Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Optimalisasi Proses Produksi Sirup Stevia Secara Fermentasi dengan Starter Madu Sebagai Minuman Anti Diabetes
OPTIMALISASI PROSES PRODUKSI SIRUP STEVIA
SECARA FERMENTASI DENGAN STARTER MADU
SEBAGAI MINUMAN ANTIDIABETES
OPTIMIZATION OF STEVIA SYRUP AS AN ANTIDIABETIC
BEVERAGE BY FERMENTATION USING HONEY STARTER
SKRIPSI
Diajukan guna memenuhi sebagian dari persyaratan
untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (Kimia)
Oleh :
Nama : Andreas Budi Wijaya
NIM : 652007009
2012
Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
ii
RINGKASAN
Penelitian optimalisasi proses produksi minuman stevia secara fermentasi
dengan starter madu sebagai minuman antidiabetes telah dilakukan dari bulan
Februari sampai dengan Juli 2011 di Laboratorium Kimia, Fakultas Sains dan
Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Penelitian ini bertujuan
untuk menentukan perbandingan konsentrasi dan waktu fermentasi yang tepat
dalam pembuatan minuman stevia ditinjau dari kadar steviosida, serta menentukan
aktifitas hipoglikemia sirup stevia secara in vivo.
Pada awal penelitian dilakukan optimasi larutan starter madu dan kadar
steviosida untuk menentukan minuman stevia optimal yang akan digunakan dalam
uji in vivo. Data kuantitatif kadar glukosa darah dibuat kurva hubungan antara
glukosa darah per satuan waktu pengamatan. Dari kurva tersebut, dihitung Area
Under Curve-45-180 (AUC) menggunakan program Graph 4.3 untuk menentukan
prosentase penurunan kadar glukosa darah (% PKGD) setiap perlakuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa minuman stevia yang paling optimal
ditinjau dari kadar steviosida adalah minuman stevia dengan massa 50 gram dan
waktu fermentasi 4 hari dengan kadar steviosida sebesar 0,99%. Hasil uji aktivitas
hipoglikemik secara in vivo menunjukkan bahwa minuman stevia 12,5% dan 20%
memiliki (%) PKGD lebih besar daripada sirup rendah kalori, masing-masing
14,86 ± 19,27 dan 55,36 ± 83,76. Sedangkan minuman stevia 5% memiliki (%)
PKGD yang hampir sama dengan sirup rendah kalori, yaitu sebesar 5,49 ± 5,49.
iii
SUMMARY
Research concerning the optimization of production process of stevia
beverages as antidiabetic beverages through fermentation by using honey starter
has been done in The Laboratory of Chemistry, Faculty of Sains and Mathematics,
Satya Wacana Christian University, Salatiga. It since January until July 2011.
The aims of this research are to determine the ratio of the optimum concentration
and fermentation’s time on making stevia beverages in terms of stevioside level
and also to determine hypoglycemic activities of stevia beverages through in vivo
test.
Firstly research did optimization of honey starter and stevioside level
performed in order to determine the optimal stevia beverages that will be used for
in vivo test. The curve of relationship between blood glucose and observation’s
time per unit time was created from quantitative result of blood glucose levels.
Then, Area Under Curve-45-180 (AUC) was calculated from the curve by using
Graph 4.3 program to determine the percentage of decrease of blood glucose level
(%PKGD) of each treatment.
The result showed that the optimum stevia beverage in terms of stevioside
levels was stevia beverage with 50 grams of mass and 4 days of fermentation time
with 0,99% of stevioside levels. The result of in vivo test of hypoglycemic
activities showed that 12,5% and 20% stevia beverages had 14,86 ± 19,27 and
55,36 ± 83,76 of (%) PKGD those were greater than low-calorie syrup. Besides,
5% stevia beverage had 5,49 ± 5,49 of (%) PKGD that was similar with lowcalorie syrup.
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus atas semua
anugrah dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
dengan baik dan lancar. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi salah satu
syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains (S.Si) dari Fakultas Sains dan
Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Penulis menyadari
masih adanya kekurangan pada penulisan skripsi ini sehingga jauh dari sempurna.
Penulisan skripsi ini terselesaikan berkat dukungan teman-teman terdekat, serta
semua pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung telah banyak
membantu penulis. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1. Bapak Yohanes Martono, S.Si, M.Sc., selaku Kaprogdi Kimia Fakultas Sains
dan Matematika serta pembimbing pertama, atas semua bimbingan dan
bantuan hingga skripsi ini dapat terselesaikan.
