ii. tinjauan pustaka

II. TINJAUAN PUSTAKA
A. ROSELA (Hibiscus sabdarifa L.)
Gambar 1. Tanaman Hibiscus sabdarifa
Divisi
: Spermatophyta
Sub Divisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Bangsa
: Malvales
Suku
: Malvaceae
Marga
: Hibiscus
Jenis
: Hibiscus sabdariffa L
Rosela adalah tumbuhan yang berasal dari India dan memiliki
nama latin Hibiscus sabdariffa L. Tumbuhan ini dikenal sebagai penghasil
serat bermutu yang dimanfaatkan untuk membuat karung goni. Rosela
merupakan tumbuhan semak yang tingginya mencapai 3m. Batangnya
bulat, tegak, percabangan simpodial, memiliki kambium, dan berwarna
merah. Daunnya tunggal dengan bentuk bulat seperti telur. Tipe tulang
daunnya adalah menjari. Ujung daun tumpul, tepinya beringgit, dan
pangkalnya berlekuk. Panjang daun rosela sekitar 6-15cm dan lebarnya
5-8cm. Panjang tangkai daun 4-7cm dengan penampang bulat dan warna
hijau.
Rosela memiliki bunga tunggal yang tumbuh di ketiak daun.
Kelopak bunga berwarna merah, berbulu, terdiri dari delapan sampai
sebelas daun kelopak dan pangkalnya berlekatan. Mahkota bunganya
berwarna kuning berbentuk corong. Setiap bunga terdiri dari lima daun
mahkota yang panjangnya 3-5cm.
5
Rosela merupakan tumbuhan yang berkembang baik di daerah
beriklim tropis dan subtropis. Budidayanya dapat dilakukan di segala
macam tanah, tetapi paling cocok pada tanah yang subur dan gembur.
Tumbuhan ini dapat tumbuh di daerah pantai sampai daerah dengan
ketinggian 900m di atas permukaan laut. Curah hujan yang dibutuhkan
adalah 180cm. Jika curah hujan tidak mencukupi, irigasi akan memberikan
hasil yang baik (Maryani dan Kristiana, 2005).
Rosela yang direbus dalam air panas, menghasilkan minuman yang
berwarna merah. Warna merah ini dapat dimanfaatkan sebagai zat warna
alami pada berbagai produk pangan. Komponen yang berperan
memberikan warna merah pada hasil ekstraksi rosela ini merupakan
pigmen dari golongan antosianin. Puckhaber (2002) menyatakan bahwa
ekstrak bunga dari genus Hibiscus kebanyakan mengandung antosianin
jenis delfinidin, sianidin, petunidin, miricetin, pelargonidin, malvidin,
quercetin, dan kaempferol. Sebanyak 85% dari total antosianin yang
terdapat
pada
tanaman
rosela
diidentifikasi
sebagai
delfinidin
3-sambubiosida yang memberikan warna merah pada hasil ekstraksi
rosela. Selain itu, golongan antosianin lain yang juga terdapat pada
tanaman rosela adalah sianidin 3-samubiosida yang memberikan warna
pink pada hasil ekstraksi rosela (Hong dan Wrolstad, 1990, Tsai dan Ou,
1996; Tsai et al., 2002). Selain dua antosianin utama tersebut, ekstrak cair
dari kelopak kering bunga rosela juga mengandung komponen antosianin
minor, yaitu delfinidin 3-glukosida dan sianidin 3-glukoasida (Du dan
Francis, 1973). Selain itu rosela juga mengandung komponen fenolik
lainnya yang memiliki aktivitas antioksidan.
B. PEWARNA MAKANAN
Warna merupakan salah satu faktor penting yang menentukan
penerimaan konsumen terhadap suatu produk pangan. Keinginan untuk
mengkonsumsi dan membeli produk pangan seringkali ditentukan oleh
warna produk pangan tersebut yang menarik perhatian. Warna dalam
bahan pangan juga dapat menjadi ukuran terhadap mutu dari bahan pangan
tersebut. Menurut Winarno (1997) apabila suatu produk memiliki nilai gizi
6
yang baik, rasa yang enak, dan tekstur yang baik tetapi memiliki warna
yang kurang menarik akan memberikan kesan menyimpang pada produk
pangan tersebut.
Pewarna makanan adalah zat warna alami maupun buatan yang
boleh ditambahkan ke dalam makanan dan minuman untuk memperoleh
warna yang diinginkan (Enie, 1987). Tujuan penambahan pewarna ke
dalam makanan dan minuman antara lain adalah untuk memperbaiki
penampakan
produk
pangan
yang
memudar
akibat
pengolahan,
memperoleh penampakan warna yang seragam, memperoleh warna yang
lebih tua dari aslinya, melindungi flavor dan vitamin yang peka terhadap
cahaya selama penyimpanan, memperoleh penampakan yang lebih
menarik dari aslinya, untuk memberi identitas produk, dan sebagai
indikator visual dari kualitas (Tjahjadi, 1987).
