Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Uji Stabilitas Karotenoid dalam Madu
Uji Stabilitas Karotenoid dalam Madu
Tesis
Diajukan kepada
Program Pascasarjana Magister Biologi
Untuk memperoleh gelar Magister Sains Biologi (M.Si)
Disusun oleh :
Retno Hariyani
422008007
Program Studi Magister Biologi
Program Pascasarjana
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2012
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
NPM
: Retno Hariyani
: 422008007
Progdi : Magister Biologi
Alamat
: Jl. A. Yani 96 G Salatiga 50724
Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya dan dengan penuh
kesadaran bahwa dalam menulis tesis dengan judul “Uji Stabilitas
Karotenoid dalam Madu” saya tidak melakukan plagiasi atau
mengambil alih seluruh atau sebagian besar karya tulis orang lain
tanpa menyebutkan sumbernya. Jika saya terbukti melakukan
tindakan
plagiasi,
saya
bersedia
dicabut
hak
saya
sebagai
mahasiswa atau dicabut kembali gelar yang sudah diberikan dan
akibat hukum lainnya.
Salatiga, 2 Maret 2012
Yang membuat pernyataan
Retno Hariyani
Abstrak
Madu sangat bermanfaat dalam bidang pangan,
kecantikan dan kesehatan. Warna madu yang
kekuningan disebabkan oleh kandungan pigmen
karotenoid yang terdapat didalamnya. Uji stabilitas
karotenoid terhadap pengaruh cahaya maupun oksigen
berguna dalam industri untuk mengetahui cara yang
lebih efektif dalam pengolahan maupun pengemasan.
Selama ini uji kestabilan pigmen telah banyak
dilakukan dengan spektrometer Infrared. Namun
pengukuran tersebut hanya terbatas pada sampel cair
dan transparan. Dengan metode tersebut, produk yang
tidak berbentuk cair dan transparan tidak mungkin
dapat diukur. Dalam penelitian ini, uji fotostabilitas
beta
karoten
dilakukan
dengan
menggunakan
spektroskopi Near Infared (NIR). Tujuan jangka panjang
penelitian ini adalah untuk mengetahui stabilitas
campuran pigmen dengan madu maupun produk
lainnya. Kekurangan jumlah pigmen menjadi kendala
utama penelitian ini. Walaupun demikian, spektrometer
NIR
dengan
metode
subtraksi
telah
berhasil
mendapatkan spektrum beta karoten dan likopen.
Spektrum likopen mempunyai puncak utama pada
5242 cm-1 sedangkan beta karoten 4334 cm-1. Kedua
puncak tersebut berhubungandengan
C-H mode
vibrasi regangan. Uji fotostabilitas dilakukan dengan
dua cara yaitu dengan pelarut dan tanpa pelarut. Hasil
fotostabilitas dengan pelarut menunjukkan bahwa
intensitas spektrum beta karoten pada 4178 cm-1
menurun seiring bertambahnya waktu penyinaran.
Sedangkan uji fotostabilitas dan oksidasi beta karoten
tanpa pelarut tidak menemukan hubungan linier
antara waktu penyinaran dan intensitas spektrum.
Pada penelitian ini pigmen belum berhasil dicampurkan
dengan
madu
untuk
diukur
fotostabilitasnya.
Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui
stabilitas pigmen terhadap berbagai produk.
i
Abstract
Honey is very beneficial, not only for agricultural
sector but also in cosmetology and health. Honey comes
in shades of golden as it contains carotenoids. The
stability testing of carotenoids toward oxygen and light
are useful in industrial sector, especially in finding
more effective ways of processing and packaging.
Infrared spectroscopy has commonly been used for this
purpose. Unfortunately, this method is very limited to
measure liquid and transparent samples. Therefore,
solid, gel, powder or non-transparent liquid are not
measurable. In other hand, Near Infrared spectroscopy
(NIRS) can be applied for previously mentioned samples
without
pretreatment.