2. Dra. Hartati Soetjipto, M.Sc., selaku pembimbing kedua untuk semua bantuan
di dalam penulisan skripsi ini sehingga dapat terselesaikan.
3. Dra. Lusiawati Dewi, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Matematika.
4. Keluargaku tercinta yang telah memberikan banyak dukungan serta doa yang
selalu diberikan tiada henti.
5. My beloved (Nonik) yang selalu memberi semangat selama perjalanan kuliah
dan skripsi.
6. Teman-teman di salatiga yang selalu membantu aku dalam doa dan terus
memberi support sampai selesai.
7. Mbak Yanti yang sudah menyediakan bahan dan alat buat kerja skripsiku.
8. Mas Widodo, Mas Luti, Mas Agung, seluruh dosen FSM kimia, staf FSM,
serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu, terimakasih
untuk semua bantuan, dukungan, dan bimbingan yang telah diberikan.
v
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL .......................................................................................................... i
PENGESAHAN ............................................................................................. ii
RINGKASAN ................................................................................................ iii
SUMMARY .................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ................................................................................... v
DAFTAR ISI ................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. x
1. PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1. Latar belakang .................................................................................... 1
1.2. Tujuan ................................................................................................ 2
2. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 3
2.1. Pemanis .............................................................................................. 3
2.1.1. Pemanis Alami .......................................................................... 3
2.1.2. pemanis Buatan ......................................................................... 3
2.2. Stevia rebaudiana Bert. ....................................................................... 5
2.2.1. Sejarah ...................................................................................... 5
2.2.2. Tinjauan Botani ........................................................................ 6
2.2.3. Potensi Stevia Sebagai Pemanis ................................................ 7
2.2.4. Kandungan Kimia dan Kegunaan .............................................. 7
2.3. Diabetes dan Aktivitas Hipoglikemia Stevia rebaudiana Bert. ............. 9
2.4. Uji Toleransi Glukosa ......................................................................... 10
2.5. Metode Enzimatik (GOD-PAP) ........................................................... 10
3. BAHAN DAN METODA ......................................................................... 11
3.1. Tempat Pelaksanaan ............................................................................ 11
3.2. Sampel ................................................................................................ 11
3.3. Bahan dan Piranti ................................................................................ 11
3.3.1. Bahan ....................................................................................... 11
vi
3.3.2. Piranti ....................................................................................... 11
3.4. Metoda ............................................................................................... 11
3.4.1. Preparasi Sampel ...................................................................... 11
3.4.2. Pembuatan Starter Madu ........................................................... 12
3.4.3. Pembuatan Minuman Stevia Secara Fermentasi ......................... 12
3.4.4. Analisis Steviosida Secara HPLC .............................................. 12
3.4.5. Uji Toleransi Glukosa ............................................................... 12
3.4.6. Penentuan Konsentrasi Gula Darah ........................................... 13
3.4.7. Analisis Data ............................................................................ 13
4. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 14
4.1. Optimasi Larutan Starter ..................................................................... 14
4.2. Penetapan Kadar Steviosida dengan HPLC ......................................... 16
4.3. Uji Aktivitas Hipoglikemik ................................................................. 17
5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 22
5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 22
5.2. Saran .................................................................................................. 22
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 23
LAMPIRAN .................................................................................................. 27
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 1. Stevia rebaudiana Bert. ................................................................ 6
Gambar 2. Struktur Diterpen Glikosida Stevia rebaudiana Bert. ..................... 8
Gambar 3. Kurva Starter Madu Dari Berbagai Konsentrasi ............................ 14
Gambar 4. Kurva Starter Madu 7,5% .............................................................. 15
Gambar 5. Profil Kromatogram Kadar Steviosida .......................................... 17
Gambar 6. Kurva Kadar Glukosa Darah vs Waktu ......................................... 18
Gambar 7. Mekanisme Aksi Senyawa Steviosida ........................................... 20
viii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
Tabel 1. Hasil Pengukuran Kadar Steviosida .................................................. 16
Tabel 2. Purata Kadar Glukosa Darah Terhadap Waktu .................................. 18
Tabel 3. Harga Area Under Curve (AUC) dan Prosentase PKGD ................... 19
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
Lampiran 1. Optimasi Starter Madu ............................................................... 27
Lampiran 2. Hasil Kadar Steviosida Secara HPLC .......................................... 28
Lampiran 3. Data Hasil Uji in vivo Perhitungan AUC-45-180 ............................. 32
x
SECARA FERMENTASI DENGAN STARTER MADU
SEBAGAI MINUMAN ANTIDIABETES
OPTIMIZATION OF STEVIA SYRUP AS AN ANTIDIABETIC
BEVERAGE BY FERMENTATION USING HONEY STARTER
SKRIPSI
Diajukan guna memenuhi sebagian dari persyaratan
untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (Kimia)
Oleh :
Nama : Andreas Budi Wijaya
NIM : 652007009
2012
Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
ii
RINGKASAN
Penelitian optimalisasi proses produksi minuman stevia secara fermentasi
dengan starter madu sebagai minuman antidiabetes telah dilakukan dari bulan
Februari sampai dengan Juli 2011 di Laboratorium Kimia, Fakultas Sains dan
Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Penelitian ini bertujuan
untuk menentukan perbandingan konsentrasi dan waktu fermentasi yang tepat
dalam pembuatan minuman stevia ditinjau dari kadar steviosida, serta menentukan
aktifitas hipoglikemia sirup stevia secara in vivo.