Ketentuan mengenai penggunaan pewarna di Indonesia diatur
dalam SK Menteri Kesehatan RI No. 722/Menkes/Per/IX/1988 dan dalam
SNI (Standar Nasional Indonesia) 01-0222-1995 mengenai Bahan
Tambahan Makanan (BTM). Pewarna makanan terbagi menjadi tiga
golongan, yaitu pewarna alami, pewarna identik alami dan pewarna
sintetik (Bauernfeind, 1981).
Pewarna alami merupakan bahan pewarna yang diperoleh dari
bahan nabati, hewani, atau sumber-sumber mineral. Contoh pewarna alami
antara lain curcumin, riboflavin, klorofil, antosianin, brazilein, dan
karotenoid.
Pewarna identik alami merupakan pewarna yang disentetis secara
kimia sehingga menghasilkan pewarna dengan struktur kimia yang
sama/identik dengan pewarna alami. Yang termasuk golongan ini adalah
karotenoid murni, antara lain: canthaxanthin (merah), apo-karoten (merahoranye), beta-karoten (oranye-kuning). Semua zat warna ini memiliki batas
konsentrasi maksimum penggunaan, kecuali beta-karoten yang boleh
digunakan dalam jumlah tidak terbatas.
Pewarna sintetik merupakan bahan pewarna yang memberikan
warna yang tidak ada di alam dan dihasilkan dengan cara sintesis kimia,
7
bukan dengan cara ekstraksi atau isolasi (Hendry, 1996). Berdasarkan
rumus kimianya, pewarna sintetik dalam makanan menurut Joint
FAO/WHO Expert Committee on Food Additive (JECFA) dapat
digolongkan dalam beberapa kelas, yaitu azo, triarilmetana, quinolin,
xanten, dan indigoid. Kelas azo merupakan pewarna sintetik yang paling
banyak jenisnya dan mencakup warna kuning, oranye, merah, ungu, dan
coklat, setelah itu kelas triarilmetana yang mencakup warna biru dan hijau.
Berdasarkan kelarutannya dikenal dua macam pewarna sintetis, yaitu dyes
dan lakes. Dyes adalah zat pewarna yang umumnya bersifat larut dalam
air, sedangkan lakes merupakan zat pewarna yang tidak larut pada hampir
semua jenis pelarut.
Bila dibandingkan dengan pewarna sintetik, penggunaan zat warna
alami mempunyai beberapa keterbatasan, antara lain: memberikan rasa dan
flavor khas yang tidak diinginkan, konsentrasi dan stabilitas pewarna yang
rendah, keseragaman warna kurang baik, dan spektrum warna yang kurang
luas. Pewarna sintetik lebih banyak digunakan dalam pembuatan berbagai
macam produk pangan karena memiliki kestabilan warna yang baik dan
memiliki spektrum warna yang luas.
Dalam daftar FDA (Food and Drug Administration), pewarna
alami dan pewarna identik alami tergolong dalam uncertified color, karena
tidak memerlukan sertifikat kemurnian kimiawi, sedangkan pewarna
sintetik harus melalui berbagai prosedur pengujian atau proses sertifikasi
sebelum akhirnya dapat digunakan sebagai pewarna makanan. Proses
sertifikasi ini meliputi pengujian kimia, biokimia, toksikologi, dan analisis
media terhadap pewarna tersebut. Pewarna makanan yang diijinkan
penggunaannya dikenal dengan nama certified color atau permitted color.
Sementara itu, pewarna makanan yang belum diijinkan penggunaannya
dan masih perlu diuji aspek keamanannya terhadap kesehatan manusia
digolongkan ke dalam provisional list.
8
C. ANTOSIANIN
Antosianin merupakan salah satu bagian penting dalam kelompok
pigmen setelah klorofil. Antosianin berasal dari bahasa Yunani, anthos
yang berarti bunga dan kyanos yang berarti biru gelap. Antosianin
merupakan pigmen yang larut dalam air, menghasilkan warna dari merah
sampai biru, dan tersebar luas dalam buah, bunga, dan daun (Jackman dan
Smith, 1996). Antosianin umumnya ditemukan pada buah-buahan, sayursayuran, dan bunga, contohnya pada anggur, strawberry, blackberry,
blueberry, raspberry, cherry, apel merah, bunga ros, bunga/kembang
sepatu, kol ungu, pir merah, plum, cabai merah, dan sebagainya (Jackman
dan Smith, 1996).
Warna yang diberikan oleh antosianin bervariasi dari merah,
jingga, ungu, atau biru pada jaringan tanaman. Antosianin terdapat pada
vakuola sel bagian tanaman. Vakuola adalah organel sitoplasmik yang
berisikan air, serta dibatasi oleh membran yang identik dengan membran
tanaman (Kimbal, 1993).
Antosianin tergolong ke dalam turunan flavonoid. Struktur
utamanya ditandai dengan adanya dua cincin aromatik benzena (C6H6)
yang dihubungkan dengan tiga atom karbon yang membentuk cincin
(Jackman dan Smith, 1996). Secara kimia, antosianin merupakan hasil
turunan dari glikosilasi polihidroksi dan/atau polimetoksi dari garam 2benzopirilium atau dikenal dengan struktur kation flavilium atau
benzilflavilum (3,5,7,4’-tetrahidroksiflavilum) yang merupakan struktur
dasar dari antosianidin (Timberlake dan Bridle, 1997).