In
this
research,
the
photostability and oxidation testing of carotenoids (beta
carotene) was done by using NIRS. The long-term goal
of this study is to determine the stability in mixture of
honey with pigments or honey with other products. The
lack of pigment is the main constraint of this study.
However, NIRS is able to obtain the spectra of beta
carotene and lycopene by using subtraction method.
The main peak of lycopene is at 5242 cm-1, while beta
carotene is at 4334 cm-1. That two peaks are associated
with the CH stretching mode. Photostability testing was
done in two ways : with and without solvent.
Photostability results showed that the intensity of the
beta-carotene solvent at 4178 cm-1 decreased as
irradiation time increased. While the photostability and
oxidation testing of beta-carotene without solvent
showed no linear correlation between irradiation time
and intensity of the spectrum. In this study, the
pigment had not been successfully mixed with honey to
be processed to the next step. This study is the first
step to test the stability of the pigment in the honey and
other products. Further study is needed in order to
measure the stability of the pigment with honey and
other products.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis hantarkan kepada Tuhan
Yesus Kristus atas segala penyertaan dan anugerahNya
sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.
Dalam penulisan tesis ini, penulis mendapat bantuan
dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan
ini penulis ucapkan terima kasih yang tak terhingga
kepada :
1. Beasiswa
Negeri
unggulan Badan
(BPKLN)
Magister
Biologi
diberikan
kepada
Kerja
dalam
kerja
UKSW
atas
penulis.
sama
sama
Luar
dengan
beasiswa
yang
Kesempatan
yang
diberikan kepada penulis ini merupakan suatu
peluang yang sangat berharga yang telah banyak
memperluas pengetahuan penulis.
2. Dr.
Ferdy
Suryasatriya
S.
Rondonuwu,
Trihandaru,
M.Sc
M.Sc.nat
dan
Dr.
selaku
pembimbing atas segala dukungan, bantuan dan
kesabarannya selama proses perkuliahan, riset
maupun penulisan tesis. Terima kasih atas ideide yang sangat membantu dalam penyelesaian
tesis ini.
3. Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D. selaku ketua
program studi. Terima kasih atas bimbingan,
kesabaran dan dukungan yang diberikan kepada
penulis selama ini.
iii
4. Dr. Martanto Martosupono, selaku pengajar dan
sosok ayah terkasih yang selalu mendukung
terselesaikannya tesis ini.
semua
kebaikan,
Terima kasih atas
dukungan,
bantuan
dan
kesabaran selama proses perkuliahan sampai
terselesaikannya tesis ini.
5. Prof. Haryono Semangun dan semua pengajar di
Magister Biologi. Terima kasih yang tak terhingga
atas pengetahuan yang sudah dibagikan kepada
penulis.
6. Mas Yoga dan Mbak Natalia yang tanpa lelah
membantu penulis dalam banyak hal.
7. Laboran Fisika, Bp. Tafip Hariyanto. Terima kasih
atas bantuan nya dalam pembuatan alat untuk
menguji fotostabilitas.
8. Alexander Putro Santosa, dan keluarga penulis :
ibu, bapak, dek Desy dan mas Deny. Terima
kasih atas dorongan dan bantuan yang luar
biasa.
9. Teman-teman
di Magister Biologi, Rina, Etti,
Windu, Inti, Bertha, Dispan, Naely,Ling-ling,
Christine, kak Ana, Yheni, dll. Terima kasih atas
semua bantuan, kasih sayang dan pengalaman
yang telah kita lalui bersama.
10. Sigit Sulistyanto yang telah banyak membantu
dalam proses pembuatan tesis dan dalam banyak
iv
hal. Terima kasih yang tak terkira atas semua
bantuan dan kebaikannya.
11. Semua
pihak
yang
terselesaikannya tesis ini.
v
telah
membantu
Daftar Isi
Halaman depan ..........................................................
Lembar pengesahan ....................................................
Surat pernyataan ........................................................