Pada awal penelitian dilakukan optimasi larutan starter madu dan kadar
steviosida untuk menentukan minuman stevia optimal yang akan digunakan dalam
uji in vivo. Data kuantitatif kadar glukosa darah dibuat kurva hubungan antara
glukosa darah per satuan waktu pengamatan. Dari kurva tersebut, dihitung Area
Under Curve-45-180 (AUC) menggunakan program Graph 4.3 untuk menentukan
prosentase penurunan kadar glukosa darah (% PKGD) setiap perlakuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa minuman stevia yang paling optimal
ditinjau dari kadar steviosida adalah minuman stevia dengan massa 50 gram dan
waktu fermentasi 4 hari dengan kadar steviosida sebesar 0,99%. Hasil uji aktivitas
hipoglikemik secara in vivo menunjukkan bahwa minuman stevia 12,5% dan 20%
memiliki (%) PKGD lebih besar daripada sirup rendah kalori, masing-masing
14,86 ± 19,27 dan 55,36 ± 83,76. Sedangkan minuman stevia 5% memiliki (%)
PKGD yang hampir sama dengan sirup rendah kalori, yaitu sebesar 5,49 ± 5,49.
iii
SUMMARY
Research concerning the optimization of production process of stevia
beverages as antidiabetic beverages through fermentation by using honey starter
has been done in The Laboratory of Chemistry, Faculty of Sains and Mathematics,
Satya Wacana Christian University, Salatiga. It since January until July 2011.
The aims of this research are to determine the ratio of the optimum concentration
and fermentation’s time on making stevia beverages in terms of stevioside level
and also to determine hypoglycemic activities of stevia beverages through in vivo
test.
Firstly research did optimization of honey starter and stevioside level
performed in order to determine the optimal stevia beverages that will be used for
in vivo test. The curve of relationship between blood glucose and observation’s
time per unit time was created from quantitative result of blood glucose levels.
Then, Area Under Curve-45-180 (AUC) was calculated from the curve by using
Graph 4.3 program to determine the percentage of decrease of blood glucose level
(%PKGD) of each treatment.
The result showed that the optimum stevia beverage in terms of stevioside
levels was stevia beverage with 50 grams of mass and 4 days of fermentation time
with 0,99% of stevioside levels. The result of in vivo test of hypoglycemic
activities showed that 12,5% and 20% stevia beverages had 14,86 ± 19,27 and
55,36 ± 83,76 of (%) PKGD those were greater than low-calorie syrup. Besides,
5% stevia beverage had 5,49 ± 5,49 of (%) PKGD that was similar with lowcalorie syrup.
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus atas semua
anugrah dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
dengan baik dan lancar. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi salah satu
syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains (S.Si) dari Fakultas Sains dan
Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Penulis menyadari
masih adanya kekurangan pada penulisan skripsi ini sehingga jauh dari sempurna.
Penulisan skripsi ini terselesaikan berkat dukungan teman-teman terdekat, serta
semua pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung telah banyak
membantu penulis. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1. Bapak Yohanes Martono, S.Si, M.Sc., selaku Kaprogdi Kimia Fakultas Sains
dan Matematika serta pembimbing pertama, atas semua bimbingan dan
bantuan hingga skripsi ini dapat terselesaikan.