Menurut Markakis (1982), antosianin memiliki sifat mudah larut
dalam air dan disusun dari sebuah aglikon (antosianidin) yang
teresterifikasi dengan satu atau lebih gugus gula (glikon). Terdapat lima
jenis gula yang biasa ditemui pada molekul antosianin, yaitu glukosa,
ramnosa, galaktosa, xilosa, fruktosa, dan arabinosa. Apabila gugus glikon
dihilangkan melalui proses hidrolisis maka dihasilkan antosianidin.
Antosianidin ini berwarna merah di lingkungan asam, berwarna ungu di
lingkungan netral, dan berwarna biru di lingkungan basa (Dwidjoseputro,
9
1990). Struktur kimia antosianidin dapat dilihat pada Gambar 2. Sampai
saat ini terdapat lebih dari dua puluh jenis antosianidin yang telah
diidentifikasi, namun hanya enam yang memegang peranan penting dalam
bahan pangan, yaitu sianidin, malvidin, petunidin, pelargonidin, delfinidin,
dan peonidin.
Gambar 2. Struktur kimia antosianidin (Castaneda-Ovando et al., 2009)
Tabel 1. Gugus pengganti pada struktur kation flavilium (antosianidin)
untuk membentuk antosianin
Antosianidin
Substitusi (R)
6
7
H
OH
H
OH
Pelargonidin
Sianidin
3
OH
OH
5
OH
OH
Delfinidin
OH
OH
H
Peonidin
OH
OH
Petunidin
OH
Malvidin
OH
Warna
3’
H
OH
5’
H
H
OH
OH
OH
H
OH
OMe
H
OH
H
OH
OMe
OH
OH
H
OH
OMe
OMe
Oranye
OranyeMerah
BiruMerah
OranyeMerah
BiruMerah
BiruMerah
Umumnya antosianidin tidak ditemukan dalam tanaman (Harbone,
1967). Dalam tanaman antosianin biasanya berada dalam bentuk glikosida
yaitu ester dengan satu molekul monosakarida disebut monoglukosida,
biosida atau diglukosida jika memiliki dua molekul gula, dan triosida jika
memiliki tiga molekul gula (Delgado-Vargas et al., 2000). Menurut
Timberlake dan Bridle (1983), gula yang menyusun antosianin terdiri dari:
(1) monosakarida, biasanya glukosa, ramnosa, dan arabinosa, (2)
10
disakarida, yang merupakan dua buah monosakarida dengan kombinasi
dari keempat monosakarida di atas dan xilosa, seperti rutinosa, dan (3)
trisakarida, merupakan tiga buah monosakarida yang mengandung
kombinasi dari gula-gula di atas dalam posisis linear maupun rantai
cabang.
Keragaman antosianin dapat terjadi karena perbedaan sifat gula,
jumlah satuaan gula, dan letak ikatan gulanya. Glikosilasi dapat
meningkatkan kestabilan dan kelarutan antosianin di dalam air, sebab
antosianidin kurang stabil dan kurang larut air dibandingkan antosianin
(Timberlake dan Bridle, 1966).
Molekul lain yang terdapat pada inti kation flavilium adalah pcoumaric, ferulic, cafeic, malonic, atau asam asetat. Satu atau lebih
molekul tersebut dapat terasilasi pada molekul gulanya (Francis, 1985).
Grup asil dengan jumlah dan posisi tertentu yang terikat dapat
meningkatkan kestabilan antosianin terutama terhadap cahaya dan pH
(Francis, 1982; Shi et al., 1992). Brouillard (1982) menyatakan bahwa dua
grup asil dibutuhkan untuk retensi warna maksimum, di mana satu grup
asil terletak di atas cincin pirilium dan yang satunya di bawahnya. Dengan
adanya grup asil maka interaksi hidrofobik antara grup asil dengan cincin
pirilium meningkat sehingga dapat mencegah hidrasi cincin pirilium.
Semakin kuat interaksi hidrofobik ini maka cincin pirilium akan semakin
tahan terhadap hidrasi sehingga pigmen antosianin akan lebih stabil.
Sifat dan warna antosianin dalam jaringan tanaman dipengaruhi
oleh beberapa faktor, antara lain jumlah pigmen, letak dan jumlah gugus
hidroksi dan metoksi, kopigmentasi, dan sebagainya (Markakis, 1982).
Konsentrasi pigmen yang tinggi di dalam jaringan akan menyebabkan
warna merah hingga gelap, sedangkan konsentrasi pigmen yang sedang
akan menyebabkan warna ungu, dan konsentrasi pigmen yang rendah akan
menyebabkan warna biru (Winarno, 1997). Penambahan gugus glikosida
atau peningkatan jumlah gugus hidroksi bebas pada rantai karbon nomor 5
(cincin A) yang dominan menyebabkan warna cenderung biru dan relatif
tidak stabil, sedangkan metilasi atau penambahan jumlah gugus metoksi
11
akan menyebabkan warna cenderung merah dan relatif stabil (Jackman dan
Smith, 1996).
