ii. tinjauan pustaka 2.1 pewarna alami dan penggunaannyaeprints.umm.ac.id/44093/3/bab ii.pdf ·...
TRANSCRIPT
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pewarna Alami dan Penggunaannya
Pewarna alami brasal dari sumber hayati yang beraneka ragam, sehingga
pewarna tersebut jug memiliki sifat kelarutan dan stabilitas yang berbeda-beda.
Berbagai pewarna alami memiliki kelebihan tersendiri, meskipun pigmen
merupakan sumber pewarna alami yang memberikan warna pada produk makanan-
minuman dan produk industry lainnya namun juga berguna dalam perkembangan
dunia kesehatan dan kosmetik dalam memenuhi kebutuhan serta memberi
fungsional bagi kesehatan manusia (Saati, 2004).
Pigmen sebagai senyawa biokatif sangat bermanfaat bagi kesehatan
manusia, tidak hanya sebagai zat pewarna alami produk makananminuman namun
juga sangat potensial dikembangkan menjadi obat herbal maupun suplemen seperti
tablet effervescent, yang akhir-akhir makin marak diminati masyarakat sebagai
penyumbang komponen aktif tertentu guna meningkatkan kesehatan. Di negara
maju penggunaan zat pewarna alami pada produk makanan sudah digalakkan,
produk perwarna alami yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk
minuman, makanan, obat-obatan, suplemen diet, kosmetik, barang kerajinan
maupun pakan ternak (US Patent No. 20090246343, Wu et. al, 2008 dalam Saati,
2011).
2.1.1 Pigmen Antosianin dan Aplikasinya
Antosianin adalah zat penyebab warna merah, orange, ungu, dan biru. Banyak
terdapat pada bunga dan buah-buahan seperti bunga mawar, pacar air, kembang
5
sepatu, bunga tasbih atau kana, krsan, pelargonium, aster cina, dan buah apel, chery,
anggur, stoberi, buah manggis serta umbi ubi jalar. Penggunaan zat pewarna alami,
misalnya pigmen antosianin masih terbatas pada beberapa produk makanan, seperti
produk minuman (sari buah, juice, dan susu) (Saati, 2006).
Antosianin merupakan kelompok pigmen yang larut dalam air dan berwarna
merah sampai biru yang tersebar dalam tanaman. Sebagian besar, antosianin
mengalami perubahan selama penyimpanan dan pengolahan. Faktor-faktor yang
mempengaruhi stabilitas antosianin adalah pH, temperatur, sinar dan oksigen serta
factor-faktor lain seperti enzim dan ion logam. Umumnya antoogsidan lebih stabil
dalam kondisi asam, media bebas oksigen dalam kondisi suhu dingin dan kondisi
yang gelap (Saati dan Azizah, 2008).
Antosianin adalah zat warna alami yang bersifat sebagai antioksidan yang
terdapat dalam tumbuh-tumbuhan. Lebih dari 300 struktur antosianin yang
ditemukan telah diidentifikasi secara alami (Wrolstad, 2001). Antosianin adalah
pigmen dari kelompok flavonoid yang larut dalam air, berwarna merah sampai biru
dan tersebar luas pada tanaman. Terutama terdapat pada buah dan bunga, namun
juga terdapat pada daun. Kadar antosianin cukup tinggi terdapat pada berbagai
tumbuh-tumbuhan seperti misalnya: bilberries (vaccinium myrtillus L), minuman
anggur merah (red wine), dan anggur (Jawi dkk., 2007).
Salah satu pigmen yang dapat diekstrak dari sumber bahan hayati adalah
antosianin yang termasuk golongan senyawa flafonoid. Identifikasi antosianin
diperlukan untuk mengetahui struktur dan komposisi antosianin dalam suatu bahan
pangan karena ciri kimia antosianin berhubungan dengan kestabilan dan aktivitas
6
hayati dan antosianin. Pigmen antosianin berperan dalam timbulnya warna merah
hingga biru pada beberapa bunga, buah dan daun (Anderson dan Bernard, 2001).
Secara kimia semua antosianin merupakan turunan suatu struktur aromatik
tunggal, yaitu penambahan atau pengurangan gugus hidroksil atau dengan metilasi
atau glikosida (Harborne, 1987 dalam Saati, 2002). Terdapat enam antosianidin
yang umum. Antosianidin ialah aglikon antosianin yang terbentuk bila antosianin
dihidrolisis dengan asam. Antosianidin yang paling umum sampai saat ini ialah
sianidin yang berwarna merah lembayung. Warna jingga disebabkan oleh
pelargonidin yang gugus hidroksilnya kurang satu dibandingkan sianidin,
sedangkan warna merah lembayung dan biru umumnya disebabkan oleh delfinidin
yang gugus hidroksilnya lebih satu dibandingkan sianidin.
Tiga jenis eter metal antosianidin juga sangat umum, yaitu peonidin yang
merupakan turunan sianidin, serta petunidin dan malvidin yang terbentuk dari
delfinidin. Masing-masingantosianidin tersebut terdapat sebagai sederetan
glikosida dengan berbagai gula yang terikat. Keragaman utama ialah sifat gulanya
(glukosa, galaktosa, ramnosa, xilosa atau arabinosa), jumlah satuan gula (mono-,
di-, atau triglikosida), dan letak ikatan gula biasanya pada 3-hidroksi atau pada 3-
dan 5- hidroksi (Harborne, 1987 dalam Saati, 2002).
