pandan yang banyak tumbuh di sepanjang pantai Pulau Bali menunjukkan bahwa buah pandan yang terdapat dalam satu cabang pohon pandan yaitu antara 4-5 buah dan tiap pohon pandan rata-rata mempunyai 8-10 cabang (hasil survei di pantai Delod Brawah Kabupaten Jembrana). Salah satu jenis tanaman pandan laut yaitu Pandanus tectorius.

Pandanus tectorius atau disebut juga pandan laut banyak dijumpai dan menjadi pemandangan umum di Hawaii. Asal mula tanaman ini dari Australia

(17)

golongan tumbuhan monokotil dari genus Pandanus, anggota tumbuhan ini bercirikan dengan daun memanjang (seperti daun palem atau rumput), tepinya bergerigi, akarnya besar dan memiliki akar tunjang yang menompang tumbuhan ini. Buah pandan tersusun dalam karangan berbentuk membulat, seperti buah durian. Ukuran tumbuhan ini bervariasi, mulai dari 50 cm hingga 5 meter, buah pandan yang sudah matang bersifat lengket dengan rasa manis asam, berwarna kuning pucat sampai oranye bahkan sampai merah Anonim (2013).

Karotenoid merupakan zat warna (pigmen) berwarna kuning, merah dan oranye yang secara alami terdapat dalam tumbuhan dan hewan, seperti dalam wortel, tomat, jeruk, algae, lobster, dan lain-lain. Lebih dari 100 macam karotenoid terdapat di alam, tetapi hanya beberapa macam yang telah dapat diisolasi atau disintesa untuk bahan pewarna makanan, diantaranya ialah beta-karotein, beta-apo-8’-karotenal, canthaxantin, bixin dan xantofil. Karotenoid merupakan senyawa yang tidak larut dalam air dan sedikit larut dalam minyak atau lemak Koswara (2009). Buah pandan mengandung senyawa yang termasuk golongan karotenoid karena memiliki warna oranye.

Ekstraksi pewarna dari buah pandan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantarnya ukuran partikel, jenis pelarut, temperatur, pH, porositas dan difusivitas, pengadukan, lama ekstraksi, rasio bahan terhadap pelarut, dan cara ekstraksi. Hasil penelitian Sari dkk. (2015) menggunakan pelarut n-eksana, kloroform, etil asetat, aseton dan aquades dalam mengekstrak pewarna buah pandan, menunjukkan pelarut kloroform merupakan perlakuan yang terbaik, pada ekstraksi pigmen karotenoid labu kabocha perlakuan terbaik yaitu rasio antara bahan dengan pelarut yaitu 1:9, dan lama ekstraksi 25 menit pelarut yang digunakan

(18)

petroleum eter dan aseton Manasika dan Widjanarko (2015), pada ekstraksi antioksidan daun sirsak perlakuan terbaik diperoleh rasio antara bahan dengan pelarut 1:10 (b/v) dan lama ekstraksi 20 menit pelarut yang digunakan aseton Handayani dkk. (2016), pada ekstraksi buah pandan ukuran partikel terbaik adalah 60 mesh dan lama ekstraksi terbaik yaitu 5 jam pelarut yang digunakan etanol Antari dkk. (2015) dan suhu terbaik 45°C Cahayanti (2015). Pelarut yang digunakan dalam ekstraksi pewarna dari buah pandan yaitu kloroform.

Permasalahan yang dihadapi dalam ekstraksi buah pandan adalah belum diketahuinya perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi yang tepat untuk menghasilkan ekstrak pewarna dari buah pandan. Berdasarkan hal tersebut, perlu dilakukan penelitian mengenai perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan.

(19)

2. Pada perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi berapa merupakan perlakuan terbaik untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan?

1.3 Hipotesis

1. Terdapat pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan. 2. Perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi tertentu merupakan

perlakuan terbaik untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan. 2. Menentukan perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terbaik

untuk menghasilkan rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan.