Abstrak .......................................................................
Abstract ......................................................................
Kata pengantar.............................................................
Daftar isi ..................................................................
Daftar gambar .............................................................
Daftar tabel .................................................................
Bab I Pendahuluan ...................................................
Bab II Tinjauan Pustaka ............................................
2.1 Madu ................................................................
2.2 Karotenoid ........................................................
2.2.1 Likopen ..................................................
2.2.2 Beta karoten ............................................
2.3 Spektroskopi Near Infrared................................
Bab III Metodologi Penelitian........................................
3.1 Bahan...............................................................
3.2 Metode Ekstraksi Karotenoid pada Wortel
dan Tomat ........................................................
3.2.1 Kromatografi Kolom ..................................
3.2.2 Kromatografi Lapis Tipis............................
3.2.3 Spektroskopi UV tampak ..........................
3.3 Metode Penentuan Fotostabilitas Karotenoid
dalam Campuran Karotenoid dengan Madu ......
3.3.1 Preparasi Larutan Uji ................................
3.3.2 Uji Fotostabilitas ......................................
3.3.3 Spektroskopi Near-Infrared .......................
3.4 Analisa Data .....................................................
Bab IV Hasil dan Analisa ............................................
4.1 Ekstraksi likopen dari tomat dan
pengukurannya dengan spektrometer NIR ........
4.2 Ekstraksi beta karoten dari wortel dan
pengukurannya dengan spektrometer NIR ........
4.3 Uji fotostabilitas beta karoten dalam pelarut
heksana ............................................................
vi
i
ii
iii
vi
viii
ix
1
6
6
9
11
12
14
18
18
18
19
19
20
20
20
20
22
23
24
24
35
36
4.4 Uji stabilitas beta karoten tanpa pelarut ..........
4.4.1 Uji fotostabilitas beta karoten ...................
4.4.2 Uji pengaruh oksidasi beta karoten ..........
Bab V Kesimpulan dan Saran ....................................
5.1Kesimpulan ......................................................
5.2Saran ..............................................................
Daftar Pustaka ...........................................................
Lampiran A Foto penelitian .....................................
Lampiran B Gambar spektrum dari spektrometer
NIR.......................................................
vii
47
52
54
59
59
60
62
64
67
Daftar Gambar
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
2.2.1 Isoprena
2.2.2 Struktur karotenoid (alfa karoten)
2.2.3 Struktur likopen
2.2.4 Struktur beta karoten
2.3.1 Interaksi cahaya dengan sampel
3.2.1 Diagram alat penyinaran sampel
4.1.1 Spektrum reflektan aseton
4.1.2 Spektrum absorban aseton
4.1.3 Spektrum campuran aseton-likopen
4.1.4 Spektrum likopen
4.1.5 Spektrum madu
4.1.6 Spektrum madu- likopen
4.1.7 Spektrum likopen
4.3.1 Spektrum heksana
4.3.2 Spektrum heksana –beta karoten
4.3.3 Spektrum beta karoten
4.3.4 Spektrum heksana-beta karoten penyinaran 0-60 menit
4.3.5 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan
pembesaran pada 4300 – 4350 cm-1
4.3.6 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan
pembesaran pada 4200 – 4700 cm-1
4.3.7 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan
pembesaran pada 4160-4200 cm-1
4.4.1 Spektrum petri kosong
4.4.2 Spektrum beta karoten-petri
4.4.3 Spektrum beta karoten dengan pembesaran pada
4000-6500 cm-1
4.4.4 Spektrum beta karoten setelah disubstraksi
4.4.5 Spektrum beta karoten
4.4.6 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi sebelum
dikurangi petri
4.4.7 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi setelah
dikurangi petri
viii
Daftar Tabel
Tabel 1 Urutan intensitas spektrum uji fotostabilitas (dari tinggi ke
rendah)
Tabel 2 Urutan intensitas spektrum uji oksidasi (dari tinggi ke
rendah)
ix
Tesis
Diajukan kepada
Program Pascasarjana Magister Biologi
Untuk memperoleh gelar Magister Sains Biologi (M.Si)
Disusun oleh :
Retno Hariyani
422008007
Program Studi Magister Biologi
Program Pascasarjana
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2012
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
NPM
: Retno Hariyani
: 422008007
Progdi : Magister Biologi
Alamat
: Jl. A. Yani 96 G Salatiga 50724
Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya dan dengan penuh
kesadaran bahwa dalam menulis tesis dengan judul “Uji Stabilitas
Karotenoid dalam Madu” saya tidak melakukan plagiasi atau
mengambil alih seluruh atau sebagian besar karya tulis orang lain
tanpa menyebutkan sumbernya. Jika saya terbukti melakukan
tindakan
plagiasi,
saya
bersedia
dicabut
hak
saya
sebagai
mahasiswa atau dicabut kembali gelar yang sudah diberikan dan
akibat hukum lainnya.