Menurut Suryaningrum et al (2006) aktivitas antioksidan memiliki
kelemahan sifatnya mudah rusak bila langsung terpapar cahaya, oksigen, suhu
tinggi, dan pengeringan. Hal ini dikarenakan ada faktor-faktor yang mempengaruhi
analisa aktivitas antioksidan menurun diantaranya yaitu:
7
a) Kekeruhan
Kekeruhan dalam sampel es krim dengan penamabahan ekstrak pigmen
terdapat pada bahan pembuatan es krim seperti susu skim, dan yoghurt. Saat sampel
keruh maka tidak dapat melihat aktivitas antioksidan pada sampel tersebut. Untuk
mengantisipasi adanya kekeruhan maka bisa menggunakan cara pengenceran
menggunakan aquades.
b) Proses pengenceran dan penyaringan
Pada waktu proses pengenceran menggunakan aquades terlalu banyak,
sehingga dapat mengurangi aktivitas antioksidan pada es krim yoghurt dengan
penambahan ekstrak pigmen. Saat penyaringan masih terdapat sisa kekeruhan maka
juga dapat mempengaruhi adanya aktivitas antioksidan.
c) Sampel bewarna
Pada sampel yang bewarna juga dapat mempengaruhi adanya aktivitas
antioksidan. Untuk mengetahui adanya aktivitas antioksidan itu tidak bewarna atau
bening, maka apabila sampel bewarna dapat mempengaruhi adanya aktivitas
antioksidan yang akan di uji.
Faktor yang juga mempengaruhi stabilitas antosianin adalah struktur
antosianin dan komponen-komponen lain yang terdapat pada bahan pangan
tersebut. Antosianin dapat membentuk kompleks dengan komponen polifenolik
lainnya. Komponen flavonol dan flavon yang biasanya selalu berkonjugasi dengan
antosianin juga memiliki kontribusi dalam menjaga stabilitas antosianin Proses
pemanasan juga merupakan faktor terbesar yang menyebabkan kerusakan
antosianin. Antosianin akan berubah warna seiring dengan perubahan nilai pH.
Pada pH tinggi antosianin cenderung bewarna biru atau tidak berwarna, sedangkan
8
untuk pH rendah berwarna merah. Kebanyakan antosianin menghasilkan warna
merah keunguan pada pH kurang dari 4. Jumlah gugus 6 hidroksi atau metoksi pada
struktur antosianidin, akan mempengaruhi warna antosianin. Adanya gugus hidroksi
yang dominan menyebabkan warna cenderung biru dan relatif tidak stabil, sedangkan
jika gugus metoksi yang dominan pada struktur antosianidin, akan menyebabkan warna
cenderung merah dan relatif stabil (Hidayah, 2013).
Gambar 1. Struktur Antosianidin (Hidayah ,2013)
2.1.1.1 Ekstraksi Pigmen Antosianin
Isolasi pigmen dapat dilakukan dengan cara mengekstrak bahan dengan
menggunakan pelarut yang sesuai dengan kepolarannya dengan zat yang akan
diekstrak. Ekstraksi senyawa golongan flavonoid dianjurkan dilakukan pada
suasana asam karena asam berfungsi mendenaturasi membrane sel tanaman,
kemudian melarutkan pigmen antosianin sehingga dapat keluar dari sel, serta
mencegah oksidasi flavonoid (Robinson, 1995). Senyawa golongan flavonoid
termasuk senyawa polar dan dapat diekstraksi dengan pelarut yang bersfiat polar
pula. Beberapa pelarut yang bersifat polar diantaranya etanol, air dan etil asetat.
Pigmen antosianin yang merupakan flavonoid merupakan pigmen yang
paling luas dan penting karena banyak tersebar pada berbagai organ tanaman,
terutama pada bunga (ditetukan hampir 30% terkandung dalam berat keringnya).
9
Pelarut yang sering digunakan untuk mengekstrak antosianin adalah alkohol, etanol
dan metanol, isopropanol, aseton atau dengan air (aquadest) yang dikombinasikan
dengan asam, seperti asam klorida (HCl), asam aserat, asam format, atau asam
askorbat (Saati, 2006).
2.1.1.2 Buah Naga
Buah naga termasuk famili kaktus berbentuk lonjong, kulit buah berwarna
merah, berdaging putih dan berbiji kecil-kecil mirip biji selasih. Rasanya manis
menyegarkan buah naga bisa dikonsumsi langsung atau diolah menjadi pie, punch,
jus, sorbet dan hidangan dessert lainnya (Wirakusumah, 2006). Menurut Saati
(2012) didalam tanaman, pigmen antosianin terdapat jaringan mesofil tanamaman
bersama – sama dengan molekul air. Salah satu pigmen utama yang terdapat dalam
jaringan tanaman adalah antosianin.
Menurut Amat (2008), mulanya buah naga dibawa ke Vietnam sebagai
tanaman hias yang kemudian ditanam secara besar-besaran setelah mengetahui
keenakan buahnya. Kini negara Vietnam telah menjadi sumber pemasok utama
dunia untuk buah naga. Di Indonesia telah ada ditanam sejak beberapa tahun lalu,
benihnya diambil dari Thailand, berbagai jenis merah, putoh, dan kuning, namun
banyak menanam jenis merah karena harganya lebih baik. Di negara Spanyol buah
naga disebut dengan nama Pitaya, sedang di Cina dinamakan dengan Paw Wong Fa
Kor atau Thang Loy, di Asia Timur disebut sebagai Dragon Fruit, di Indonesia
dikenal dengan Buah Naga dan juga yang menamakan sebagai Mustika.
10
Gambar 2. Buah dan Kulit Buah Naga Merah (Faridah, dkk, 2015).
Morfologi tanaman buah naga terdiri dari akar, batang, daun, dan buah. Akar
tanaman ini merupakan akar serabut dan batangnya berwarna hijau berpenampang
segitiga, segi empat ataupun segi enam. Pada batang terdapat duri-duri kecil
berwarna hitam yang tumbuh di sepanjang batang. Di bagian duri muncul ini akan
tumbuh bunga yang bentuknya mirip dengan bunga wijaya kusuma. Bunga yang
tidak rontok akan berkembang menjadi buah.
Buah naga bentuknya bulat agak lonjong seukuran dengan buah alpukat. Kulit
buahnya berwarna merah menyala untuk jenis buah naga putih dan merah, berwarna
merah gelap untuk buah naga hitam dan berwarna kuning untuk buah naga kuning.
Disekujur kulitnya dipenuhi jumbai-jumbai yang dianalogikan dengan sisik seekor
naga (Hariyanto, 2007).