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai pewarna dan memberikan informasi tentang pengaruh perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi terhadap rendemen dan karakteristik ekstrak pewarna dari buah pandan (Pandanus tectorius).

(20)

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Buah Pandan

Pandanus tectorius atau disebut juga pandan laut banyak dijumpai dan menjadi pemandangan umum di Hawaii. Asal mula tanaman ini dari Australia timur dan kepulauan Pasifik. Termasuk dalam family Pandanaceae, jenis pandan ini merupakan salah satu sumber daya yang dipergunakan secara luas untuk produksi tenun, makanan dan obat-obatan. Disamping itu juga digunakan untuk membuat kerajinan ornamen, dan bahan pewarna alami. Pandan merupakan golongan tumbuhan monokotil dari genus Pandanus, anggota tumbuhan ini bercirikan dengan daun memanjang (seperti daun palem atau rumput), tepinya bergerigi, akarnya besar dan memiliki akar tunjang yang menompang tumbuhan ini. Buah pandan tersusun dalam karangan berbentuk membulat, seperti buah durian. Ukuran tumbuhan ini bervariasi, mulai dari 50 cm hingga 5 meter, buah pandan yang sudah matang bersifat lengket dengan rasa manis asam, berwarna kuning pucat sampai oranye bahkan sampai merah Anonim (2013). Tumbuhan tersebut dapat ditemukan mulai dari pantai berpasir hingga hutan dataran tinggi dengan ketinggian sekitar 3500 m dari permukaan laut dan mulai dari hutan sekunder dan padang rumput dengan corak ragam tanah mulai dari tanah basah subur berhumus, kapur, rawa gambut hingga tanah berpasir yang relatif kering dan

(21)

atau merah-jingga di pangkal. Biji bulat telur, lonjong, 6-20 milimeter panjangnya.

Buah pandan dari sembilan tempat di Kiribati mengandung karotenoid yang sangat bervariasi antara 62-19,086 µg β-carotene/100g. Secara umum semakin tinggi kandungan karoten semakin pekat warna buah pandan Englbelger et al. (2005). Komposisi kimia buah pandan terdiri dari air (80 g) dan karbohidrat (17 g). Ada juga tingkat signifikan beta-karoten (19 sampai 19.000 mg) dan vitamin C (5 mg), dan sejumlah kecil protein (1,3 mg), lemak (0,7 mg), dan serat (3,5 g) Adkar and Bhaskar (2014). Buah pandan disajikan pada Gambar 1.

Gambar.1 Buah pandan (Dokumentasi pribadi, 2015)

2.2 Karotenoid

Karotenoid merupakan zat warna (pigmen) berwarna kuning, merah dan oranye yang secara alami terdapat dalam tumbuhan dan hewan, seperti dalam wortel, tomat, jeruk, algae, lobster, dan lain-lain. Lebih dari 100 macam karotenoid terdapat di alam, tetapi hanya beberapa macam yang telah dapat diisolasi atau disintesa untuk bahan pewarna makanan. Diantaranya ialah beta-karotein, beta-apo-8’-karotenal, canthaxantin, bixin dan xantofil. Karotenoid merupakan senyawa yang tidak larut dalam air dan sedikit larut dalam minyak

(22)

tahun di alam. Senyawa ini baik untuk mewarnai margarin, keju, sop, pudding, es krim dan mie dengan level pemakaian 1 sampai 10 ppm. Zat warna ini baik untuk mewarnai sari buah dan minuman ringan (10 sampai 50 g untuk 1000 liter) dan mempunyai keuntungan tahan reduksi oleh asam askorbat dalam sari buah dan dapat memberikan proteksi terhadap kaleng dari korosi. Dibandingkan dengan zat warna sintetis, karotenoid mempunyai kelebihan yaitu memiliki aktivitas vitamin A Koswara (2009). Pigmen karotenoid mempunyai struktur alifatik atau alisiklik yang pada umumnya disusun oleh delapan unit isoprena, dengan kedua gugus metil yang dekat pada molekul pusat terletak pada posisi C1 dan C6, sedangkan gugus metil lainnya terletak pada posisi C1 dan C5 serta diantaranya terdapat ikatan ganda terkonjugasi. Struktur kimia β-karoten disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur kimia β-karoten (Elbe and Schwartz, 1996).