Salatiga, 2 Maret 2012
Yang membuat pernyataan
Retno Hariyani
Abstrak
Madu sangat bermanfaat dalam bidang pangan,
kecantikan dan kesehatan. Warna madu yang
kekuningan disebabkan oleh kandungan pigmen
karotenoid yang terdapat didalamnya. Uji stabilitas
karotenoid terhadap pengaruh cahaya maupun oksigen
berguna dalam industri untuk mengetahui cara yang
lebih efektif dalam pengolahan maupun pengemasan.
Selama ini uji kestabilan pigmen telah banyak
dilakukan dengan spektrometer Infrared. Namun
pengukuran tersebut hanya terbatas pada sampel cair
dan transparan. Dengan metode tersebut, produk yang
tidak berbentuk cair dan transparan tidak mungkin
dapat diukur. Dalam penelitian ini, uji fotostabilitas
beta
karoten
dilakukan
dengan
menggunakan
spektroskopi Near Infared (NIR). Tujuan jangka panjang
penelitian ini adalah untuk mengetahui stabilitas
campuran pigmen dengan madu maupun produk
lainnya. Kekurangan jumlah pigmen menjadi kendala
utama penelitian ini. Walaupun demikian, spektrometer
NIR
dengan
metode
subtraksi
telah
berhasil
mendapatkan spektrum beta karoten dan likopen.
Spektrum likopen mempunyai puncak utama pada
5242 cm-1 sedangkan beta karoten 4334 cm-1. Kedua
puncak tersebut berhubungandengan
C-H mode
vibrasi regangan. Uji fotostabilitas dilakukan dengan
dua cara yaitu dengan pelarut dan tanpa pelarut. Hasil
fotostabilitas dengan pelarut menunjukkan bahwa
intensitas spektrum beta karoten pada 4178 cm-1
menurun seiring bertambahnya waktu penyinaran.
Sedangkan uji fotostabilitas dan oksidasi beta karoten
tanpa pelarut tidak menemukan hubungan linier
antara waktu penyinaran dan intensitas spektrum.
Pada penelitian ini pigmen belum berhasil dicampurkan
dengan
madu
untuk
diukur
fotostabilitasnya.
Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui
stabilitas pigmen terhadap berbagai produk.
i
Abstract
Honey is very beneficial, not only for agricultural
sector but also in cosmetology and health. Honey comes
in shades of golden as it contains carotenoids. The
stability testing of carotenoids toward oxygen and light
are useful in industrial sector, especially in finding
more effective ways of processing and packaging.
Infrared spectroscopy has commonly been used for this
purpose. Unfortunately, this method is very limited to
measure liquid and transparent samples. Therefore,
solid, gel, powder or non-transparent liquid are not
measurable. In other hand, Near Infrared spectroscopy
(NIRS) can be applied for previously mentioned samples
without
pretreatment.