Warna pigmen antosianin juga dipengaruhi oleh pelarut. Warna
antosianin akan menjadi lebih biru pada pelarut alkohol dibandingkan
dengan pelarut air (Swain, 1976). Kondisi yang sedikit asam akan
meningkatkan intensitas warna dari pigmen antosianin. Selain itu,
terikatnya beberapa jenis gula juga dapat meningkatkan intensitas warna
dan pigmen antosianin (Lewis et al., 1995).
Antosianin di alam terdapat dalam bentuk struktur primer,
sekunder, tersier, kuartener. Dalam bentuk primer, struktur antosianin
berbentuk kation falvium, yang terikat gugus hidroksi, metoksi, atau oglikosil. Struktur sekunder merupakan struktur yang paling banyak
ditemukan dalam tanaman. Struktur ini didapatkan melalui proses hidrasi,
transfer porton, dan tautomerasi dari struktur primer. Struktur sekunder ini
ditemukan saat antosianin dilarutkan dalam air. Struktur sekunder yang
berwarna, biasanya tidak stabil atau mudah hilang dan pudar (Brouillard,
1982).
Akibat kekurangan elektron, maka kation flavilium menjadi sangat
reaktif. Reaksi-reaksi yang terjadi pada umumnya mengakibatkan
terjadinya degradasi warna. Degradasi warna dari pigmen antosianin
disebabkan oleh berubahnya kation flavium yang berwarna merah menjadi
basa karbinol yang tidak berwarna, dan akhirnya menjadi kalkon yang
tidak berwarna (Francis, 1985). Palamidis dan Markakis (1975)
menyatakan bahwa reaksi degradasi pada antosianin mengikuti laju reaksi
yang termasuk dalam reaksi ordo pertama. Laju degradasi warna
antosianin dipercepat dengan adanya asam askorbat, asam amino, fenol,
dan gula. Senyawa-senyawa tersebut dapat berkondensasi dengan molekul
antosianin melalui suatu reaksi yang kompleks (Francis, 1985). Salah satu
senyawa hasil kondensasi ini adalah phlobafen yang berwarna coklat
(Francis, 1985).
12
Ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi kestabilan antosianin,
antara lain pengaruh reaksi enzimatis dan non enzimatis. Faktor-faktor non
enzimatis yang mempengaruhi kestabilan antosianin antara lain pH,
cahaya, dan suhu (Elbe dan Schwartz, 1996).
Secara enzimatis, kehadiran enzim antosianase atau polifenol
oksidase akan mempengaruhi kestabilan antosianin karena bersifat
merusak antosianin. Menurut Rein (2005) beberapa enzim dapat berperan
dalam proses degradasi antosianin misalnya glukosidase dan PPO
(polyphenol oxidase). Enzim glukosidase mampu menstimulasi terjadinya
hidrolisis pada ikatan gula antara gugus aglikon dengan gugus glikon.
Hidrolisis tersebut menyebabkan terbukanya cincin aromatik sehingga
membentuk senyawa kalkon (Markakis, 1982). Menurut Jackman dan
Smith (1996), adanya enzim glukosidase yang ditambahkan pada jus
blueberry
yang
mengandung
sianidin
3-glukosida
menyebabkan
pemudaran warna akibat hidrolisis ikatan glikosidik.
Pada medium air, antosianin terdapat dalam empat bentuk struktur
kesetimbangan yaitu, basa quinonoidal berwarna ungu, kation flavium
berwarna merah, basa karbinol/hemiasetal/pseudobasa, dan kalkon yang
tidak berwarna. Bentuk kesetimbangan ini dipengaruhi oleh pH. Pada pH
rendah (pH < 2), struktur kation flavium (merah) dominan. Pada pH 3-6,
struktur kation flavilium mengalami serangan nukleofilik oleh molekul air,
menghasilkan
struktur
basa
karbinol/hemiasetal
(tidak
berwarna).
Selanjutnya struktur basa karbinol/hemiasetal yang terbentuk ini dapat
mengalami kesetimbangan tautomerik (kesetimbangan antara bentuk keto
dan enol) menghasilkan struktur kalkon (tidak berwarna). Pada pH yang
lebih tinggi (pH 6-8) terjadi reaksi deprotonisasi menghasilkan struktur
basa quinonoidal (ungu). Peningkatan pH lebih lanjut (pH > 10) akan
mengakibatkan terjadinya reaksi deprotonisasi lanjutan pada basa
quinonoidal (ungu) menghasilkan struktur basa quinonoidal terionisasi
(biru).
Peningkatan
suhu
pengolahan
hingga
penyimpanan
dapat
menyebabkan kerusakan dan perubahan struktur antosianin. Tinsley dan
13
Bockian (1960), menyatakan bahwa suhu mempunyai pengaruh yang
nyata
sekali
terhadap
destruksi
antosianin.
Markakis
(1982),
mengemukakan bahwa kerusakan atau perubahan struktur antosianin
akibat peningkatan suhu terjadi melalui tahapan: (1) terjadinya hidrolisis
pada ikatan glikosidik antosianin pada posisi 3 dan menghasilkan aglikonaglikon yang labil, (2) terbukanya cincin aglikon sehingga terbentuk gugus
karbinol dan kalkon yang tidak berwarna. Degradasi lebih lanjut dari
antosianin ini akan menghasilkan produk yang berwarna coklat terutama
jika terdapat molekul oksigen.