Semua senyawa karotenoid mengandung sekurang-kurangnya empat gugus metil dan selalu terdapat ikatan ganda terkonjugasi diantara gugus metil tersebut. Adanya ikatan ganda terkonjugasi dalam ikatan karotenoid menandakan adanya gugus kromofor yang menyebabkan terbentuknya warna pada karotenoid. Semakin banyak ikatan ganda terkonjugasi, maka makin pekat warna pada

(23)

2.2.1 Sifat-Sifat Karotenoid

Karotenoid mempunyai sifat yang spesial dimana tidak dimiliki oleh zat kimia yang lain. Fungsi dari karotenoid tergantung dari sifat spesial ini sifat ini ditentukan oleh struktur molekulnya. Ciri –ciri struktural merupakan hal yang sangat penting dalam menetukan peran biologis dari karotenoid. Secara keseluruhan geometri molekul (ukuran, pola tiga dimensi, dan adanya fungsional group) adalah sangat penting untuk memastikan bahwa karotenoid sesuai dengan cellular, sub-cellular, struktur molekul pada lokasi yang tepat dan orientasinya untuk memungkinkan ini sesuai dengan fungsinya. Kemudian sistem ikatan rangkap konjugasi menetukan sifat absorpsi cahaya dan kereaktifannya.

1. Bentuk tiga dimensi

Karotenoid bukanlah struktur dua dimensi datar yang sederhana. Mereka mempunyai bentuk tiga dimensi yang seksama yang sangat penting untuk menentukan fungsinya, beberapa perbedaan faktor stereo kimia memberikan kontribusi ke dalam bentuk dari molekul dan harus mempertimbangkan ketika mendeskribsikan dan melukiskan struktur tiga dimensinya

a) Konfigurasi : Geometrical isomer

Beberapa karotenoid dapat ada dalam beberapa bentuk isomer geometrik. Sekarang ini banyak minat pada bentuk isomer cis, kelarutan, dan stabilitas dibandingkan dengan isomer linear all-trans memberikan kenaikan kepada perbedaan sifat biologis.

b) Konfigurasi absolute: Keulinan (chirality)

Kebanyakan dari karotenoid yang diketahui memiliki struktur sekurang kurangnya satu pusat chiral atau axis. Serta tampak sebagai isomer optik yang

(24)

berbeda, termasuk didalamnya enantiomer. Aksi biologi mungkin spesifik untuk satu enantiomer.

c) Penyesuaian

Pada prinsipnya rotasi memungkinkan kira-kira untuk beberapa ikatan tunggal C – C. Aplikasi dari metode x-ray cristallography untuk mementukan penyesuaian meluas linear dari rantai polyene kaku, bentuk cincin, dan sudut yang didinginkan berliku-liku kira-kira C6 sampai C7 dari ikatan tunggal pada karotenoid yang berakhir dengan ikatan cincin.

2. Sistem Ikatan Rangkap Konjugasi

Karakterisasi pada bagian pusat dari struktur merupakan kunci dari banyak sifat penting karotenoid.

a) Sifat photochemical dan penyerapan cahaya. Energi dibutuhkan untuk membawa transisi secara komparatif keadaan eksitasi energi rendah adalah relatif kecil dan kecocokan untuk cahaya pada daerah visibel pada jarak gelombang 400-500 nm. Ini memberikan peningkatan pada warna kuning, merah dan orange yang secara umum terkait dengan karotenoid. Tingkat energi dari karotenoid pada keadaan singlet atau triplet diposisikan pada karotenoid untuk berpartisipasi dalam proses transfer energi. Transfer energi singlet-singlet dan triplet-triplet ini merupakan dasar untuk peran pemanenan cahaya dan peran photophysic pada karotenoid. Dasar fundamental dari

(25)

baik harus dilakukan untuk memastikan bahwa sampel yang digunakan seperti untuk investigasi bebas dari peroksida dan produk degradasi lainnya. c) Karotenoid radikal

Karotenoid radikal dan ion radikal stabil dengan adanya delokalisasi dari elektron yang tidak berpasangan sepanjang rantai polyene dan mempunyai sifat khusus yang berkaitan dengan fungsi dari karotenoid. Misalnya pada fotosintesis dan anti-oksidan atau pro-oksidan.

