Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Komponen Flavor Turunan Karotenoid pada Daun Teh Kering: Identifikasi Kandungan Flavor dan Kaitannya dengan Inovasi Produk T2 422011001 BAB II
II.
2.1
TINJAUAN PUSTAKA
TEH
Teh
karena
merupakan
merupakan
minuman
minuman
yang
menyehatkan
yang
kaya
akan
antioksidan, yang bermanfaat bagi kesehatan tubuh.
Secara umum, daun teh mengalami proses pengolahan
antara lain pelayuan, penggilingan, oksidasi enzimatis
(atau fermentasi), pengeringan, dan pengemasan, untuk
dijadikan sebagai minuman.13 Pengolahan daun teh
bertujuan untuk mengubah komposisi kimia daun teh
segar,
sehingga
menjadi
hasil
olahan
yang
dapat
memunculkan karakter tertentu pada air seduhannya
yang mencakup warna, rasa, dan aroma.
Menurut proses pengolahannya, khususnya pada
perbedaan
tahap
fermentasinya,
teh
diklasifikasikan
menjadi beberapa macam yaitu teh putih, teh hijau, teh
oolong, dan teh hitam (Gambar 1). Teh putih merupakan
jenis
teh
yang
paling
jarang
ditemukan.
Proses
pembuatan teh putih hanya meliputi pelayuan dan
pengeringan (udara, matahari, atau mekanik); tidak
melalui tahap fermentasi.14 Seperti teh putih, teh hijau
juga
tidak
mengalami
proses
fermentasi,
sehingga
memiliki kandungan antioksidan yang sangat tinggi dan
baik untuk kesehatan.15 Perbedaan teh putih dan teh
hijau berada pada bagian teh yang dipetik, teh putih
berasal
dari
kuncup
yang
belum
terbuka
(masih
mengandung serabut-serabut putih di bagian dalamnya)
5
dan daun muda teh, sedangkan teh hijau berasal dari
daun teh yang lebih tua. Jenis teh berikutnya yaitu teh
oolong,
merupakan
jenis
teh
semi-fermentasi,
yang
tingkatan oksidasinya beragam yaitu antara 8% hingga
85%,
sehingga
bisa
dikatakan
kualitas
kandungan
polifenolnya hampir menyerupai teh hijau.16 Jenis teh
yang paling dikenal dan paling banyak dikonsumsi di
dunia adalah teh hitam. Teh hitam merupakan teh yang
memiliki aroma dan rasa yang paling kuat dan kaya. Hal
ini terjadi, karena teh hitam diproses dengan tingkat
fermentasi paling lama diantara jenis teh yang lain
(fermentasi penuh).17
Gambar 1. Appearance seduhan teh (atas) dan berbagai
jenis daun teh (bawah) dari tanaman Camellia sinensis
(Sumber: http://doctorscotthealth.com/antiaging/powerful-antioxidants-01-white-tea/)
6
2.2
KAROTENOID PADA DAUN TEH
Senyawa karotenoid adalah senyawa pigmen alami
yang
mempunyai
andil
terhadap
warna-warna
dari
berbagai tumbuhan, buah, dan bunga, di samping
senyawa golongan flavanoid. Terdapat sekitar 700 jenis
karotenoid yang terdapat di alam, dengan kisaran warna
merah, oranye, dan kuning.18,19 Karotenoid memiliki
kerangka atom karbon C40 dengan rantai poliena yang
dapat memiliki hingga 15 ikatan rangkap terkonjugasi.
Sintesis karotenoid terjadi pada organisme fotosintetik
seperti tumbuhan, alga dan sianobakteri. Kelompok
senyawa terpenoid ini memiliki beragam struktur dan
memenuhi berbagai macam fungsi di alam dan juga
memiliki banyak nilai industrial yang penting.20 Warnawarna
dari
degradasinya
senyawa
yang
karotenoid
dan
menghasilkan
produk
hasil
pembentukan
komponen aroma, membuat senyawa ini memainkan
peran yang penting pada sifat sensori dari produk
makanan.