2.1.1.2.1 Taksonomi Tanaman Buah Naga
Menurut Hariyanto (2007), tanaman buah naga diklasifikasikan sebagai
berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatopyta
Kelas : Dicotyledonae
Ordo : Cactales
Famili : Cactacae
11
Genus : Hylocereus
Spesies : Hylocereus undatus (buah naga putih/ daging putih)
Hylocereus costaricensis (buah naga merah/daging merah)
Jenis buah naga yang kini banyak dibudidayakan adalah jenis buah naga putih
(Hylocereus undatus), buah naga merah (Hylocereus costaricensis), dan buah naga
kuning (Selenicerius megalanthus), namun jenis buah naga merah dan putih yang
banyak beredar di pasaran. Ketiga jenis buah naga tersebut memiliki ciri-ciri yang
berbeda yaitu :
1. Buah Naga Putih (Hylocereus undatuss)
Buah naga putih termasuk tanaman jenis kaktus pemanjat dengan bentuk buah
bulat agak lonjong. Kulit uahnya berwarna merah bersisik. Daging buahnya
berwarna putih, teksturnya lunak dan bertabur biji kecil-kecil berwarna hitam. Berat
buah naga putih berkisar 500-600 gram/buah.
2. Buah Naga Merah (Hylocereus costaricensis)
Buah naga putih termasuk tanaman jenis kaktus pemanjat dengan bentuk buah
bulat mirip buah nanas. Kulit uahnya berwarna merah bersisik. Daging buahnya
berwarna merah, teksturnya lunak dan bertabur biji kecil-kecil berwarna hitam.
Berat buah naga merah berkisar 400-500 gram/buah.
3. Buah Naga Kuning (Selenicerius megalanthus)
Buah naga kuning termasuk jenis kaktus pemanjat dengan bentuk buah bulat
agak lonjong. Kulit buahnya berwarna kuning penuh tonjolan didekujur kulit buah.
Daging buahnya berwarna putih agak bening, teksturnya lunak dan bertabur biji
kecil-kecil berwarna hitam. Berat buah naga kuning berkisar 300-400 gram/buah.
12
Selain ketiga jenis buah tersebut, ada dua jenis buah naga yang belum begitu
populer dan masih langka yaitu buah naga Super red (Hylocereus mommoth).
Dengan ciri kulit merah dan daging buahnya berwarna lebih merah, buah naga
hitam (Hylocereus madagascariensis) dengan ciri kulit berwarna merah bersisik
kehitaman (Hariyanto, 2007).
Menurut Senior (2007), ada empat jenis buah naga, yaitu buah naga daging
putih (Hylocereus undatus), buah naga daging merah (Hylocereus polyrhizus), buah
naga daging super merah (Hylocereus costaricensis), dan buah naga kulit kuning
daging putih (Selenicerius megalanthus). Dari keempat jenis buah naga tersebut,
buah naga daging putih paling digemari dan diminati. Selain bentuk dan ukurannya
yang lebih besar dan tiga jenis buah naga lainnya, buah naga daging putih juga
terasa lebih segar karena mengandung rasa masam yang khas.
Buah naga ini mempunya jenis yang berbeda-beda. Pada dasarnya buah
naga mempunyai 9 jenis yang ada, namun orang awam menyebutkan ada 3 jenis
buah naga berdasarkan warna daging buahnya. Daging buah naga ada 3 macam
warna yaitu putih, merah, dan ungu dengan taburan biji-biji yang berwarna hitam
yang boleh dimakan. Rasa buah naga adalah seperti buah kiwi. Ciri-ciri unik inilah
yang menjadikan buah naga amat sesuai dijasikan campuran dalam salad buah-
buahan.
2.1.1.2.2 Kandungan Kulit Buah Naga
Kulit buah naga mengandung vitamin C, vitamin E, vitamin A, alkaloid,
terpenoid, flavonoid, tiamin, niasin, piridoksin, kobalamin, fenolik, karoten, dan
fitoalbumin (Jaafar et al., 2009). Menurut penelitian Wu et al., (2006) keunggulan
dari kulit buah naga yaitu kaya polifenol dan merupakan sumber antioksidan. Selain
13
itu aktivitas antioksidan pada kulit buah naga lebih besar dibandingkan aktivitas
antioksidan pada daging buahnya, sehingga berpotensi untuk dikembangkan
menjadi sumber antioksidan alami. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan
oleh Nurliyana et al (2010) yang menyatakan bahwa ektrak klorofom kulit buah
naga merah mampu menghambat 83,48 ± 1,02% radikal bebas, sedangkan pada
daging buah naga hanya mampu menghambat radikal bebas sebesar 27,45% ±
5,03%.
Kandungan protein kulit buah naga merah sebesar 3,2%. Kandungan tersebut
lebih rendah dibandingkan dengan buah-buahan dan sayuran lainnya antara 2,7%-
24,9%. Kandungan lemak kulit buah naga merah sebesar 0,7%. Kandungan abu
kulit buah naga merah sebsar 19,3% yaitu lebih tinggi dibandingkan sengan sumber
buah-buahan dan sayuran lainnya. Sebaliknya kandungan karbohidrat kulit buah
naga merah sebesar 72,1% yaitu lebih rendah dibanding buah-buahan dan sayuran.
Selain itu, kulit buah naga menunjukan aktivitas antioksidan yang tinggi sebesar
13,8%. Betasianin juga menyumbang terhadap kandungan total phenol, yang
disebabkan oleh struktur phenol dalam molekul. Kandungan total phenol dari
ekstrak kulit buah naga merah sebesar 22,7% GAE/100g. Kandungan flavonoid dari
ekstrak kulit buah naga menggunakan aseton sebesar 9,1 ± 0,2 dari katechin
equivalent/100g. Kandungan antosianin kulit buah naga merah sebesar 58,0720 ±
0,0001 mg/L. Adapun komposisi kimia kulit buah naga merah dapat dilihat pada
tabel 1.