3. Interaksi Molekuler

Sifat fisik dan kimia dari karotenoid dipengaruhi oleh interaksi dengan molekul lainya, seperti lemak dan protein. Karotenoid dapat mempengaruhi struktur, sifat matrik dari molekul yang berada disekitarnya.

a) Aggregation.

Karena hidrophobik yang sangat tinggi, karotenoid menunjukan kecenderungan untuk mengalami aggregrasi dan kristalisasi. Aggregation mengubah sifat dari karotenoid seperti penyerapan cahaya dan kereaktifan kimia.

b) Karotenoid pada membran.

Karotenoid merupakan senyawa kimia yang sangat hidrophobik, sehingga akan diasosiasikan dengan lemak atau struktur hirophobik atau membran. Molekul hidrophobik sering dilokasikan ke membran alami dan merupakan bagian integral struktur membran komplek.

c) Interaksi protein-karotenoid

Interaksi antara karotenoid dan protein terjadi pada semua jenis organisme hidup. Interaksinya dapat merubah sifat fisis dan kimia dari karotenoid.

(26)

2.2.2 Manfaat Karotenoid

Karotenoid banyak dikonsumsi orang dari makanan alami seperti buah dan sayur-sayuran karena lebih sehat serta memiliki angka kematian yang rendah dari beberapa penyakit kronis. Pada manusia karotenoid seperti β-carotene sangat berperan sebagai prekusor dari vitamin A, suatu pigmen yang sangat penting untuk proses penglihatan, karotenoid juga berperan sebagai anti oksidan dalam tubuh Ravi et al. (2010). Karatenoid merupakan scavenger yang efisien untuk radikal bebas serta dapat secara signifikan mengurangi resiko dari penyakit kanker Henrikson (2009).

2.3 Ekstraksi Karotenoid

Ekstraksi merupakan pemisahan senyawa tertentu dari campuran menggunakan pelarut. Ekstraksi pelarut menghasilkan senyawa tidak murni, karena setelah proses tersebut senyawa yang diinginkan masih tercampur dengan pelarut, beberapa jenis lilin, albumin dan zat warna, sehingga diperlukan proses pemisahan dan pemurnian senyawa misalnya rektifikasi.

Ekstraksi secara umum dapat digolongkan menjadi dua yaitu ekstraksi cair-cair dan ekstraksi padat-cair-cair. Pada ekstraksi cair-cair-cair-cair, senyawa yang dipisahkan terdapat dalam campuran yang berupa cairan, sedangkan ekstraksi padat-cair adalah suatu metode pemisahan senyawa dari campurannya yang berupa padatan. Semakin banyak pengulangan dalam ekstraksi, maka semakin besar jumlah

(27)

Keterangan: Xn = berat zat terlarut yang diperoleh (g) Xo = berat zat terlarut yang diekstrak (g) D = perbandingan distribusi kedua fase V = volume larutan (ml)

v = volume pelarut (ml)

Cara ekstraksi senyawa padat-cair dengan prosedur klasik adalah menggunakan ekstraksi kontinyu dengan alat ekstraktor Soxhlet menggunakan pelarut yang berbeda-beda, misalnya eter, petroleum eter dan kloroform. Cara kerja dengan ekstraksi pelarut menguap cukup sederhana yaitu bahan dimasukkan ke dalam ketel ekstraktor. Pelarut akan berpenetrasi ke dalam bahan dan melarutkan minyak beserta beberapa jenis lilin, albumin, dan zat warna Guenther (1987). Ekstrak yang diperoleh disaring dengan penyaringan vakum, lalu dipekatkan dengan rotary evaporatorvakum yang akan memekatkan larutan tanpa terjadi percikan pada temperatur antara 30oC sampai 40oC. Saat ini, monoterpen dan seskuiterpen diisolasi dari jaringan tanaman dengan ekstraksi memakai eter, eter minyak bumi atau aseton Harborne (1987).