Terdapat dua kelompok utama senyawa karotenoid,
yaitu kelompok karoten yang merupakan karotenoid
hidrokarbon (tersusun hanya oleh karbon dan hidrogen
dalam struktur kimianya), dan kelompok ksantofil yang
merupakan
hidroksikarotenoid
(mengandung
oksigen
dalam struktur kimianya). Pigmen karotenoid yang pernah
diidentifikasi pada daun teh hijau segar antara lain yaitu
- dan
- karoten, neosantin, zeasantin, lutein, likopen,
kriptosantin, dan violasantin (Gambar 2).22
7
-karoten
-karoten
neosantin
zeasantin
lutein
8
likopen
HO
kriptosantin
OH
O
O
HO
violasantin
Gambar 2. Contoh senyawa karotenoid pada daun teh
2.3
FLAVOR TURUNAN KAROTENOID PADA
DAUN TEH
Karotenoid rentan terhadap reaksi pembelahan
oksidatif pada berbagai posisi ikatan rangkapnya dan
menghasilkan
berbagai
senyawa
apokarotenoid.23-25
Reaksi pembelahan oksidatif yang dimaksud, terjadi
melalui berbagai proses kimia, termal, dan enzimatik.
Struktur karotenoid yang khas yaitu suatu rantai poliena
dengan ikatan rangkap yang terkonjugasi, merupakan
dasar
dari
berbagai
fungsi
karotenoid
dan
juga
9
mempengaruhi sifat karotenoid yang rentan terhadap
reaksi degradasi pada kondisi temperatur yang tinggi, pH
yang rendah, intensitas cahaya yang tinggi, dan adanya
oksigen radikal.26
Senyawa
merupakan
flavor
salah
terpenoid
satu
turunan
komponen
karotenoid
penting
yang
mempengaruhi karakter flavor pada berbagai buah dan
bunga. Senyawa terpenoid ini tergolong sebagai senyawa
apokarotenoid, yaitu senyawa turunan karotenoid yang
dihasilkan dari reaksi pembelahan oksidatif karotenoid.27
Kelompok senyawa prekursor flavor turunan karotenoid,
umumnya terdapat pada konsentrasi yang sangat rendah
tetapi mempunyai efek yang kuat pada sistem olfaktori
manusia.
Pada
flavor
teh,
senyawa
ionone
dan
damascenone teridentifikasi sebagai komponen volatile
penting yang mempengaruhi karakter dan aroma teh.28
Selain itu, terdapat komponen turunan karotenoid lain
yang
mempengaruhi
theaspirone
dengan
karakter
aroma
karakter
aroma
teh,
yaitu
sweet
floral,
theaspirane dan juga turunan theaspirane teroksigenasi
dengan karakter aroma fruity.29,30
O
O
O
O
O
-ionone
-damascenone
theaspirone
theaspirane
Gambar 3. Komponen flavor penting turunan
karotenoid pada teh
10
2.4
DISTILASI AIR-UAP (WATER-STEAM
DISTILLATION)
Distilasi
atau
penyulingan
merupakan
suatu
metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan
kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas bahan).
Pada metode distilasi uap, material tumbuhan yang ingin
diekstraksi komponen minyak esensialnya, dipanaskan
melalui uap yang dialirkan ke dalam material tumbuhan
tersebut. Uap dari campuran senyawa volatil akan naik ke
atas menuju kondensor karena adanya tekanan uap yang
besar dari bagian bawah, dan akhirnya masuk ke labu
distilat.31,32
Metode distilasi uap banyak digunakan untuk
ekstraksi minyak esensial dari tumbuhan. Ekstraksi ini
merupakan metode distilasi atau proses pemisahan yang
ditujukan untuk bahan-bahan yang sensitif terhadap
temperature seperti minyak, resin, hidrokarbon, dal lain
sebagainya, yang tidak larut dalam air dan mungkin akan
terdekomposisi pada titik didihnya. Prinsip fundamental
dari distilasi uap adalah dapat memisahkan senyawa atau
campuran senyawa pada temperatur di bawah titik didih
masing-masing senyawa penyusunnya. Pada distilasi
senyawa-senyawa yang mempunyai titik didih hingga 200
°C atau lebih, dengan menggunakan uap atau air yang
mendidih, dapat menguapkan senyawa-senyawa tersebut
sekitar suhu 100 °C pada tekanan atmosfer.33,34
Distilasi air-uap merupakan kombinasi dari metode
distilasi air (water distillation) dengan distilasi (uap).