2. Dra. Hartati Soetjipto, M.Sc., selaku pembimbing kedua untuk semua bantuan
di dalam penulisan skripsi ini sehingga dapat terselesaikan.
3. Dra. Lusiawati Dewi, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Matematika.
4. Keluargaku tercinta yang telah memberikan banyak dukungan serta doa yang
selalu diberikan tiada henti.
5. My beloved (Nonik) yang selalu memberi semangat selama perjalanan kuliah
dan skripsi.
6. Teman-teman di salatiga yang selalu membantu aku dalam doa dan terus
memberi support sampai selesai.
7. Mbak Yanti yang sudah menyediakan bahan dan alat buat kerja skripsiku.
8. Mas Widodo, Mas Luti, Mas Agung, seluruh dosen FSM kimia, staf FSM,
serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu, terimakasih
untuk semua bantuan, dukungan, dan bimbingan yang telah diberikan.
v
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL .......................................................................................................... i
PENGESAHAN ............................................................................................. ii
RINGKASAN ................................................................................................ iii
SUMMARY .................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ................................................................................... v
DAFTAR ISI ................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. x
1. PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1. Latar belakang .................................................................................... 1
1.2. Tujuan ................................................................................................ 2
2. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 3
2.1. Pemanis .............................................................................................. 3
2.1.1. Pemanis Alami .......................................................................... 3
2.1.2. pemanis Buatan ......................................................................... 3
2.2. Stevia rebaudiana Bert. ....................................................................... 5
2.2.1. Sejarah ...................................................................................... 5
2.2.2. Tinjauan Botani ........................................................................ 6
2.2.3. Potensi Stevia Sebagai Pemanis ................................................ 7
2.2.4. Kandungan Kimia dan Kegunaan .............................................. 7
2.3. Diabetes dan Aktivitas Hipoglikemia Stevia rebaudiana Bert. ............. 9
2.4. Uji Toleransi Glukosa ......................................................................... 10
2.5. Metode Enzimatik (GOD-PAP) ........................................................... 10
3. BAHAN DAN METODA ......................................................................... 11
3.1. Tempat Pelaksanaan ............................................................................ 11
3.2. Sampel ................................................................................................ 11
3.3. Bahan dan Piranti ................................................................................ 11
3.3.1. Bahan ....................................................................................... 11
vi
3.3.2. Piranti ....................................................................................... 11
3.4. Metoda ............................................................................................... 11
3.4.1. Preparasi Sampel ...................................................................... 11
3.4.2. Pembuatan Starter Madu ........................................................... 12
3.4.3. Pembuatan Minuman Stevia Secara Fermentasi ......................... 12
3.4.4. Analisis Steviosida Secara HPLC .............................................. 12
3.4.5. Uji Toleransi Glukosa ............................................................... 12
3.4.6. Penentuan Konsentrasi Gula Darah ........................................... 13
3.4.7. Analisis Data ............................................................................ 13
4. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 14
4.1. Optimasi Larutan Starter ..................................................................... 14
4.2. Penetapan Kadar Steviosida dengan HPLC ......................................... 16
4.3. Uji Aktivitas Hipoglikemik ................................................................. 17
5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 22
5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 22
5.2. Saran .................................................................................................. 22
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 23
LAMPIRAN .................................................................................................. 27
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 1. Stevia rebaudiana Bert. ................................................................ 6
Gambar 2. Struktur Diterpen Glikosida Stevia rebaudiana Bert. ..................... 8
Gambar 3. Kurva Starter Madu Dari Berbagai Konsentrasi ............................ 14
Gambar 4. Kurva Starter Madu 7,5% .............................................................. 15
Gambar 5. Profil Kromatogram Kadar Steviosida .......................................... 17
Gambar 6. Kurva Kadar Glukosa Darah vs Waktu ......................................... 18
Gambar 7. Mekanisme Aksi Senyawa Steviosida ........................................... 20
viii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
Tabel 1. Hasil Pengukuran Kadar Steviosida .................................................. 16
Tabel 2. Purata Kadar Glukosa Darah Terhadap Waktu .................................. 18
Tabel 3. Harga Area Under Curve (AUC) dan Prosentase PKGD ................... 19
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
Lampiran 1. Optimasi Starter Madu ............................................................... 27
Lampiran 2. Hasil Kadar Steviosida Secara HPLC .......................................... 28
Lampiran 3. Data Hasil Uji in vivo Perhitungan AUC-45-180 ............................. 32
x