Cara lain yang dapat dilakukan adalah maserasi, yaitu menggunakan lemak panas, dengan temperatur mencapai 80oC dan jaringan tanaman yang dimaserasi dicelupkan ke dalamnya. Penggunaan lemak panas dapat digantikan dengan pelarut organik yang volatil. Penekanan utama metode ini adalah tersedianya waktu kontak yang cukup antara pelarut dengan jaringan yang diekstrasi Guenther (1987).

Maserasi merupakan penyarian zat aktif yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam pelarut yang sesuai selama beberapa jam

(28)

sampai tiga hari pada temperatur kamar terlindung dari cahaya, cairan penyari akan masuk ke dalam sel melewati dinding sel. Isi sel akan larut karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan di dalam sel dengan di luar sel. Larutan yang konsentrasinya tinggi akan terdesak keluar dan diganti oleh cairan penyari dengan konsentrasi rendah (proses difusi). Peristiwa tersebut berulang sampai terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel. Selama proses maserasi dilakukan pengadukan dan penggantian cairan penyari setiap hari. Endapan yang diperoleh dipisahkan dan filtratnya dipekatkan (Sudjadi, 1986).

Ekstraksi karotenoid sangat ditentukan oleh pelarut yang digunakan karena keberadaan karotenoid intraseluler dan bersifat sangat hidrofobik Dutta et al. (2006). Oleh karena itu karotenoid umumnya diekstrak dengan pelarut non polar Mortensen (2006).

(29)

2.4 Pelarut

Pelarut adalah benda cair atau gas yang melarutkan benda padat, cair atau gas, yang menghasilkan sebuah larutan. Pelarut paling umum digunakan dalam kehidupan sehari- hari adalah air. Disamping itu juga menggunakan bahan kimia organik (mengandung karbon) yang juga disebut pelarut organik. Pelarut organik biasanya memiliki titik didih rendah dan lebih mudah menguap, meninggalkan substansi terlarut yang didapatkan. Untuk membedakan antara pelarut dengan zat yang dilarutkan, pelarut biasanya terdapat dalam jumlah lebih besar Wanto dan Romli (1977).

2.4.1 Kloroform

Kloroform adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl3). Kloroform merupakan senyawa karbon yang berwujud cair dan mudah menguap pada suhu kamar. Kloroform dikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius,akan tetapi penggunaanya sudah dilarang karena telah terbukti dapat merusak liver dan ginjal. Kloroform kebanyakan digunakan sebagai pelarut nonpolar di laboratorium. Wujudnya pada suhu ruang berupa cairan bening, mudah menguap, dan berbau khas.

Kloroform dapat disintesis dengan cara mencampuran etil alkohol atau etanol dengan kalsium hipoklorit. Kalsium hipoklorit merupakan donor unsur klor. Selain kalsium hipoklorit, penyumbang unsur klor yang dapat dipakai adalah pemutih pakaian. Pemutih pakaian memiliki senyawa aktif yaitu asam hipoklorit. Etil alkohol dipanaskan dan dicampurkan dengan kalsium hipoklorit Sunarya (2012). Penggunaan pelarut kloroform dalam ekstraksi buah pandan karena pelarut kloroform merupakan senyawa non polar dapat memecahkan

(30)

kandungan lemak yang terdapat dalam buah pandan, dengan pemecahan lemak tersebut maka akan memudahkan dalam mengekstraksi senyawa yang terdapat dalam buah pandan. Polaritas bahan pelarut dan angka konstanta dielektrikumnya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Konstanta dielektrikum bahan-bahan pelarut Bahan Pelarut Konst.