11
Prinsip kerjanya sama dengan metode distilasi uap yaitu
dengan memanfaatkan uap untuk menguapkan senyawa
volatil yang terkandung dalam suatu bahan (material).
Pada metode distilasi air-uap, uap dihasilkan dengan cara
pemanasan air. Kelebihan dari metode distilasi ini yaitu
uap selalu dalam keadaan jenuh dan tidak terlalu panas
dan bahan yang disuling hanya berhubungan dengan uap
(tidak kontak dengan air panas).35 Bagan sistem alat
distilasi uap-air yang digunakan, dapat dilihat pada
Lampiran 1.
2.5
EKSTRAKSI PELARUT DENGAN ALAT
LIKENS-NICKERSON
Metode
ekstraksi
dengan
menggunakan
alat
Likens-Nickerson biasa disebut dengan “Simultaneous
Steam Distillation-Extraction (SDE).” Metode ekstraksi yang
diperkenalkan oleh S.T. Likens dan G.B. Nickerson di
tahun 1964 ini, menggunakan uap dan distilasi pelarut
organik secara bersamaan.36 Prinsip dari alat LikensNickerson adalah mengekstraksi sampel yang direndam
dalam
air
secara
terus
menerus
dengan
proses
penyulingan dan penguapan. Senyawa volatil pada bahan
akan menguap dan terkondensasi, sedangkan pelarut
akan kembali ke labu semula. Keuntungan dari metode
ini adalah penggunaan pelarut yang relatif sedikit, namun
dengan kuantitas bahan (sampel) yang cukup banyak.
12
Metode
ekstraksi-distilasi
Likens-Nickerson
ini
dapat diterapkan dalam berbagai aplikasi dalam analisis
flavor. Pada metode ini, prinsip pemisahan senyawa volatil
yang terkandung dalam sampel adalah sebagai berikut: (1)
distilat dari komponen volatil bahan ikut menguap
bersamaan
dengan
menguapnya
pelarut organik (2)
pemisahan campuran kondensat terjadi karena adanya
perbedaan masa jenis air dengan pelarut organik yang
digunakan (3) setelah proses ekstraksi selesai, komponen
volatil bahan akan berada pada labu pelarut organik.
Bagan sistem alat ekstraksi-distilasi Likens-Nickerson
dapat dilihat pada Lampiran 2.
13
2.1
TINJAUAN PUSTAKA
TEH
Teh
karena
merupakan
merupakan
minuman
minuman
yang
menyehatkan
yang
kaya
akan
antioksidan, yang bermanfaat bagi kesehatan tubuh.
Secara umum, daun teh mengalami proses pengolahan
antara lain pelayuan, penggilingan, oksidasi enzimatis
(atau fermentasi), pengeringan, dan pengemasan, untuk
dijadikan sebagai minuman.13 Pengolahan daun teh
bertujuan untuk mengubah komposisi kimia daun teh
segar,
sehingga
menjadi
hasil
olahan
yang
dapat
memunculkan karakter tertentu pada air seduhannya
yang mencakup warna, rasa, dan aroma.
Menurut proses pengolahannya, khususnya pada
perbedaan
tahap
fermentasinya,
teh
diklasifikasikan
menjadi beberapa macam yaitu teh putih, teh hijau, teh
oolong, dan teh hitam (Gambar 1). Teh putih merupakan
jenis
teh
yang
paling
jarang
ditemukan.
