J. Sains Tek., Agustus 2006, Vol. 12, No. , Hal.: 125 - 129 ISSN 0853-733X
KARAKTERISASI PEKTIN DARI DAUN CINCAU HIJAU (Premna oblongifolia L. Miers.) Susilawati1, Samsu Udayana Nurdin1, Assadi2 1Jurusan
Teknologi Hasil Pertanian Faperta Universitas Lampung Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Faperta Universitas Lampung Jl. S. Brojonegoro No. 1. Bandar Lampung 35145, Indonesia
2Alumni
Diterima 23 Maret 2006, perbaikan 14 Agustus 2006, disetujui untuk diterbitkan 28 Agustus 2006
ABSTRACT The objective of this research was to obtain the effects of the addition of citric acid on pectin characteristics of cincau (Premna oblongifolia L. Miers) extraction. The research used full block random design while single treatment of the addition of citric acid of 0%; 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0.4%; 0,5% and each treatment was repeated three times. The result showed that the pH and the equivalent weight decreased significantly during the experiment, but somehow there were significant increased of metoxil and anhidrogalacturonic acid concentration as well as the degree of estherification of pectin. Keywords: green cincau, pectin, chararteristic, citric acid.
1. PENDAHULUAN
2. METODE PENELITIAN
Cincau hijau (Premna oblongifolia L. Miers) adalah sejenis tanaman yang digunakan untuk membuat gel cincau dan biasanya dimanfaatkan sebagai bahan campuran minuman penyegar yang dipercaya mampu mengatasi panas dalam. Daun cincau mengandung serat yang tinggi dan ekstrak daun cincau mengandung polisakarida yang mampu membentuk gel. Komponen pembentuk gel (KPG) dari cincau hijau termasuk dalam golongan polisakarida pektin1).
2.1. Bahan dan Alat
Pektin terdapat pada dinding sel primer tanaman tingkat tinggi yang berfungsi antara lain menentukan sifat mekanis dan karakteristik hidrasi pada dinding sel serta sebagai pelindung terhadap invasi patogen. Struktur pektin sangat bervariasi tergantung pada asalnya, serta tipe dan umur dinding selnya2). Pektin pada dinding sel berada dalam bentuk terikat dengan ion logam khususnya ion divalen. Sehingga untuk dapat mengekstrak secara efisien, pektin harus dibebaskan dari ion logam salah satunya dengan mengikat ion logam dengan pengkelat logam. Salah satu zat yang efektif dan aman bila dikonsumsi sebagai pengkelat logam adalah asam sitrat3). Pemanfaatan pektin sebagai bahan pangan sangat tergantung pada karakteristiknya. Karakteristik pektin juga menentukan manfaat fisiologisnya seperti efek hipokolesterolemik4), dan fermentabilitasnya5). Karena proses ekstraksi dapat memodifikasi struktur pectin2), maka karakterisasi pectin dari cincau hijau yang diekstraksi dengan menggunakan larutan asam sitrat perlu untuk dilakukan.
2006 FMIPA Universitas Lampung
Bahan yang digunakan adalah daun cincau hijau (Premna oblongifolia Miers) yang masih segar dan cukup tua, Asam sitrat, NaOH, HCl, Sodium heksametaphospat, Aquadest, dan bahan-bahan kimia untuk analisis. Alat-alat yang digunakan adalah baskom, kain saring, blender, loyang, stopwatch, thermometer, hot plate (type MR 2002), oven, buret, Erlenmeyer, neraca elektrik (type SBA-31), refrigator (type samsung), pH meter dan alat-alat gelas kimia lainnya. 2.2. Prosedur Penelitian Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL) dengan faktor tunggal yang terdiri dari 6 taraf yaitu konsentrasi larutan asam sitrat yang digunakan untruk proses ekstraksi daun cincau hijau kering dengan taraf 0%(A1), 0,1%(A2), 0,2%(A3), 0,3%(A4), 0,4%(A5), 0,5%(A6) dengan 3 kali ulangan. Data yang diperoleh diuji kesamaan ragamnya dengan uji Bartlet dan kemenambahan data diuji dengan uji Tuckey. Kemudian data dianalisis sidik ragam untuk menduga ragam galat dan uji signifikasi untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan antar perlakuan. Data kemudian dianalisis lebih lanjut dengan polinomial ortogonal pada taraf nyata 1% dan 5%.