Dielektrikum

Tingkat Kelarutan dalam Air

Tak Larut Sedikit Misibel *

n-heksana petroleum ether n-oktan sikloheksan benzene toluene asam propanoat dietilether chloroform butilasetat etilasetat asam asetat metilasetat tetrahidrofuran metilenkhlorida t-butanol piridin 2-butanol n-butanol 2-propanol 1-propanol aseton ethanol metanol asam formiat air 1,89 1,90 1,95 2,02 2,28 2,38 3,30 3,34 4,81 5,01 6,02 6,15 6,68 7,58 9,08 10,09 12,30 15,80 17,80 18,30 20,10 20,70 24,30 33,60 58,50 80,40 Tl tl tl tl tl s s s s s s s s s s s s m m m m m m m m m *misibel artinya dapat bercampur dengan air dalam berbagai proporsi.

Sumber : Sudarmadji dkk. (1997)

2.4.2 n-Heksana

Heksana adalah sebuah senyawa hidrokarbon alkana dengan rumus kimia C H (isomer utama n-heksana memiliki rumus CH (CH )CH ). Awalan heks

(31)

-16

polar yang volatil (mudah menguap), tidak beracun, dan tidak higroskopis. Heksana merupakan penerima ikatan hidrogen yang lemah dan bukan suatu donor ikatan hidrogen karena tidak adanya proton yang bersifat asam Maulida D. dkk. (2010).

2.4.3 Etil Asetat

Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3.

Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat. Senyawa ini berwujud cairan tak berwarna, memiliki aroma khas. Senyawa ini sering disingkat EtOAc, dengan Et mewakili gugus etil dan OAc mewakili asetat. Etil asetat diproduksi dalam skala besar sebagai pelarut.

Etil asetat adalah pelarut polar menengah yang volatil (mudah menguap), tidak beracun, dan tidak higroskopis. Etil asetat merupakan penerima ikatan hidrogen yang lemah, dan bukan suatu donor ikatan hidrogen karena tidak adanya proton yang bersifat asam yaitu hidrogen yang terikat pada atom elektronegatif seperti flor, oksigen, dan nitrogen. Etil asetat dapat melarutkan air hingga 3%, dan larut dalam air hingga kelarutan 8% pada suhu kamar. Kelarutannya meningkat pada suhu yang lebih tinggi. Namun demikian, senyawa ini tidak stabil dalam air yang mengandung basa atau asam. Pembuatan etil asetat secara niaga dari asam asetat dan etanol meliputi penyulingan ester bertitik didih rendah (titik didih= 77oC) begitu ester ini terbentuk dari reaksi. Hasil sulingan sebenarnya merupakan azeotron tiga (suatu campuran yang tetap mendidih pada suhu tetap) mendidih pada suhu 70 oC dan terdiri atas 83% etil asetat, 8% etanol dan air 9%. Kedua komponen yang disebut terakhir mudah

(32)

diambil dengan proses ekstraksi, dan etanolnya didaur kembali untuk pengesteran lebih lanjut (Pine, 1988).

CH3CO2C2H5 (etil asetat) + NaOH (natrium hidroksida) → C2H5OH (etanol) +

CH3CO2Na (natrium asetat).

2.4.4 Aseton

Aseton juga dikenal sebagai propanon, dimetil keton, 2-propanon, propan-2-on, dimetilformaldehida, dan β-ketopropana, adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Dengan karakteristik, rumus molekul CH3COCH3, berat molekul 50,1 kg/mol, melting point - 94,6o C, dan spesifik

gravity 0,7863 ( 25oC)

Aseton dapat digunakan untuk mengaktifkan karbon arang dari batok kelapa. Carbon dari proses carbonasi batok kelapa yang merupakan bahan penutup porinya adalah tar, akan diekstrasi dengan dikontakkan dengan aseton Suhartono dkk. (1998). Aseton sangat baik digunakan untuk mengencerkan resin kaca serat, membersihkan peralatan kaca gelas, dan melarutkan resin epoksi dan lem super sebelum mengeras. Ia dapat melarutkan berbagai macam plastik dan serat sintetis.