14
Tabel 1. Komposisi Kulit Buah Naga Merah
Komposisi Gizi Jumlah
Protein (%) 3,2 ± 0,2
Lemak (%) 0,7 ± 0,2
Abu (%) 19,3 ± 0,2
Karbohidrat (%) 72,1 ± 0,2
Betasianin (mg/100g) 5,7 ± 0,3
Phenol (GAE/100g) 22,7 ±1,3
Flavonoid (katechin/100g)
Antosianin (mg/L)
Antioksidan (%)
9,1 ± 0,2
58,0720 ± 0,0001
13,8 ± 1.3
Sumber: Saneto (2012) dan Putri dkk (2015)
2.1.2 Pigmen Karotenoid
Pigmen karotenoid merupakan pigmen yang terlarut dalam lemak. Pigmen
karotenoid dapat digunakan sebagai pewarna alami untuk memberi warna pada
produk-produk makanan seperti susu, telur, mentega, minyak dan keju serta dapat
digunakan untuk keperluan dalam bidang kesehatan (Gross, 1987). Selain itu
pigmen karotenoid data digunakan sebagai pewarna alami Iniller cream atau
whipped cream sebagai topping cake atau kue khas hias (Sutomo, 2006).
Karotenoid merupakan suatu zat alami yang sangat penting dan mempunyai
sifat larut dalam lemak atau pelarut organik tetapi tidak larut dalam air yang
merupakan suatu kelompok pigmen berwarna oranye, merah atau kuning. Senyawa
ini ditemukan tersebar luas dalam tanaman dan buah-buahan dan tidak diproduksi
oleh tubuh manusia. Karakteristik dari karotenoid adalah sensitive terhadap alkali
dan sangat sensitif terhadap udara dan sinar terutama pada suhu tinggi, tidak larut
dalam air, gliserol dan propilen glikol. Karotenoid larut dalam minyak makan pada
suhu kamar (Kumalaningsih, 2007). Cara ekstraksi karotenoid sangat efisien karena
sifat komponen yang akan dipisahkan sensitive terhadap panas, mempunyai titik
15
didih yang berdekatan, dan mempunyai sifat penguapan yang relatif rendah (Jos et
all, 2003).
Karotenoid terdapat dalam kloroplas (0,5 %) bersama-sama dengan klorofil
(9,3 %), terutama pada bagian permukaan atas daun. Pada dedaunan hijau selain
klorofil terdapat juga karotenoid. Karotenoid juga terdapat dalam buah pepaya,
kulit pisang, tomat, mangga, wortel, ubi jalar, dan pada beberapa bunga yang
berwarna kuning dan merah. Diperkirakan lebih dari 100 juta ton karotenoid
diproduksi setiap tahun di alam. Beberapa jenis karotenoid yang terdapat di alam
dan bahan makanan adalah β-karoten (berbagai buah-buahan yang kuning dan
merah), likopen (tomat), dan biksin (annatis) (Winarno, 2002).
Likopen atau yang sering disebut sebagai α-carotene adalah suatu
karotenoid pigmen merah terang yang banyak ditemukan dalam buah tomat dan
buah-buahan lain yang berwarna merah. Likopen merupakan karotenoid yang
sangat dibutuhkan oleh tubuh dan merupakan salah satu antioksidan yang sangat
kuat (Wikipedia, 2007). Kemampuannya mengendalikan radikal bebas 100 kali
lebih efisien daripada vitamin E atau 12500 kali dari pada gluthation. Selain sebagai
anti skin aging, lycopene juga memiliki manfaat untuk mencegah penyakit
cardiovascular, kencing manis, osteoporosis, infertility, dan kanker terutama kanker
prostat.
2.1.2.1 Ekstraksi Pigmen Karatenoid
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan Maulida dan Naufal (2010)
konsentrat likopen telah berhasil diekstraksi dari buah tomat dengan metoda
ekstraksi cair–cair menggunakan pelarut campuran n–heksana, aseton, dan etanol
dengan kadar 5,14 mg/100 g. Sedangkan Fitri (2007) telah berhasil mengisolasi
16
likopen dari buah tomat menggunakan metode kromatografi kolom alumina dan
eluen petroleum eter dengan kadar 30 mg/g berat bahan.
Pemilihan pelarut ekstraksi bergantung pada keadaan sampel dan komposisi
karotenoid. Karoten larut pada pelarut nonpolar seperti heksana dan toluen
sedangkan xanthofil larut pada pelarut polar seperti etanol dan piridin. Jika kisaran
kepolaran karotenoid dalam sampel sangat lebar, maka cara ekstraksinya
memerlukan lebih dari satu jenis pelarut, sehingga digunakan pelarut campuran,
misalnya aseton-metanol (Britton et al., 1995 dalam Susilowati, 2008).
Dalam penelitian pengambilan likopen dari buah tomat dilakukan dengan
proses ekstraksi dengan menggunakan solvent campuran aseton, n-heksan, dan
etanol. Dalam pengujian/analisis likopen dalam produk tomat dapat dilakukan
dengan menggunakan beberapa metode seperti HPLC, spektrofotometer atau
melalui pengukuran warna (Sunarmani, 2003).
2.1.2.2 Buah Tomat
Tomat (Solanum lycopersicum) merupakan salah satu produk hortikultura
yang berpotensi, menyehatkan dan mempunyai prospek pasar yang cukup
menjanjikan. Tomat, baik dalam bentuk segar maupun olahan, memiliki komposisi
zat gizi yang cukup lengkap dan baik. Buah tomat terdiri dari 5- 10% berat kering
tanpa air dan 1 persen kulit dan biji. Jika buah tomat dikeringkan, sekitar 50% dari
berat keringnya terdiri dari gula-gula pereduksi (terutama glukosa dan fruktosa),
sisanya asam-asam organik, mineral, pigmen, vitamin dan lipid. Varietas buah
tomat yang ada di Indonesia adalah varietas Intan, Ratna,
Berlian, Merah, Mutiara, Moneymaker, Precious F1 hybrid (TW-375), varietas
Farmers 209 F1 hybrid (TW-369), dan varietas Sugar Pearl F1 hybrid (TW-373).
17
Penamaan tersebut merupakan penamaan resmi dikeluarkan pemerintah,
sedangkan nama-nama lain yang sering dipakai dalam perdagangan diantaranya
adalah tomat biasa, tomat apel, tomat kentang, dan tomat keriting
(Setiawan,1994).