125
Susilawati dkk…Karakterisasi Pektin dari Daun
2.2.1. Pelaksanaan Penelitian
Keterangan: A= Bobot pektin ( mg); C= mili ekivalen NaOH
1. Persiapan daun cincau kering Daun cincau hijau Premna oblongifolia Miers yang telah dicuci bersih dikeringkan dalam oven dengan suhu 40°C selama 24 jam dengan posisi terbalik. Daun yang telah kering diangkat dan dihancurkan dengan blender, hasil dari blenderan adalah serbuk daun cincau kering yang merupakan bahan baku yang telah siap digunakan6). 2. Ekstraksi dan Pengeringan ekstak Cincau hijau Sebanyak 25 gram serbuk daun cincau ditambah air panas 500 mL (1000C) yang mengandung asam sitrat sesuai dengan perlakuan, kemudian diaduk merata menggunakan stirrer dan didiamkan 15 menit. Kemudian disaring dengan kain saring yang telah disiapkan, hasil saringan dituangkan dalam loyang kering yang sudah dilapisi dengan plastik tahan panas, kemudian dioven pada suhu 600C selama 48 jam. Hasil pengeringan diblender sampai tingkat kehalusan tertentu sehingga didapat bubuk ekstrak cincau sesuai yang diinginkan6). 3. Pemurnian Pektin Proses untuk memurnikan pektin dari ekstrak cincau hijau kering yang akan dianalisis adalah sebagai berikut (7) sebanyak 10,5 gram bubuk serat pangan cincau dilarutkan dalam 300 mL larutan sodium heksametafosfat [6Na 2 (HPO3)6] 0,75% yang mengandung NaOH 0,05 M, kemudian diaduk sampai rata dan dibiarkan selama 2 jam dalam suhu ruang. Selanjutnya ditambahkan etanol (95%) dengan perbandingan 1:1 dan didiamkan selama 12 jam pada suhu ruang, setelah itu endapan pektin dipisahkan dari cairan dengan kain saring dan dikeringkan dalam oven pada suhu 500C selama 6 jam, berat kering yang diperoleh dinyatakan sebagai kadar pektin. 4. Penetapan karakteristik Pektin ekstrak cincau pohon Terhadap pektin yang didapatkan dilakukan analisis karakteristik pektin meliputi bobot ekivalen, kadar metoksil, kadar asam anhidrogalakturonat, dan derajat esterifikasi pektin. Semua analisis menggunakan metode yang digunakan oleh Soebrata7). 5. Bobot ekivalen Sebanyak 0,5 gram pektin ditetesi dengan 5 mL etanol, lalu secara berurutan ditambahkan 1 gram NaCl, 100 mL aquades dan 6 tetes indikator pp. Selanjutnya dititrasi secara perlahan-lahan dengan larutan NaOH 0,1 N sampai terjadi perubahan warna indikator yang berlangsung sedikitnya selama 30 detik, perhitungan :
BE =
A C
126
6. Kadar Metoksil Ke dalam larutan ekstrak hasil penetapan bobot ekivalen ditambahkan 25 mL larutan NaOH 0,25 N, dikocok, lalu didiamkan dalam keadaan tertutup selama 30 menit pada suhu ruang. Selanjutnya ditambahkan 25 mL larutan HCl 0,25 N, lalu titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N sampai warna indikator berubah ke warna semula, perhitungan . C Kadar metoksil = x 31 x 100% A Keterangan: A = bobot pektin (mg); C = mili ekivalen NaOH; 31 = bobot molekul metoksil 7. Asam anhidrogalakturonat (AAG) Kadar asam anhidrogalakturonat ditentukan berdasarkan hasil penetapan bobot ekivalen dan kadar metoksil. Perhitungan yang digunakan adalah:
AAG =
D A
x 176 x 100%
Keterangan: A = bobot pektin (mg); D = mili ekivalen NaOH pada penetapan BE + KM; 176= bobot molekul AAG 8. Penetapan Derajat Esterifikasi Derajat esterifikasi ditentukan dari kadar metoksil dan kadar asam anhidrogalakturonat. Perhitungan yang digunakan adalah: E x 176 DE = x 100% F x 31 Keterangan: E = kadar metoksil ; F= kadar asam anhidrogalakturonat