Brouillard (1982), mengemukakan bahwa reaksi kesetimbangan di
antara struktur basa quinonoidal (ungu) ↔ kation flavilium (merah) ↔
basa karbinol/hemiasetal/pseudobasa (tidak berwarna) ↔ kalkon (tidak
berwarna) adalah bersifat endotermik jika berjalan dari kiri ke kanan.
Dengan demikian, adanya panas akan menggeser kesetimbangan menuju
ke kanan, yaitu kalkon. Senyawa kalkon mampu terdegradasi membentuk
senyawa yang lebih sederhana yang meliputi asam karboksilat seperti
asam
benzoat
tersubtitusi
dan
karboksil
aldehid
seperti
2,4,6-
trihidroksibenzaldehid (Jackman dan Smith, 1996).
Cahaya merupakan faktor yang turut berperan dalam proses
degradasi antosianin. Cahaya memiliki energi tertentu yang mampu
menstimulasi terjadinya reaksi fotokimia (fotooksidasi) dalam molekul
antosianin (Jackman dan Smith, 1996). Reaksi fotokimia dapat
menyebabkan pembukaan cincin aglikon pada antosianin yang diawali
oleh pembukaan cincin karbon no. 2. Pada akhirnya reaksi fotooksidasi ini
akan membentuk senyawa yang tidak berwarna seperti kalkon sebagai
indikator degradasi antosianin. Degradasi lanjutan dapat membentuk
senyawa turunan lain seperti 2,4,6-trihidroksibenzaldehid dan asam
benzoat tersubtitusi (Jackman dan Smith, 1996).
Pada suasana asam antosianin akan berwarna merah, oleh karena
itu aplikasi antosianin sebagai pewarna produk pangan dapat dilakukan
untuk produk-produk yang memiliki pH rendah, seperti minuman ringan,
manisan, saus, pikel, makanan beku atau makanan kalengan, dan yoghurt.
14
D. KOPIGMENTASI
Stabilitas warna antosianin dapat dipertahankan atau ditingkatkan
dengan reaksi kopigmentasi. Fenomena kopigmentasi pertama kali
teramati pada tahun 1916 oleh Willstätter dan Zollinger yang mengamati
warna pigmen anggur yang berubah warna dari merah menjadi merah
kebiruan dengan penambahan asam tanat dan asam galat (Rein, 2005).
Kopigmentasi merupakan interaksi antara struktur antosianin
dengan molekul lain seperti logam (Al3+, Fe3+, Sn2+, Cu2+) dan molekul
organik lain seperti senyawa falvonoid (flavon, flavonon, dan flavonol),
senyawa alkaloid (kafein), dan sebagainya. Adanya kopigmentasi antara
antosianin dengan logam molekul organik lain cenderung meningkatkan
stabilitas warna antosianin (Jackman dan Smith, 1996).
Kopigmentasi secara alami dapat memperbaiki warna antosianin
pada produk pangan. Menurut Castaneda-Ovando et al. (2008), reaksi
kopigmenatsi dapat terjadi melalui empat mekanisme interaksi, yaitu
intermolecular copigmentation, intramolecular copigmentation, metal
complexation, ataupun self association. Keempat mekanisme tersebut pada
antosianin digambarkan oleh Rein dan Heinonen (2004) seperti dapat
dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Mekanisme reaksi kopigmentasi pada antosianin (Rein dan
Heinonen, 2004)
15
Mekanisme self association, yaitu interaksi antara antosianin
dengan antosianin lain sebagai senyawa kopigmen dengan bantuan gugus
gula sebagai pengikat. Mekanisme metal complexation merupakan
interaksi pembentukan kompleks antara antosianin dengan logam sebagai
senyawa kopigmen.
Pada mekanisme intermolecular copigmentation, interaksi terjadi
antara
antosianin dengan senyawa flavonoid atau komponen fenolik
sebagai
senyawa
kopigmen.
Pada
mekanisme
intramolecular
copigmentation, interaksi terjadi antara antosianin dengan bagian dari
molekul antosianin itu sendiri, misalnya dengan gugus asil melalui reaksi
kimia atau dengan bantuan perlakuan fisik. Pengikatannya dapat terjadi
dengan bantuan gugus gula.
Fenomena kopigmentasi teramati sebagai pergeseran panjang
gelombang maksimum yang dikenal dengan nama efek batokromik atau
efek hiperkromik. Efek batokromik (Δλmax) ialah pergeseran absorpsi
panjang gelombang maksimum (λmax). Pada antosianin teramati
pergeseran warna dari merah menjadi merah kebiruan (bluing effect)
akibat adanya kopigmentasi. Efek hiperkromik (ΔA), ialah peningkatan
intensiatas warna antosianin setelah kopigmentasi.