Gambar 3. Buah Tomat (Lycopersicum esculentum Mill)
2.1.2.2.1 Taksonomi Tanaman Tomat
Sistematika tanaman tomat menurut para ahli botani adalah sebagai
berikut:
2.1.2.2.2 Kandungan Kimia Buah Tomat
Buah tomat merupakan sayuran yang kaya akan berbagai senyawa
antioksidan seperti likopen, α-karoten, β-karoten, lutein, vitamin C, flavonoid, dan
Divisi : Spermatophyta
Sub divisi : Angiosperma
Kelas : Dicotyledoneae
Ordo : Tubiflorae
Famili : Solanaceae
Genus : Lycopersicum
Spesies : Lycopersicum esculentum Mill.
18
vitamin E. Adapun komposisi dan kandungan nutrisi buah tomat dapat dilihat pada
tabel 2 dibawah ini.
Tabel 2. Komposisi Bahan Penyusun Buah Tomat.
Bahan penyusun Kandungan zat gizi/100 g b.d.d*
Protein (g) 1,00
Lemak (g) 0,30
Karbohidrat (g) 4,20
Kalsium (mg) 5,00
Fosfor (mg) 57,00
Zat besi (mg) 0,50
Vitamin A (SI) 1500,00
Vitamin B1 (mg) 0,06
Vitamin C (mg) 40,00
Air (g) 94,00
Kal (kal) 20,00
Bagian yang dapat dimakan 95,00
*b.d.d = berat yang dapat dimakan
Sumber: Departemen Kesehatan R.I. (1981)
2.2 Es Krim
Es krim dapat didefinisikan sebagai makanan beku yang dibuat dari produk
susu dan dikombinasikan dengan pemberi rasa dan pemanis. Menurut Standar
Nasional Indonesia, es krim adalah sejenis makanan semi padat yang dibuat dengan
cara pembekuan tepung es krim atau campuran susu, lemak hewani maupun nabati,
gula, dan dengan atau tanpa bahan makanan lain yang diizinkan. Campuran bahan
es krim diaduk ketika didinginkan untuk mencegah pembentukan kristal es yang
besar (Arbuckle, 2000).
19
Pada pembuatan es krim, komposisi adonan akan sangat menentukan kualitas
es krim tersebut nantinya. Banyak faktor yang mempengaruhi kualitas tersebut,
mulai dari bahan baku, proses pembuatan, proses pembekuan, pengepakan, dan
sebagainya. Pada proses pembuatan seluruh bahan baku es krim akan dicampur,
menjadi suatu bahan dasar es krim. Pada proses ini dikenal beberapa istilah, salah
satunya yaitu viskositas/kekentalan. Kekentalan pada adonan es krim akan
berpengaruh pada tingkat kehalusan tekstur, serta ketahanan es krim sebelum
mencair. Proses pembuatannya sendiri melalui pencampuran atau mixer bahan-
bahan menggunakan alat pencampur yang berputar (Harris, 2011).
Es krim merupakan salah satu produk olahan susu yang dibuat dengan cara
membekukan dan mencampur bahan baku secara bersama-sama. Bahan yang
digunakan dalam proses pembuatannya biasanya adalah kombinasi susu dengan
satu atau lebih bahan tambahan lain seperti gula dan madu dengan atau tanpa
stabilizer. Campuran tersebut akan membentuk sistem emulsi beku. Oleh karena
itu, mutu es krim yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh cara pengolahan dan
bahan baku termasuk stabilizer yang digunakan (Sinurat et al., 2006). Jumlah
protein di dalam es krim cukup tinggi. Protein tersebut sebagian besar berasal dari
susu yang mengandung protein hewani yang sangat baik dan sisanya berasal dari
bahan penstabil. Menurut SNI 01-3713-1995, syarat mutu es krim adalah sebagai
berikut.
20
Tabel 3. Syarat Mutu Es Krim Menurut SNI 013713-1995
No. Kriteria Uji Satuan Persyaratan
1 Keadaan:
Penampakan - Normal
Bau - Normal
Rasa - Normal
2 Lemak % b/b Minimum 5,0
3 Gula dihitung % b/b Minimum 8,0
Sebagai sukrosa
4 Protein % b/b Minimum 2,7
5 Jumlah padatan % b/b Minimum 3,4
6 Bahan tambahan makanan;
Pewarna tambahan - Negatif
Peanis buatan -
Pemantap dan -
Pengemulsi
7 Cemaran logam:
Timbal (Pb) mg/kg Maksimum 1,0
Tembaga (Cu) mg/kg Maksimum 20,0
8 Cemaran Arsen (As) mg/kg Maksimum 0,5
9 Cemaran mikroba:
Angka lempeng total Koloni/g Maksimum 2,0 x 105
MPN Coliform APM/g < 3
Salmonella Koloni/g Negative
Listeria SPP Koloni/g Negative
Sumber: BSN (1995)
Beberapa jenis es krim komersial diklasifikasikan menjadi nonfat ice cream,
lowfat ice cream, light ice cream, reduced fat ice cream, soft serve ice cream, ice
cream, deluxe ice cream, sherbet, dan ice (Marshall dan Arbuckle, 2000).
Komposisi dari beberapa jenis es krim tersebut sangat bervariasi, menurut Mc
Sweeney & Fox (2009), komposisi es krim paling baik adalah 12% lemak, padatan
susu tanpa lemak 11%, gula 15%, bahan penstabil dan pengemulsi 0,3% dan total
padatan 38,3%.
21
2.2.1 Komposisi Kimia Es Krim Yoghurt
2.2.1.1 Susu
Susu merupakan makanan alami yang hampir sempurna. Sebagian besar zat
gizi essensial ada dalam susu, di antaranya yaitu protein, kalsium, fosfor, vitamin
A, dan tiamin (vitamin B1). Susu merupakan sumber kalsium paling baik karena
disamping kadar kalsium yang tinggi, laktosa di dalam susu membantu absorpsi
susu di dalam saluran cerna (Almatsier, 2002).