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pektin merupakan suatu polisakarida kompleks yang komponen utamanya adalah molekul asam galakturonat yang dihubungkan dengan unit-unit yang sama melalui ikatan α-1,4 glikosida. Komponen lain yang merupakan komponen minor meliputi L-rhamnosa, D-xilosa, Larabinosa, D-glukosa dan lainnya. Sebagian gugus karboksil pektin teresterifikasi oleh metil alkohol8). Pektin dapat diekstrak dari jaringan tanaman degan air panas, larutan asam encer atau larutan ammonium oksalat yang selanjutnya diendapan dari filtrat hasil ekstraksi menggunakan etil alkohol, metil alkohol atau isopropil alkohol9). Ekstraksi pektin dari cincau pohon dengan larutan asam sitrat akan meningkatkan keasaman larutan ekstrak seiring peningkatan konsentrasi larutan asam sitrat yang digunakan. Hal ini ditunjukkan oleh perubahan nilai pH larutan ekstrak dari
2006 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek., Agustus 2006, Vol. 12
4,46 (konsentrasi 0%) menurun menjadi 3,28 pada penggunaan larutan asam sitrat dengan konsentrasi 0,5% (data tidak ditampilkan). Tingginya tingkat keasaman larutan ekstrak cincau diduga dapat menyebabkan terjadinya reaksi hidrolisis atau depolimerisasi yang dikatalis oleh asam. Kertesz (1951) dalam Constenla and Lozano10) menyatakan bahwa ekstraksi dengan larutan asam akan menyebabkan terjadinya hidrolisis pada ikatan glikosidik. Hidrolisis ini menyebabkan penurunan bobot ekivalen pektin (Gambar 1). Menurut Asyhar11), proses pemanasan pada kondisi asam akan mengakibatkan terjadinya hidrolisis dan depolimerisasi pektin. Fenomena hidrolisis dan depolimerisasi ini juga ditemukan pada karagenan yang dihidrolisis pada pH di bawah 7, terutama dengan adanya peningkatan suhu9). Shi et al.8) menyatakan bahwa umumnya ekstraksi menggunakan basa digunakan untuk mernurunkan derajat esterifikasi melalui proses saponifikasi, sedangkan ekstraksi menggunakan asam ditujukan untuk meningkatkan derajat esterifikasi pektin. Dari hasil
penelitian diketahui derajat esterifikasi pektin ekstrak cincau mengalami peningkatan seiring peningkatan konsentrasi larutan asam sitrat yang digunakan yaitu dari 28,97% meningkat menjadi 0,53% (Gambar 2). Peningkatan derajat esterifikasi ini berkaitan erat dengan kadar metil dalam molekul pektin yang juga mengalami peningkatan seiring peningkatan konsentrasi asam sitrat yakni 0,62% meningkat hingga 9,92% (Gambar 3). Pada pH 5-6 pektin stabil pada suhu ruang, tetapi bila terjadi peningkatan suhu dan pH, maka terjadi reaksi βeliminasi, reaksi ini terjadi pada ikatan glikosidik pada asam galakturonat yang teresterifikasi13). Perlakuan panas pada berbagai pH akan mempengaruhi kekuatan gel pektin metoksil rendah maupun pektin bermetoksil tinggi. Peningkatan suhu akan menyebabkan proses βeliminasi lebih cepat dibandingkan proses deesterifikasi8). Hasil penelitian menunjukkan kandungan asam anhidrogalakturonat meningkat seiring peningkatan konsentrasi asam sitrat yang ditambahkan yakni dari 12,32 % menjadi 110,29 % (Gambar 4).