Pada anggur, ketidakstabilan dan reaktivitas antosianin bersamasama dengan reaksi kopigmentasi diperkirakan bertanggung jawab
terhadap perubahan warna pada proses pemeraman anggur. Pada buah dan
produk berry, warna juice, puree, jam, dan sirup dapat dipertajam dan
distabilkan dengan kopigmentasi, sehingga meningkatkan penerimaan
konsumen dan memperpanjang umur simpan produk (Viguera et al., 1999;
Rein dan Heinonen, 2004).
Senyawa yang digunakan untuk proses kopigmentasi disebut
kopigmen. Kopigmen adalah suatu senyawa yang tidak berwarna yang
biasanya terdapat secara alami dalam sel tanaman. Jenis senyawa
kopigmen yang umumnya digunakan adalah flavonoid (termasuk di
dalamnya adalah flavon dan flavonol) dan polifenol lain (asam fenolik),
alkaloid, asam amino dan asam organik (Markakis, 1982).
16
Dari jenis flavonol, rutin dan quercetin merupakan jenis kopigmen
yang menghasilkan efek kopigmentasi kuat. Rutin menginduksi pergeseran
batokromik 30nm dan quercetin 28nm terhadap malvidin 3.5-diglukosida
pada pH 3.2 (Chen and Hrazdina, 1981).
Dari golongan asam fenolik, ferulic acid merupakan salah satu
yang tergolong efisien sebagai kopigmen (Markovic et al., 2000). Rein
dan Heinonen (2004) menggunakan ferulic acid, sinapic acid, dan
rosmarinic acid untuk memperbaiki kualitas juice berry. Selain itu gallic
acid (Rein, 2005), tanin (Cai et al., 1990), dan chlorogenic acid
(Brouillard et al., 1991) juga dapat digunakan sebagai kopigmen. Rein dan
Heinonen (2004) menyatakan bahwa intensitas pelargonidin 3-glukosida
yang dikopigmentasi oleh ferulic acid dan caffeic acid meningkat dan
mampu bertahan selama penyimpanan.
Seperti
kopigmentasi
halnya
juga
reaksi
pada
dipengaruhi
antosianin
oleh
pH
umumnya,
(Wilska-Jeszka
reaksi
dan
Korzuchowaka, 1996), temperatur (Ba Kowska et al., 2003), pelarut
(Brouillard et al., 1991) dan struktur molekulnya. Efek kopigmentasi akan
lebih efisien jika konsentrasi kopigmentasi lebih besar dibandingkan
konsentrasi antosianin (Asen et al., 1972; Scheffeldt dan Hrazdina, 1978).
Pada pH rendah, karena dominasi utama kation flavium (pH < 2), reaksi
kopigmentasi kurang efektif dibandingkan pada pH 2-5, yaitu ketika
terjadi kesetimbangan dengan bentuk quinoidalnya (Williams dan
Hrazdina, 1979).
E. ROSMARINIC ACID
Rosmarinic acid (C18H16O8,) merupakan antioksidan alami dalam
bentuk asam karboksilat, memiliki bentuk dimer caffeic acid, yang
berwarna merah oranye yang sedikit larut dalam air, tetapi mudah larut
pada pelarut organik. Parnham dan Kesselring (1985) mengungkapkan
bahwa
rosmarinic
acid
mampu
berperan
sebagai
antiinflamatori, antimutagen, antibakteri, dan antivirus.
17
antioksidan,
Gambar 4. Rosmarinic acid
Rosmarinic acid banyak ditemukan pada tanaman herbal dari suku
Boraginaceace dan Lamiaceae (Litvinenko et al., 1975), seperti rosemary,
oregano, sage, thyme, dan peppermint. Hasil penelitian Olah et al., (2003)
menunjukkan bahwa daun tanaman kumis kucing (Orthosiphon stamineus
Benth.) mengandung komponen/senyawa turunan caffeic acid, salah
satunya rosmarinic acid.
F. MINUMAN RINGAN
Minuman ringan didefinisikan sebagai minuman tak beralkohol
yang mengandung sirup, esens, atau konsentrat buah yang dicampur
dengan air atau air berkarbonasi (carbonated water) dengan proporsi
tertentu (Thorner dan Herzberg, 1978). CODEX General Standard for
Food Additives Online Database (2009) menggolongkan minuman ringan
menjadi beberapa kategori, yaitu: (1) air minum, (2) jus buah dan sayur,
(3) nektar buah dan sayur, (4) minuman bercita rasa, termasuk minuman
berenegi dan minuman berelektrolit, serta (5) kopi, teh, minuman herbal,
minuman sereal dan minuman dari biji-bijian termasuk biji coklat.
Persyaratan minuman ringan menurut Green (1981), antara lain:
1. Campuran minuman tidak menimbulkan after taste yang kurang
disukai.
2. Menggunakan air yang memenuhi standar.
3. Disuguhkan dalam keadaan yang cukup dingin.
4. Jika digunakan es sebagai pendingin maka digunakan es yang tidak
mudah mencair.