Proses
pembuatan teh putih hanya meliputi pelayuan dan
pengeringan (udara, matahari, atau mekanik); tidak
melalui tahap fermentasi.14 Seperti teh putih, teh hijau
juga
tidak
mengalami
proses
fermentasi,
sehingga
memiliki kandungan antioksidan yang sangat tinggi dan
baik untuk kesehatan.15 Perbedaan teh putih dan teh
hijau berada pada bagian teh yang dipetik, teh putih
berasal
dari
kuncup
yang
belum
terbuka
(masih
mengandung serabut-serabut putih di bagian dalamnya)
5
dan daun muda teh, sedangkan teh hijau berasal dari
daun teh yang lebih tua. Jenis teh berikutnya yaitu teh
oolong,
merupakan
jenis
teh
semi-fermentasi,
yang
tingkatan oksidasinya beragam yaitu antara 8% hingga
85%,
sehingga
bisa
dikatakan
kualitas
kandungan
polifenolnya hampir menyerupai teh hijau.16 Jenis teh
yang paling dikenal dan paling banyak dikonsumsi di
dunia adalah teh hitam. Teh hitam merupakan teh yang
memiliki aroma dan rasa yang paling kuat dan kaya. Hal
ini terjadi, karena teh hitam diproses dengan tingkat
fermentasi paling lama diantara jenis teh yang lain
(fermentasi penuh).17
Gambar 1. Appearance seduhan teh (atas) dan berbagai
jenis daun teh (bawah) dari tanaman Camellia sinensis
(Sumber: http://doctorscotthealth.com/antiaging/powerful-antioxidants-01-white-tea/)
6
2.2
KAROTENOID PADA DAUN TEH
Senyawa karotenoid adalah senyawa pigmen alami
yang
mempunyai
andil
terhadap
warna-warna
dari
berbagai tumbuhan, buah, dan bunga, di samping
senyawa golongan flavanoid. Terdapat sekitar 700 jenis
karotenoid yang terdapat di alam, dengan kisaran warna
merah, oranye, dan kuning.18,19 Karotenoid memiliki
kerangka atom karbon C40 dengan rantai poliena yang
dapat memiliki hingga 15 ikatan rangkap terkonjugasi.
Sintesis karotenoid terjadi pada organisme fotosintetik
seperti tumbuhan, alga dan sianobakteri. Kelompok
senyawa terpenoid ini memiliki beragam struktur dan
memenuhi berbagai macam fungsi di alam dan juga
memiliki banyak nilai industrial yang penting.20 Warnawarna
dari
degradasinya
senyawa
yang
karotenoid
dan
menghasilkan
produk
hasil
pembentukan
komponen aroma, membuat senyawa ini memainkan
peran yang penting pada sifat sensori dari produk
makanan.
Terdapat dua kelompok utama senyawa karotenoid,
yaitu kelompok karoten yang merupakan karotenoid
hidrokarbon (tersusun hanya oleh karbon dan hidrogen
dalam struktur kimianya), dan kelompok ksantofil yang
merupakan
hidroksikarotenoid
(mengandung
oksigen
dalam struktur kimianya). Pigmen karotenoid yang pernah
diidentifikasi pada daun teh hijau segar antara lain yaitu
- dan
- karoten, neosantin, zeasantin, lutein, likopen,
kriptosantin, dan violasantin (Gambar 2).22
7
-karoten
-karoten
neosantin
zeasantin
lutein
8
likopen
HO
kriptosantin
OH
O
O
HO
violasantin
Gambar 2. Contoh senyawa karotenoid pada daun teh
2.3
FLAVOR TURUNAN KAROTENOID PADA
DAUN TEH
Karotenoid rentan terhadap reaksi pembelahan
oksidatif pada berbagai posisi ikatan rangkapnya dan
menghasilkan
berbagai
senyawa
apokarotenoid.23-25
Reaksi pembelahan oksidatif yang dimaksud, terjadi
melalui berbagai proses kimia, termal, dan enzimatik.
Struktur karotenoid yang khas yaitu suatu rantai poliena
dengan ikatan rangkap yang terkonjugasi, merupakan
dasar
dari
berbagai
fungsi
karotenoid
dan
juga
9
mempengaruhi sifat karotenoid yang rentan terhadap
reaksi degradasi pada kondisi temperatur yang tinggi, pH
yang rendah, intensitas cahaya yang tinggi, dan adanya
oksigen radikal.26
Senyawa
merupakan
flavor
salah
terpenoid
satu
turunan
komponen
karotenoid
penting
yang
mempengaruhi karakter flavor pada berbagai buah dan
bunga. Senyawa terpenoid ini tergolong sebagai senyawa
apokarotenoid, yaitu senyawa turunan karotenoid yang
dihasilkan dari reaksi pembelahan oksidatif karotenoid.27
Kelompok senyawa prekursor flavor turunan karotenoid,
umumnya terdapat pada konsentrasi yang sangat rendah
tetapi mempunyai efek yang kuat pada sistem olfaktori
manusia.