In
this
research,
the
photostability and oxidation testing of carotenoids (beta
carotene) was done by using NIRS. The long-term goal
of this study is to determine the stability in mixture of
honey with pigments or honey with other products. The
lack of pigment is the main constraint of this study.
However, NIRS is able to obtain the spectra of beta
carotene and lycopene by using subtraction method.
The main peak of lycopene is at 5242 cm-1, while beta
carotene is at 4334 cm-1. That two peaks are associated
with the CH stretching mode. Photostability testing was
done in two ways : with and without solvent.
Photostability results showed that the intensity of the
beta-carotene solvent at 4178 cm-1 decreased as
irradiation time increased. While the photostability and
oxidation testing of beta-carotene without solvent
showed no linear correlation between irradiation time
and intensity of the spectrum. In this study, the
pigment had not been successfully mixed with honey to
be processed to the next step. This study is the first
step to test the stability of the pigment in the honey and
other products. Further study is needed in order to
measure the stability of the pigment with honey and
other products.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis hantarkan kepada Tuhan
Yesus Kristus atas segala penyertaan dan anugerahNya
sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.
Dalam penulisan tesis ini, penulis mendapat bantuan
dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan
ini penulis ucapkan terima kasih yang tak terhingga
kepada :
1. Beasiswa
Negeri
unggulan Badan
(BPKLN)
Magister
Biologi
diberikan
kepada
Kerja
dalam
kerja
UKSW
atas
penulis.
sama
sama
Luar
dengan
beasiswa
yang
Kesempatan
yang
diberikan kepada penulis ini merupakan suatu
peluang yang sangat berharga yang telah banyak
memperluas pengetahuan penulis.
2. Dr.
Ferdy
Suryasatriya
S.
Rondonuwu,
Trihandaru,
M.Sc
M.Sc.nat
dan
Dr.
selaku
pembimbing atas segala dukungan, bantuan dan
kesabarannya selama proses perkuliahan, riset
maupun penulisan tesis. Terima kasih atas ideide yang sangat membantu dalam penyelesaian
tesis ini.
3. Ir. Ferry F. Karwur, M.Sc., Ph.D. selaku ketua
program studi. Terima kasih atas bimbingan,
kesabaran dan dukungan yang diberikan kepada
penulis selama ini.
iii
4. Dr. Martanto Martosupono, selaku pengajar dan
sosok ayah terkasih yang selalu mendukung
terselesaikannya tesis ini.
semua
kebaikan,
Terima kasih atas
dukungan,
bantuan
dan
kesabaran selama proses perkuliahan sampai
terselesaikannya tesis ini.
5. Prof. Haryono Semangun dan semua pengajar di
Magister Biologi. Terima kasih yang tak terhingga
atas pengetahuan yang sudah dibagikan kepada
penulis.
6. Mas Yoga dan Mbak Natalia yang tanpa lelah
membantu penulis dalam banyak hal.
7. Laboran Fisika, Bp. Tafip Hariyanto. Terima kasih
atas bantuan nya dalam pembuatan alat untuk
menguji fotostabilitas.
8. Alexander Putro Santosa, dan keluarga penulis :
ibu, bapak, dek Desy dan mas Deny. Terima
kasih atas dorongan dan bantuan yang luar
biasa.
9. Teman-teman
di Magister Biologi, Rina, Etti,
Windu, Inti, Bertha, Dispan, Naely,Ling-ling,
Christine, kak Ana, Yheni, dll. Terima kasih atas
semua bantuan, kasih sayang dan pengalaman
yang telah kita lalui bersama.
10. Sigit Sulistyanto yang telah banyak membantu
dalam proses pembuatan tesis dan dalam banyak
iv
hal. Terima kasih yang tak terkira atas semua
bantuan dan kebaikannya.
11. Semua
pihak
yang
terselesaikannya tesis ini.
v
telah
membantu
Daftar Isi
Halaman depan ..........................................................
Lembar pengesahan ....................................................
Surat pernyataan ........................................................
Abstrak .......................................................................