5. Karbonasi yang cukup memberikan efek yang menyegarkan.
6. Wadah yang jernih dan bersih.
18
Bahan-bahan penyusun minuman ringan antara lain air, pemanis,
asam, pewarna, dan pengawet. Air merupakan komponen terbesar dari
minuman ringan. Persentase air dalam minuman ringan bisa mencapai
90% sehingga kualitas air yang digunakan dalam industri minuman ringan
harus benar-benar terkontrol (Hougton dan Mc Donald, 1978). Air yang
digunakan untuk minuman ringan harus melalui test potability sehingga
dapat diminum dan bebas dari kontaminan. Di samping itu untuk
mendapatkan produk akhir yang jernih dan menarik, air harus memiliki
kekeruhan yang rendah (Thorner dan Herzberg, 1978). Air yang digunakan
dalam industri minuman ringan telah melalui tahapan penghilangan
kesadahan, penghilangan koloid dan padatan terendap, penghilangan
warna, rasa, dan bau menyimpang, serta pengurangan alkalinitas, dan telah
mengalami sterilisasi (Hougton dan Mc Donald, 1978).
Pemanis yang digunakan untuk minuman ringan bisa berupa gula
atau pemanis buatan. Gula yang digunakan untuk minuman ringan antara
lain gula kristal, gula invert, maupun gula cair (Woodroof dan Philips,
1981). Pemanis alami yang paling banyak digunakan dalam industri
minuman ringan adalah sukrosa yang biasanya berupa sirup dengan
konsentrasi tinggi. Konsentrasi sukrosa yang biasa ditambahkan pada
minuman ringan berkisar antara 10-13% (Woodroof dan Philips, 1981).
Asam merupakan komponen penting ketiga setelah air dan gula
dalam pembuatan minuman ringan. Jenis asam yang biasa digunakan
dalam pembuatan minuman ringan antara lain asam sitrat. Konsentrasi
asam sitrat yang biasa digunakan dalam minuman ringan adalah 1.285g/l
(Woodroof dan Philips, 1981).
Pewarna digunakan dalam pembuatan minuman ringan untuk
meningkatkan daya tarik konsumen. Pewarna yang ditambahkan dalam
minuman ringan sebaiknya memiliki stablitas yang baik terhadap pengaruh
komponen seperti gula, asam, dan flavor. Pewarna alami cendrung lebih
aman bila dibandingkan pewarna sintetik (Jackman dan Smith, 1996).
Namun demikian harga pewarna sintetik cendrung lebih ekonomis
dibandingkan pewarna alami. Beberapa pewarna alami yang sering
19
digunakan adalah antosianin, karoten, dan krolofil, sedangakan pewarna
sintetik yang digunakan misalnya FD&C (Food and Drugs Colorant)
dalam berbagai jenis warna (Winarno, 1997).
G. SPEKTROSKOPI
Prinsip spektroskopi didasarkan pada adanya interaksi dari energi
radiasi elektromagnetik dengan zat kimia. Hasil interaksi tersebut dapat
menimbulkan satu atau lebih peristiwa, seperti pemantulan (refleksi),
pembiasan (refraksi), interferensi, difraksi, penyerapan (absorpsi),
flouresensi, fosforesensi, dan ionisasi. Dalam analisis kimia, peristiwa
absorpsi merupakan dasar dari cara spektroskopi.
Spektroskopi dapat digunakan dalam aplikasi kualitatif, karena
proses absorpsi tersebut bersifat unik/spesifik untuk setiap zat kimia atau
segolongan zat kimia. Spektroskopi juga dapat digunakan dalam aplikasi
kuantitatif,
karena
banyaknya
absorpsi
berbanding
lurus
dengan
banyaknya zat kimia. Instrumen yang digunakan dalam metode analisis
dengan prinsip spektroskopi ini disebut dengan spektrofotometri.
Spektroskopi absorpsi memiliki prinsip dasar apabila suatu cahaya
putih atau radiasi dilewatkan melalui larutan berwarna maka radiasi
melalui larutan berwarna akan diserap secara selektif dan radiasi lainnya
akan diteruskan. Absorbansi maksimum larutan berwarna terjadi pada
daerah yang berlawanan. Karena warna yang diserap adalah warna
komplementer dari warna yang diamati. Contohnya larutan yang berwarna
merah akan menyerap radiasi maksimum warna hijau.
H. KROMAMETER
Kromameter merupakan alat analisis warna secara tristimulus
untuk mengukur warna yang dipantulkan oleh suatu permukaan. Prinsip
kerja alat ini adalah mengukur perbedaan warna melalui pantulan cahaya
oleh permukaan sampel (Hutching, 1999).
Sistem notasi warna adalah cara sistematik dan obyektif dalam
menyatakan dan mendeskripsikan suatu jenis warna. Di antara sistem
warna terdapat tiga macam notasi warna, yaitu ICI, Munsell, dan Hunter.
20
Sistem ICI (International Comission on Ilumination) didasarkan
pada semua warna dapat dibentuk tiga warna dasar, yaitu merah, hijau, dan
biru. Masing-masing warna dinyatakan sebagai X untuk warna merah, Y
untuk hijau, dan Z untuk biru (Soekarto,1997).