Tabel 4. Kandungan Gizi Susu Sapi per 100 g
Kandungan Zat Gizi Komposisi
Energy (kkal) 61,00
Protein (g) 33,20
Lemak (g) 3,50
Karbohidrat (g) 4,30
Kalsium (mg) 143,00
Fosfor (mg) 60,00
Besi (mg) 1,70
Vitamin A (µg) 39,00
Vitamin B1 (µg) 0,03
Vitamin C (µg) 1,00
Air (g) 88.30
Sumber: Daftar Komposisi Bahan Makanan (Depkes RI, 2005)
Terdapat berbagai jenis susu dan produk susu antara lain adalah susu sapi, susu
kambing, susu bubuk full cream, susu bubuk skim, susu kultur, susu kental bergula
(condensed milk). Selain itu, terdapat juga susu kental tak bergula (evaporated milk),
keju, kepala susu (cream) dan yoghurt. Susu sapi mengandungi 62 kalori energi dan
88,3 g air. Kandungan lemak dan karbohidrat dalam susu sapi masing-masing 3,5 g dan
4,3 g. Susu sapi mengandung sebanyak 143 mg kalsium dan 0,03 mg tiamin. Susu
kambing mengandungi 64 kalori dan kandungan air yang lebih rendah jika
dibandingkan dengan susu sapi yaitu 85,9 g. Kandungan lemak dan karbohidrat dalam
susu kambing masing-masing 6,6 g dan 0,9 g. Selain itu, kandungan kalsium susu
22
kambing adalah lebih rendah dari susu sapi yaitu sebanyak 98 mg (Hutagalung, dkk,
2007).
Susu bubuk full cream mengandungi 513 kalori dan 3,5 g air. Lemak yang
terdapat dalam susu bubuk full cream ialah 30 g. Kandungan kalsium susu ini ialah 895
mg. Susu bubuk skim memiliki 359 kalori dan kandungan air sebanyak 35 g. Susu ini
mengandungi 0,1 g lemak dan 52 g karbohidrat. Kandungan kalsium susu bubuk skim
adalah yang tertinggi yaitu 1300 mg (Hutagalung dkk, 2007).
2.2.1.2 Bahan Pemanis
Dilihat dari sumber pemanis dapat dikelompokkan menjadi pemanis alami
dan pemanis buatan (sintetis). Pemanis alami biasanya berasal dari tanaman.
Tanaman penghasil pemanis yang utama adalah tebu (Saccharum officanarum l)
dan bit (Beta vulgaris l). Bahan pemanis yang dihasilkan dari kedua tanaman
tersebut dikenal sebagai gula alam atau sukrosa. Pemanis sintetis adalah bahan
tambahan yang dapat menyebabkan rasa manis pada pangan, tetapi tidak memiliki
nilai gizi (Cahyadi, 2008).
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan untuk mengetahui hubungan struktur
kimia bahan pemanis dengan rasa manis adalah mutu rasa manis, intensitas rasa manis,
dan kenikmatan rasa manis (Cahyadi, 2008).
1. Mutu rasa manis
Faktor ini sangat bergantung dari sifat kimia bahan pemanis dan kemurniannya.
Dari uji sensoris menunjukkan tingkat mutu rasa manis yang berbeda antara bahan
pemanis satu dengan yang lainnya. Bahan alami yang dapat mendekati rasa manis,
kelompok gula yang banyak dipakai sebagai dasar pembuatan bahan pemanis sintetis
adalah asam-asam amino. Salah satu dipeptida seperti aspartam memiliki rasa manis
23
dengan mutu yang serupa dengan kelompok gula dan tidak memiliki rasa ikutan.
Sedangkan pada sakarin dan siklamat menimbulkan rasa ikutan pahit yang semakin
terasa dengan bertambah bahan pemanis. Rasa pahit tersebut diduga terkait dengan
struktur molekulnya, karena dengan pemurnian yang bagaimanapun tidak dapat
menghilangkan rasa pahit.
2. Intensitas rasa manis
Intensitas rasa manis menunjukkan kekuatan atau tingkat kadar kemanisan
suatu bahan pemanis. Intensitas rasa manis berkaitan dengan nilai relatif rasa manis
dalam yang sama maupun yang berbeda antara masing-masing bahan pemanis. Masing-
masing pemanis berbeda kemampuannya untuk merangsang indra perasa. Kekuatan
rasa manis yang ditimbulkan oleh bahan pemanis dipengaruhi oleh beberapa faktor
diantaranya adalah suhu dan tempat mediumnya (cair atau padat).
3. Kenikmatan rasa manis
Bahan pemanis ditambahkan dengan tujuan untuk memperbaiki rasa dan bau
bahan pangan sehingga rasa manis yang timbul dapat meningkatkan kelezatan.
Meskipun rasa manis yang tepat sangat disukai, tetapi pemanis yang berlebihan akan
terasa tidak enak.
2.2.1.3 Bahan Penstabil (Stabilizer)
Bahan penstabil (stabilizer) merupakan salah satu jenis bahan aditif yang
ditambahkan dalam jumlah kecil guna mempertahankan stabilitas emulsi dan
memperbaiki kelembutan produk, mencegah terbentuknya kristal es yang besar,
menciptakan keseragaman produk, memberikan ketahanan agar tidak meleleh atau
mencair, dan memperbaiki sifat produk. Bahan penstabil yang ditambahkan dalam
proses pembuatan es krim memiliki fungsi untuk membantu menahan terjadinya
pengkristalan es krim pada saat masa penyimpanan dan menstabilkan pengadukan
24
dalam proses pencampuran bahan baku es krim (Chan, 2010). Cara kerja bahan
penstabil adalah dengan menurunkan tegangan permukaan bahan dengan cara
membentuk lapisan pelindung yang menyelimuti globula fase terdispersi, sehingga
senyawa yang tidak larut akan lebih mudah terdispersi dalam sistem dan bersifat
stabil (Fennema, 2008).