Berat ekuivalen (BE)
2500 y = -3495x + 1845.2 r= 0.9116
2000 1500 1000 500 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Konsentrasi asam sitrat (%)
Gambar 1. Hubungan antara konsentrasi asam sitrat dengan bobot ekivalen pektin cincau pohon (P. oblongifolia Miers)
Kadar metoksil (KM)
10.00 y = 17.153x - 0.124 r= 0.9091
8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Konsentrasi asam sitrat (%)
Gambar 2. Hubungan antara kosentrasi asam sitrat dengan kadar metoksil pektin cincau pohon (P. oblongifolia Miers)
2006 FMIPA Universitas Lampung
127
Susilawati dkk…Karakterisasi Pektin dari Daun
Derajat esterifikasi (DE)
60 50 40 30 20
y = 42.756x + 30.962 r= 0.9591
10 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Konsentrasi asam sitrat (%)
Asam anhidrogalakturonat (AAG)
Gambar 3. Hubungan antara konsentrasi asam sitrat dengan derajat esterifikasi pektin cincau pohon (P. Oblongifolia Miers)
120.00 y = 205.67x + 2.4584 r= 0.9689
100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Konsentrasi asam sitrat (%)
Gambar 4. Hubungan antara konsentrasi asam sitrat dengan asam anhidrogalakturonat pektin cincau pohon (P. oblongifolia Miers) Asam anhidrogalakturonat merupakan struktur dasar dari pektin berbentuk linier yang berikatan dengan gulagula sederhana pada rantai samping. Meningkatnya kandungan asam anhidrogalakturonat seiring dengan meningkatnya konsentrasi asam sitrat, sehingga terjadi hidrolisis asam non uronat. Constela and Lozano10), menyatakan bahwa kadar asam anhidrogalakturonat akan meningkat seiring terjadinya hidrolisis asam non uronat.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Artha, N. 2001. Isolasi dan Karakteristik Sifat Fungsional Komponen Pembentuk Gel Cincau Hijau (Cyclea barbata L Miers). Disertasi IPB. Bogor
2.
Mac Dougall, AJ. and Ring, SG. 2004. Pectic Polysaccharides. In Chemical and Functional Properties of Food Saccharides. Tomasik, P. (Ed.). CRC Press. Washongton, DC.
3.
Belitz, H.D. and Grosch, W. 1999. Food Chemistry. Springer. New York
4.
Terpstra, A.H.M., Lapre, J.A., de Vries, H.T., and Beynen, A.C. 1988. Dietary Pectin with High Viscosity Lowers Plasma and Liver Cholesterol Concentraton and Plasma Cholesteryl Ester Transfer Protein Activity in Hamsters. J. Nutr., 128, 1944-1949.
4. KESIMPULAN Peningkatan konsentrasi larutan asam sitrat akan menurunkan bobot ekivalen pektin ekstrak cincau pohon. Kadar metoksil dan asam anhidrogalakturonat pektin ekstrak cincau pohon akan meningkat seiring peningkatan konsentrasi larutan asam sitrat, dan peningkatan konsentrasi larutan asam sitrat juga meningkatkan derajat esterifikasi pektin ekstrak cincau pohon
128
2006 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek., Agustus 2006, Vol. 12
5.
Nurdin, S.U. 2005. Green Cincau Leaves (Premna oblongifolia Merr.) As Potential Sources of PectinRich Plant Extract. Artocarpus, 5(1), 24-27.
10. Constenla, D and Lozano, J.E. 2003. Kinetic Model of Pectin Demethylation. Latin American Applied Reseach, 33(2), 77-84.
7.
Soebrata, B.M. 1999. Isolasi dan Penentuan Sifat Pektin Labu Siam (Sechimedule Sw). Buletin Kimia, 14, 14-19.
11. Asyhar, C. 1998. Isolasi dan Karakterisasi Komponen Pembentuk Gel dari Tanaman Cincau Hitam (Mesona poluntris BL). Disertasi IPB. Bogor
8.
Shi, J., Mazza, G., and Maguer, M.L. 2002. Functional Foods Biocemical and Processing Aspect. Vol. 2. CRC Press. London
12. Pudjaatmaka, A.H. 1996. Kimia untuk Universitas. Erlangga. Jakarta
9.
Phillips,G.O and Williams, P.A., 2000. Handbook of Hydrocolloids. CRC Press. Washington DC.
2006 FMIPA Universitas Lampung
13. Fenema. O.R. 1985. Food Chemistry (2rd Ed). Marcel Dekkin, Inc. New York
129