Sistem notasi warna yang paling banyak digunakan adalah sistem
Hunter yang memiliki tiga parameter untuk mendeskripsikan warna, yaitu
L, a, dan b. Nilai L menunjukkan cerah atau gelapnya sampel dan
memiliki skala dari 0 sampai 100. Nilai 0 menyatakan sampel sangat gelap
(warna hitam) dan 100 menyatakan sampel sangat cerah (warna putih)
untuk menyatakan kecerahan yang memiliki nilai 0-100. Nilai a
menunjukkan derajat merah atau hijau sampel, dengan a positif
menunjukkan warna merah dan a negatif menunjukkan warna hijau. Nilai
a memiliki skala dari -80 sampai 100. Nilai b menunjukkan derajat kuning
atau biru, dengan b positif menunjukkan warna kuning dan b negatif
menunjukkan warna biru. Nilai b memiliki skala dari -70 sampai 70
(Francis, 1996).
Gambar 5. Diagram warna Hunter L, a, b
Pengukuran warna dengan sistem Munsell didasarkan pada tiga
atribut subyektif warna, yaitu warna kromatik (hue), kecerahan (value),
dan intensitas warna (chroma atau saturation). Warna kromatik (hue)
meliputi warna monokromatik yang terdiri dari warna-warna pelangi dan
warna campurannya. Kecerahan (value) menyatakan warna akromatik
(gelap dan terangnya warna) yang berkisar dari warna hitam pekat sampai
21
putih bersih. Nilai intensitas warna (chroma) berkisar dari nilai tidak
berwarna sampai warna penuh.
Nilai chroma (C) merupakan resultan dari nilai a dan b yang
dihitung berdasarkan rumus C = √a2+b2. Semakin tinggi nilai C maka
warna akan terlihat semakin tua karena intensitasnya yang meningkat.
Nilai hue menunjukkan posisi warna sampel dalam diagram warna. Nilai
hue menyatakan panjang gelombang dominan yang menentukan apakah
warna tersebut merah, kuning, atau hijau. Nilai hue dihitung dengan rumus
hue = (arctan (b/a)).
Nilai hue yang diperoleh kemudian dicocokkan dengan nilai hue
yang ada pada bola imajiner Munsell (Gambar 6), sehingga diperoleh data
warna secara obyektif yang merupakan kisaran warna yang mendekati
warna sampel sebenarnya. Nilai hue yang diperoleh harus berada dalam
bentuk nilai derajat radian agar dapat diinterpretasikan ke dalam bola
imajiner Munsell, setiap derajat radian tertentu menyatakan warna visual
yang dilihat.
Gambar 6. Bola imajiner Munsell
Di dalam bola imajiner Munsell telah terdapat pembagian wilayah
warna pada sudut-sudut tertentu. Wana merah (R) berada pada wilayah 210
sampai 520 pada kuadran satu, warna kuning-merah (YR) berada pada
wilayah 530 sampai 840 pada kuadran satu, warna kuning (Y) berada pada
wilayah 850 pada kuadran satu sampai 210 pada kuadran dua, warna hijaukuning (GY) berada pada wilayah 220 sampai 610 pada kuadran dua, warna
hijau (G) berada pada wilayah 620 pada kuadran dua sampai 00 pada
22
kuadran tiga, warna biru-hijau (BG) berada pada wilayah 10 pada kuadran
tiga sampai 350 pada kuadran tiga, warna biru (B) berada pada wilayah 360
sampai 810 pada kuadran tiga, warna ungu-biru (PB) berada pada wilayah
820 pada kuadran tiga sampai 36
0
pada kuadran empat, warna ungu (P)
0
berada pada wilayah 37 sampai 710 pada kuadran empat, dan warna
merah-ungu (RP) berada pada wilayah 720 pada kuadran empat sampai 200
pada kuadran satu.
Interpretasi warna hue pada bola imajiner Munsell juga dipengaruhi
oleh nilai a dan b-nya. Jika nilai hue yang diperoleh pada metode Hunter
bernilai negatif maka untuk menginterpretasikan warnannya pada diagram
Munsell, nilai negatifnya dihilangkan terlebih dahulu, kemudian diukur
pada kuadran yang paling tepat atau sesuai dengan nilai a dan b-nya. Pada
kuadaran satu, a dan b bernilai positif. Pada kuadran dua, a bernilai negatif
dan b bernilai positif. Pada kuadran tiga, a dan b bernilai negatif. Pada
kuadran empat, a bernilai positif dan b bernilai negatif. Setelah didapatkan
interpretasi warna pada diagram Munsell maka data ini dapat
dibandingkan dengan penampakan visual yang ada.
Tabel 2. Interpretasi warna hue pada bola imajiner Munsell
Hue (⁰)
Warna
21 (kuadran I) - 52 (kuadran I)
Merah
53 (kuadran I) – 84 (kuadran I)
Merah-Kuning
85 (kuadran I) – 21 (kuadran II)
Kuning
22 (kuadran II) – 61 (kuadran II)
Hijau-Kuning
62 (kuadran II) – 0 (kuadran III)
Hijau
1 (kuadran III) – 35 (kuadran III)
Biru-Hijau
36 (kuadran III) – 81 (kuadran III)
Biru
82 (kuadran III) – 36 (kuadran IV)
Ungu-Biru
37 (kuadran IV) – 71 (kuadran IV)
Ungu
72 (kuadran IV) –20 (kuadran I)
Merah-Ungu
23