Abstract ......................................................................
Kata pengantar.............................................................
Daftar isi ..................................................................
Daftar gambar .............................................................
Daftar tabel .................................................................
Bab I Pendahuluan ...................................................
Bab II Tinjauan Pustaka ............................................
2.1 Madu ................................................................
2.2 Karotenoid ........................................................
2.2.1 Likopen ..................................................
2.2.2 Beta karoten ............................................
2.3 Spektroskopi Near Infrared................................
Bab III Metodologi Penelitian........................................
3.1 Bahan...............................................................
3.2 Metode Ekstraksi Karotenoid pada Wortel
dan Tomat ........................................................
3.2.1 Kromatografi Kolom ..................................
3.2.2 Kromatografi Lapis Tipis............................
3.2.3 Spektroskopi UV tampak ..........................
3.3 Metode Penentuan Fotostabilitas Karotenoid
dalam Campuran Karotenoid dengan Madu ......
3.3.1 Preparasi Larutan Uji ................................
3.3.2 Uji Fotostabilitas ......................................
3.3.3 Spektroskopi Near-Infrared .......................
3.4 Analisa Data .....................................................
Bab IV Hasil dan Analisa ............................................
4.1 Ekstraksi likopen dari tomat dan
pengukurannya dengan spektrometer NIR ........
4.2 Ekstraksi beta karoten dari wortel dan
pengukurannya dengan spektrometer NIR ........
4.3 Uji fotostabilitas beta karoten dalam pelarut
heksana ............................................................
vi
i
ii
iii
vi
viii
ix
1
6
6
9
11
12
14
18
18
18
19
19
20
20
20
20
22
23
24
24
35
36
4.4 Uji stabilitas beta karoten tanpa pelarut ..........
4.4.1 Uji fotostabilitas beta karoten ...................
4.4.2 Uji pengaruh oksidasi beta karoten ..........
Bab V Kesimpulan dan Saran ....................................
5.1Kesimpulan ......................................................
5.2Saran ..............................................................
Daftar Pustaka ...........................................................
Lampiran A Foto penelitian .....................................
Lampiran B Gambar spektrum dari spektrometer
NIR.......................................................
vii
47
52
54
59
59
60
62
64
67
Daftar Gambar
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
Gb.
2.2.1 Isoprena
2.2.2 Struktur karotenoid (alfa karoten)
2.2.3 Struktur likopen
2.2.4 Struktur beta karoten
2.3.1 Interaksi cahaya dengan sampel
3.2.1 Diagram alat penyinaran sampel
4.1.1 Spektrum reflektan aseton
4.1.2 Spektrum absorban aseton
4.1.3 Spektrum campuran aseton-likopen
4.1.4 Spektrum likopen
4.1.5 Spektrum madu
4.1.6 Spektrum madu- likopen
4.1.7 Spektrum likopen
4.3.1 Spektrum heksana
4.3.2 Spektrum heksana –beta karoten
4.3.3 Spektrum beta karoten
4.3.4 Spektrum heksana-beta karoten penyinaran 0-60 menit
4.3.5 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan
pembesaran pada 4300 – 4350 cm-1
4.3.6 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan
pembesaran pada 4200 – 4700 cm-1
4.3.7 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan
pembesaran pada 4160-4200 cm-1
4.4.1 Spektrum petri kosong
4.4.2 Spektrum beta karoten-petri
4.4.3 Spektrum beta karoten dengan pembesaran pada
4000-6500 cm-1
4.4.4 Spektrum beta karoten setelah disubstraksi
4.4.5 Spektrum beta karoten
4.4.6 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi sebelum
dikurangi petri
4.4.7 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi setelah
dikurangi petri
viii
Daftar Tabel
Tabel 1 Urutan intensitas spektrum uji fotostabilitas (dari tinggi ke
rendah)
Tabel 2 Urutan intensitas spektrum uji oksidasi (dari tinggi ke
rendah)
ix