Optimasi Amplitudo dan Waktu Ekstraksi Betasianin Kulit Buah Naga Merah Menggunakan Metode Ultrasonik serta Uji Stabilitasnya Selama Pemanasan
| Main Authors: | Khamidah, Aniswatul, Dr. Widya Dwi Rukmi Putri,, STP, MP, Wenny Bekti Sunarharum,, STP., M.Food St., Ph.D |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190132/1/Aniswatul%20Khamidah.pdf http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190132/ |
Daftar Isi:
- Popularitas pewarna alami saat ini meningkat karena konsumen semakin memperhatikan isu kesehatan dari pewarna sintetik. Kulit buah naga mengandung betasianin yang merupakan sumber pewarna alami penghasil warna merah-violet. Aplikasinya sebagai pewarna alami diperoleh dengan cara ekstraksi. Ekstraksi konvensional memerlukan waktu yang lama dan perolehan rendemen yang rendah. Solusinya maka ekstraksi dilakukan dengan cara ultrasonik. Intensitas ultrasonik bergantung pada jumlah energi yang ditransmisikan ke medium. Energi ini dipengaruhi oleh amplitudo dan waktu yang dihasilkan transduser. Amplitudo dan waktu ekstraksi yang terlalu rendah menyebabkan hasil ekstrak yang rendah. Namun jika amplitudo dan waktu ekstraksi semakin tinggi, bukannya dapat menghasilkan ekstrak yang tinggi melainkan dapat menyebabkan kerusakan yang cepat pada transduser bahkan menyebabkan transmisi ultrasonik yang buruk serta terdegradasinya senyawa yang terekstrak. Oleh karena itu dilakukan optimasi amplitudo dan waktu ekstraksi agar dihasilkan ekstrak yang optimal. Ekstrak hasil optimasi ini lalu dienkapsulasi serta diuji kestabilannya pada berbagai suhu pemanasan. Penelitian dilakukan dua tahap, tahap 1 bertujuan untuk menentukan nilai optimal amplitudo dan waktu ekstraksi serta mengetahui karakteristik mikrokapsul ekstrak hasil optimasi. Optimasi menggunakan Response Surface Methodology-Central Composit Design di aplikasi Design Expert dengan nilai batas bawah yaitu amplitudo 72% waktu 10 menit; batas atas amplitudo 96% waktu 22 menit yang ditentukan berdasar penelitian pendahuluan. Respon yang diamati pada tahap ini yaitu kandungan betasianin, nilai kemerahan dan rendemen. Ekstrak hasil optimasi selanjutnya dienkapsulasi menggunakan maltodekstrin : gum arab melalui freeze drying kemudian dilakukan pengamatan terhadap karakteristik mikrokapsul meliputi kadar air, efisiensi enkapsulasi, recovery betasianin, warna (L,a,b), densitas kamba, daya serap uap air dan kelarutan. Penelitian tahap 2 bertujuan untuk menentukan kestabilan, energi aktivasi (Ea) dan waktu paruh mikrokapsul betasianin selama pemanasan. Mikrokapsul betasianin yang dihasilkan dari tahap pertama lalu dipanaskan pada suhu 65, 115, 165°C selama 15, 30, 45 menit, yang mewakili proses pemanasan pada pasteurisasi, pengukusan dan pemanggangan. Energi aktivasi merupakan energi minimum yang harus dilampaui agar reaksi (degradasi) dapat terjadi. Ea yang rendah artinya reaksi berjalan makin cepat maka makin cepat pula memberikan kontribusi kerusakan mikrokapsul. Waktu paruh yakni waktu yang dibutuhkan untuk terdegradasi menjadi separuhnya. Informasi kestabilan, Ea dan waktu paruh diperlukan sebagai acuan dalam aplikasi betasianin sebagai pewarna karena sering melibatkan suhu dalam proses pengolahan. Nilai Ea digunakan sebagai indikator kerusakan mikrokapsul yang ditentukan berdasarkan parameter yang mempunyai nilai energi aktivasi terkecil. Hasil optimasi tahap 1 yakni amplitudo 86,51% dengan lama waktu ekstraksi 16,11 menit, menghasilkan kadar betasianin sebesar 335,96 ± 8,78 mg/L; nilai kemerahan 50,83 ± 2,23 dan rendemen 26,50 ± 0,29. Betasianin hasil optimasi lalu dienkapsulasi yang menghasilkan mikrokapsul dengan karakteristik yaitu kadar air 7,12 ± 0,11%; efisiensi enkapsulasi 99,75 ± 0,14%; recovery 89,42 ± 2,05%; nilai kecerahan (L) 59,47 ± 0,55; nilai kemerahan (a) 48,7 ± 0,56; nilai kekuningan (b) 0,87 ± 0,06; densitas kamba 0,44 ± 0,01; daya serap uap air 18,60 ± 0,83%; kelarutan 86,77 ± 0,85 %. Kandungan betasianin, nilai kemerahan dan kekuningan mikrokapsul tetap stabil sampai pemanasan pada suhu 65°C selama 30 menit. Nilai kecerahan mikrokapsul tidak menunjukkan perbedaan yang nyata antara sebelum dipanaskan dengan sesudah dipanaskan sampai pemanasan pada suhu 65°C selama 45 menit, sedangkan jika dipanaskan pada suhu 115°C mulai terdapat perbedaan yang nyata. Ea yang dihasilkan untuk tiap parameter dari yang terendah hingga tertinggi berturut-turut adalah nilai kemerahan (4484,78 kal/mol K); kekuningan (7075,52 kal/mol K); kadar betasianin (11.513,24 kal/mol K); dan tingkat kecerahan (12.311,81 kal/mol K). Waktu paruh betasianin dan tingkat kemerahan pada iii pemanasan suhu 65°C berturut-turut adalah 693 dan 2,31 menit, pada suhu 115°C adalah 46,2 dan 1,15 menit, sedangkan pada suhu 165°C adalah 14,44 dan 0,49 menit.