Zat-zat yang termasuk dalam bahan penstabil dan umumnya sering
digunakan dalam proses pembuatan es krim antara lain gum arab, gelatin, agar,
natrium alginat, pektin, karagenan dan Carboxy methyl cellulose (CMC). Bahan
penstabil berperan untuk meningkatkan kekentalan ICM terutama pada saat
sebelum dibekukan dan memperpanjang masa simpan es krim karena dapat
mencegah kristalisasi es selama penyimpanan. Kadar penstabil dalam es krim yaitu
antara 0% sampai 0,5% (Harris, 2011).
2.2.2 Proses Pembuatan Es Krim
1. Pasteurisasi
Pasteurisasi merupakan suatu proses memanaskan makanan dengan tujuan
membunuh organisme perusak seperti bakteri, virus, protozoa, kapang, dan khamir.
Pasteurisasi es krim mix dilakukan dengan tujuan untuk membunuh sebagian besar
mikroba, terutama dari golongan patogen, melarutkan dan membantu pencampuran
bahan-bahan penyusun, menghasilkan produk yang seragam dan memperpanjang
umur simpan. Pasteurisasi dapat dilakukan dengan empat metode yaitu batch
system pada suhu 68°C selama 25-30 menit, HTST (High Temperature Short Time)
pada suhu 79°C selama 25-30 detik, UHT (Ultra High Temperature) pada suhu
99°C-130°C selama 4 detik, dan pasteurisasi vakum pada suhu 90°C-97°C selama
2 detik (Winarno, 2002).
25
2. Homogenisasi
Homogenisasi pada pembuatan es krim bertujuan untuk menyebarkan
globula lemak secara merata keseluruh produk, mencegah pemisahan globula
lemak ke permukaan selama proses pembekuan dan untuk memperoleh tekstur
yang halus. Homogenisasi susu dilakukan pada suhu 70°C setelah pasteurisasi
sebelum proses mixing menjadi dingin dengan suhu minimum 35°C. Manfaat
homogenisasi yaitu bahan campuran menjadi sempurna, mencegah penumpukan
disperse globula.
3. Pendinginan
Setelah proses homogenisasi, emulsi didinginkan pada suhu 4°C. Efek
utama dari pendinginan adalah mendinginkan lemak dalam proses emulsi dan
kristalisasi, mengakibatkan mikroba mengalami heat shock yang menghambat
pertumbuhan mikroba sehingga jumlah mikroba akan turun drastis. Pendinginan
dilakukan dengan cara melewatkan ICM ke elemen pendingin. Proses pasteurisasi,
homogenisasi, dan pendinginan dilakukan selama kurang lebih satu jam sepuluh
menit. ICM yang sudah mengalami perlakuan tersebut dimasukkan kedalam aging
tank untuk mengalami proses aging (Winarno, 2002).
4. Aging
Aging merupakan proses pemasakan ICM dengan cara mendiamkan adonan
selama 3-24 jam dengan suhu 4,4°C atau di bawahnya. Tujuan aging yaitu
memberikan waktu pada stabilizer dan protein susu untuk mengikat air bebas,
sehingga akan menurunkan jumlah air bebas. Perubahan selama aging yaitu
terbentuk kombinasi antara stabilizer dan air dalam adonan, meningkatkan
26
viskositas, campuran jadi lebih stabil, lebih kental, lebih halus, dan tampak
mengkilap (Winarno, 2002).
2.3 Bahan Baku Pembuatan Es Krim Yoghurt
2.3.1 Yoghurt
Kata yoghurt berasal dari bahasa Turki, yaitu “jugurt” yang berarti susu
asam. Yoghurt umumnya adalah sejenis produk susu terkoagulasi, diperoleh dari
fermentasi asam laktat melalui aktivitas Lactobacillus acidhopilus, Lactobacillus
bulgaricus dan Streptococcus thermophilus, dimana mikroorganisme dalam produk
akhir harus hidup-aktif dan berlimpah (Budiastuti, 2012). Bakteri asam laktat yang
digunakan untuk membuat yoghurt mampu memproduksi asam laktat, sehingga
produk yang terbentuk berupa susu yang mengalami koagulasi protein atau
menggumpal dengan rasa asam yang mempunyai cita rasa khas. Proses biokimia
pada yoghurt adalah selama proses fermentasi berlangsung laktosa susu diubah
menjadi asam laktat oleh bakteri asam laktat, pemecahan laktosa menjadi asam
laktat oleh aktivitas bakteri asam laktat akan meningkatkan keasaman susu,
sehingga menyebabkan yoghurt memiliki rasa asam (Jannah et al., 2014).
Yoghurt merupakan salah satu jenis minuman hasil fermentasi susu oleh
bakteri asam laktat yang mempunyai khasiat bagi kesehatan dan pengobatan tubuh.
Khasiat ini diperoleh karena adanya bakteri dalam yoghurt dan tingkat keasaman
dari yoghurt sehingga bakteri pathogen dapat di hambat. Bakteri yang biasa
digunakan dalam pembuatan yoghurt adalah Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus. Kedua starter tersebut juga dapat dikombinasikan
dengan Lactobacillus acidophilus (Tamime, 2002).
27
Yoghurt mempunyai tekstur yang agak kental sampai kental atau semi padat
dengan kekentalan yang homogen akibat dari penggumpalan protein karena asam4
organik yang dihasilkan oleh kultur starter (Surono, 2004). Pembuatan yoghurt
terdiri persiapan bahan, persiapan starter, pasteurisasi susu, inokulasi susu dengan
starter, diinkubasi (fermentasi) (Jannah et al., 2014). Yoghurt berdasarkan
citarasanya dibedakan menjadi yoghurt alami atau sederhana dan yoghurt buah.
Yoghurt alami adalah yoghurt yang tidak dilakukan penambahan cita rasa atau
flavor yang lain sehingga asamnya tajam. Penambahan sari buah atau ekstrak buah
atau jus buah dilakukan untuk meningkatkan kualitas yoghurt, sehingga menjadi
salah satu cara diversifikasi yoghurt (Harjiyanti et al., 2013).
Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan yoghurt yaitu susu skim,
kultur starter bakteri asam laktat (Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus
thermophilus, Lactobacillus acidophilus dan sebagainya), serta ekstrak buah untuk
penambahan rasa (Jannah et al., 2014). Manfaat dari mengonsumsi yoghurt antara
lain untuk penderita lactose intolerant, melawan pertumbuhan bakteri patogen yang
sudah maupun yang baru masuk dan menginfeksi di dalam saluran pencernaan,
mereduksi kanker atau tumor di saluran pencernaan, mereduksi jumlah kolesterol
dalam darah dan stimulasi sistem syaraf, khusus untuk saluran pencernaan dan
stimulasi pembuangan kotoran (Legowo et al., 2009).
2.3.2 Susu Bubuk Krim
Lemak susu bisa dikatakan sebagai bahan utama dalam pembuatan es krim,
karena lemak susu dapat melembutkan tekstur, dimana lemak yang ada tersebar
merata dengan ukuran yang homogen dan relatif kecil (Marshall et al., 2003).
28
Lemak susu merupakan salah satu kunci rasa kaya akan lemak atau rich dan lemak
menjadikan es krim lembut di mulut (Strange, 2001).
Susu adalah cairan berwarna putih yang disekresi oleh kelenjar mammae
(ambing) pada binatang mamalia betina, untuk bahan makanan dan sumber gizi
bagi anaknya (Winarno, 1993). Susu memiliki kandungan gizi tinggi seperti
protein, lemak, mineral dan beberapa vitamin. Susu merupakan sumber kalsium
yang baik, karena di samping kadar kalsium yang tinggi, laktosa di dalam susu
membantu absorpsi di dalam saluran cerna (Almatsier, 2002).
Susu rendah lemak atau susu skim merupakan susu yang telah
diambilblemaknya (BSN, 2006). Susu tanpa lemak atau yang disebut dengan susu
skimmerupakan produk susu cair yang sebagian besar lemaknya telah dihilangkan
dan dipasteurisasi atau disterilisasi atau diproses secara Ultra High Temperature
(UHT). Susu skim mengandung semua zat makanan dari susu kecuali lemak dan
vitamin-vitamin yang larut dalam lemak. Susu skim dapat digunakan oleh orang
yang menginginkan nilai kalori yang rendah dalam makanannya karena hanya
mengandung 55% dari seluruh energi susu dan skim juga dapat digunakan dalam
pembuatan keju rendah lemak dan yogurt (Buckle et al., 1987).
2.3.3 Bahan Pemanis
Bahan pemanis digunakan untuk meningkat kualitas organoleptik (Guinard
et al., 1994; Trindade et al., 2001) dan yang biasa digunakan dalam pembuatan es
krim adalah gula pasir dan gula bit. Penggunaan gula sebanyak 14-16 % akan
menghasilkan es krim yang sangat baik. Gula yang digunakan minimal 12%. Selain
sebagai pemanis, gula juga digunakan untuk memperoleh tekstur es krim yang halus
(Idris, 2003).
29
Penambahaan gula dapat mengurangi kerusakan tekstur es krim diakibatkan
adanya kristalisasi laktosa yang menyebabkan tekstur es krim seperti berpasir atau
candy defect (Astawan, 2005). Selain itu, penggunaan gula dalam konsentrasi yang
terlalu tinggi akan menurunkan kemampuan pengembangan (Marshall et al., 2003).
2.3.4 Bahan Penstabil
Penstabil atau yang biasanya disebut dengan stabilizer merupakan suatu
kelompok dari senyawa dan biasanya yang digunakan adalah golongan gum
polisakarida. Stabilizer akan bertanggung jawab untuk menambah viskositas dalam
campuran fase tidak beku dari es krim dan memperlambat kecepatan meleleh (Goff,
2000; Cody et al., 2007). Bahan penstabil yang sering digunakan adalah gelatin,
sodium, atau bahan penstabil polisakarida (Malaka, 2007).
Bahan penstabil pada pengolahan es krim berfungsi untuk meningkatkan
viskositas pada tahap selanjutnya, sehingga dapat menambah karakteristik es krim
saat dimakan. Penggunaan bahan penstabil juga bermanfaat untuk mencegah
terbentuknya kristal es yang besar, karena membentuk sistem dispersi koloid yang
mampu mengikat air dan meningkatkan viskositas. Partikel yang tersuspensi akan
tertangkap dalam sistem tersebut dan tidak mengendap (Syahrul, 2005). Bahan
penstabil bekerja dengan cara menurunkan tegangan permukaan melalui
pembentukan lapisan pelindung yang menyelimuti globula fase terdispersi,
sehingga senyawa yang tidak larut akan lebih terdispersi dan lebih stabil dalam
emulsi (Sinurat dkk, 2007).
30
2.4 Proses Pembuatan Es Krim Yoghurt
Perhitungan komposisi es krim dilakukan dengan menetapkan terlebih
dahulu bahan-bahan yang akan digunakan sebagai bahan penyusun adonan es krim
atau Ice Cream Mix (ICM), kemudian dilakukan analisis komposisi masing-masing
bahan, terutama kadar lemak dan bahan kering total. Berdasarkan hasil analisis
tersebut dilakukan perhitungan mengenai jumlah masing-masing bahan yang
diperoleh dalam menyusun ICM untuk menghasilkan es krim dalam jumlah tertentu
dengan kadar lemak dan kadar bahan kering total yang dikehendaki (Susrini, 2003).
Tahap awal dalam pembuatan es krim adalah pencampuran semua bahan
yang digunakan dalam pembuatan es krim, setelah dilakukan perhitungan
komposisi masing-masing bahan untuk menghasilkan es krim dalam jumlah tertentu
dengan kadar lemak dan kadar bahan total yang dikehendaki (Susrini, 2003).
Penambahan ekstrak kulit buah naga sebesar 6 % diketahui meningkatkan
kadar antioksidan sebesar 15,65% pada produk es krim. Penambahan antioksidan
juga meningkatkan intinsitas warna dari produk es krim sebesar 4,47 (merah)
(Waladi, 2015). Hasil penelitian penambahan kombinasi wortel dan tomat
berpengaruh terhadap kualitas es krim yang dihasilkan yang meliputi kadar
betakaroten dan sukrosa (Dewi dkk, 2014).