(1)

Keterangan: Xn = berat zat terlarut yang diperoleh (g) Xo = berat zat terlarut yang diekstrak (g) D = perbandingan distribusi kedua fase V = volume larutan (ml)

v = volume pelarut (ml)

Maserasi merupakan penyarian zat aktif yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam pelarut yang sesuai selama beberapa jam

(2)

Beberapa penelitian yang telah dilakukan menggunakan perbandingan bahan dengan pelarut dan lama ekstraksi dalam mengekstrak karotenoid dari bahan salah satunya yaitu pada ekstraksi pigmen karotenoid labu kabocha perlakuan terbaik yaitu rasio antara bahan dengan pelarut yaitu 1:9, dan lama ekstraksi 25 menit pelarut yang digunakan petroleum eter dan aseton Manasika dan Widjanarko (2015), pada penelitian stabilitas warna ekstrak buah merah menunjukkan perlakuan lama ekstraksi buah merah dengan pemanasan menggunakan suhu terbaik adalah 360 menit pada suhu 85 °C Satriyanto dkk, (2012), pada ekstraksi buah pandan ukuran partikel terbaik adalah 60 mesh dan lama ekstraksi terbaik yaitu 5 jam pelarut yang digunakan etanol Antari dkk. (2015) dan suhu terbaik 45°C Cahayanti (2015). Pelarut yang digunakan dalam ekstraksi pewarna dari buah pandan yaitu kloroform.

(3)

2.4 Pelarut

2.4.1 Kloroform

(4)

Tabel 1. Konstanta dielektrikum bahan-bahan pelarut Bahan Pelarut Konst.

Dielektrikum

Tingkat Kelarutan dalam Air

Tak Larut Sedikit Misibel * n-heksana petroleum ether n-oktan sikloheksan benzene toluene asam propanoat dietilether chloroform butilasetat etilasetat asam asetat metilasetat tetrahidrofuran metilenkhlorida t-butanol piridin 2-butanol n-butanol 2-propanol 1-propanol aseton ethanol metanol asam formiat air 1,89 1,90 1,95 2,02 2,28 2,38 3,30 3,34 4,81 5,01 6,02 6,15 6,68 7,58 9,08 10,09 12,30 15,80 17,80 18,30 20,10 20,70 24,30 33,60 58,50 80,40 Tl tl tl tl tl s s s s s s s s s s s s m m m m m m m m m *misibel artinya dapat bercampur dengan air dalam berbagai proporsi.

Sumber : Sudarmadji dkk. (1997) 2.4.2 n-Heksana

Heksana adalah sebuah senyawa hidrokarbon alkana dengan rumus kimia C6H14 (isomer utama n-heksana memiliki rumus CH3(CH2)4CH3). Awalan heks -merujuk pada enam karbon atom yang terdapat pada heksana dan akhiran -ana berasal dari alkana, yang merujuk pada ikatan tunggal yang menghubungkan atom-atom karbon tersebut. Heksana memiliki titik didih 69oC, konstanta dielektrik sebesar 2.0 dan masa jenis 0,655 g/ml. Heksana adalah pelarut non

(5)

2.4.3 Etil Asetat

Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3. Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat. Senyawa ini berwujud cairan tak berwarna, memiliki aroma khas. Senyawa ini sering disingkat EtOAc, dengan Et mewakili gugus etil dan OAc mewakili asetat. Etil asetat diproduksi dalam skala besar sebagai pelarut.

(6)

diambil dengan proses ekstraksi, dan etanolnya didaur kembali untuk pengesteran lebih lanjut (Pine, 1988).

CH3CO2C2H5 (etil asetat) + NaOH (natrium hidroksida) → C2H5OH (etanol) + CH3CO2Na (natrium asetat).

2.4.4 Aseton

Pengaruh Perbandingan Bahan dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Pewarna Dari Buah Pandan (Pandanus tectorius).