Pada
flavor
teh,
senyawa
ionone
dan
damascenone teridentifikasi sebagai komponen volatile
penting yang mempengaruhi karakter dan aroma teh.28
Selain itu, terdapat komponen turunan karotenoid lain
yang
mempengaruhi
theaspirone
dengan
karakter
aroma
karakter
aroma
teh,
yaitu
sweet
floral,
theaspirane dan juga turunan theaspirane teroksigenasi
dengan karakter aroma fruity.29,30
O
O
O
O
O
-ionone
-damascenone
theaspirone
theaspirane
Gambar 3. Komponen flavor penting turunan
karotenoid pada teh
10
2.4
DISTILASI AIR-UAP (WATER-STEAM
DISTILLATION)
Distilasi
atau
penyulingan
merupakan
suatu
metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan
kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas bahan).
Pada metode distilasi uap, material tumbuhan yang ingin
diekstraksi komponen minyak esensialnya, dipanaskan
melalui uap yang dialirkan ke dalam material tumbuhan
tersebut. Uap dari campuran senyawa volatil akan naik ke
atas menuju kondensor karena adanya tekanan uap yang
besar dari bagian bawah, dan akhirnya masuk ke labu
distilat.31,32
Metode distilasi uap banyak digunakan untuk
ekstraksi minyak esensial dari tumbuhan. Ekstraksi ini
merupakan metode distilasi atau proses pemisahan yang
ditujukan untuk bahan-bahan yang sensitif terhadap
temperature seperti minyak, resin, hidrokarbon, dal lain
sebagainya, yang tidak larut dalam air dan mungkin akan
terdekomposisi pada titik didihnya. Prinsip fundamental
dari distilasi uap adalah dapat memisahkan senyawa atau
campuran senyawa pada temperatur di bawah titik didih
masing-masing senyawa penyusunnya. Pada distilasi
senyawa-senyawa yang mempunyai titik didih hingga 200
°C atau lebih, dengan menggunakan uap atau air yang
mendidih, dapat menguapkan senyawa-senyawa tersebut
sekitar suhu 100 °C pada tekanan atmosfer.33,34
Distilasi air-uap merupakan kombinasi dari metode
distilasi air (water distillation) dengan distilasi (uap).
11
Prinsip kerjanya sama dengan metode distilasi uap yaitu
dengan memanfaatkan uap untuk menguapkan senyawa
volatil yang terkandung dalam suatu bahan (material).
Pada metode distilasi air-uap, uap dihasilkan dengan cara
pemanasan air. Kelebihan dari metode distilasi ini yaitu
uap selalu dalam keadaan jenuh dan tidak terlalu panas
dan bahan yang disuling hanya berhubungan dengan uap
(tidak kontak dengan air panas).35 Bagan sistem alat
distilasi uap-air yang digunakan, dapat dilihat pada
Lampiran 1.
2.5
EKSTRAKSI PELARUT DENGAN ALAT
LIKENS-NICKERSON
Metode
ekstraksi
dengan
menggunakan
alat
Likens-Nickerson biasa disebut dengan “Simultaneous
Steam Distillation-Extraction (SDE).” Metode ekstraksi yang
diperkenalkan oleh S.T. Likens dan G.B. Nickerson di
tahun 1964 ini, menggunakan uap dan distilasi pelarut
organik secara bersamaan.36 Prinsip dari alat LikensNickerson adalah mengekstraksi sampel yang direndam
dalam
air
secara
terus
menerus
dengan
proses
penyulingan dan penguapan. Senyawa volatil pada bahan
akan menguap dan terkondensasi, sedangkan pelarut
akan kembali ke labu semula. Keuntungan dari metode
ini adalah penggunaan pelarut yang relatif sedikit, namun
dengan kuantitas bahan (sampel) yang cukup banyak.
12
Metode
ekstraksi-distilasi
Likens-Nickerson
ini
dapat diterapkan dalam berbagai aplikasi dalam analisis
flavor. Pada metode ini, prinsip pemisahan senyawa volatil
yang terkandung dalam sampel adalah sebagai berikut: (1)
distilat dari komponen volatil bahan ikut menguap
bersamaan
dengan
menguapnya
pelarut organik (2)
pemisahan campuran kondensat terjadi karena adanya
perbedaan masa jenis air dengan pelarut organik yang
digunakan (3) setelah proses ekstraksi selesai, komponen
volatil bahan akan berada pada labu pelarut organik.
Bagan sistem alat ekstraksi-distilasi Likens-Nickerson
dapat dilihat pada Lampiran 2.
13