BAB v Perbaikan Intensitas Dan Stabilitas ...

5. PERBAIKAN INTENSITAS DAN STABILITAS WARNA ANTOSIANIN BUAH DUWET (Syzygium cumini) SECARA

KOPIGMENTASI INTERMOLEKULAR

PENDAHULUAN

Antosianin buah duwet berpotensi digunakan sebagai pewarna alami

untuk pangan. Antosianin buah duwet dapat diperoleh dari bagian kulit buah

yang memiliki kandungan antosianin lebih tinggi dibandingkan antosianin anggur

yang selama ini digunakan sebagai bahan baku untuk pewarna enosianin

(pewarna antosianin komersial). Antosianin buah duwet memiliki karakteristik

yang lebih stabil dibandingkan antosianin dari pewarna enosianin disebabkan

struktur antosianin buah duwet yang keseluruhannya dalam bentuk diglukosida,

yaitu delfinidin 3,5-diglukosida; petunidin 3,5-diglukosida; malvidin 3,5-

diglukosida; sianidin 3,5-diglukosida; dan peonidin 3,5-diglukosida (Brito et al.

2007; Sari et al. 2009). Namun demikian terdapat keterbatasan dalam

penggunaan antosianin buah duwet terutama intensitas warna yang rendah dan

relatif kurang stabil dalam minuman model selama perlakuan pemanasan,

pencahayaan, dan penyimpanan. Intensitas warna antosianin buah duwet kurang

kuat disebabkan glikosilasi pada antosianin merupakan diglukosida. Hal ini

diperkuat oleh Mazza dan Brouillard (1987) yang menyebutkan bahwa struktur

antosianin terutama malvidin 3,5-diglukosida menunjukkan warna yang kurang

kuat dibandingkan bentuk monoglukosida pada medium asam dan menjadi tidak

berwarna pada pH diatas 4.

Untuk itu perlu dilakukan upaya untuk memperbaiki intensitas dan

stabilitas warna antosianin buah duwet. Menurut Francis (1989); Jackman dan

Smith (1996); Eiro dan Heinonen (2002); Castañeda-Ovando et al. (2009), warna

dan stabilitas antosianin dapat diperbaiki melalui reaksi kopigmentasi secara

intramolekular dan intermolekular sehingga intensitas warna antosianin dapat

ditingkatkan dan lebih stabil. Kopigmentasi antosianin melalui interaksi

intramolekuler dan intermolekuler dapat memberikan warna lebih cerah, kuat,

dan stabil.

Tujuan penelitian ini adalah untuk memperbaiki intensitas dan stabilitas

warna antosianin buah duwet melalui reaksi kopigmentasi intermolekular

menggunakan asam sinamat (asam sinapat, asam kafeat, dan asam ferulat) dan

ekstrak polifenol rosemary sebagai kopigmen.

65

BAHAN DAN METODE

Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Pangan SEAFAST Center

(Gedung PAU), IPB; Laboratorium Biokimia Pangan, Departemen ITP, FATETA,

IPB; serta Laboratorium Terpadu Mikrobiologi Medik, Fakultas Kedokteran

Hewan, IPB.

Bahan dan Alat Penelitian Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah buah duwet

matang berwarna ungu kehitaman yang diperoleh dari hutan di Probolinggo,

Jawa Timur. Sampel buah duwet telah mendapat pengesahan determinasi jenis

tanaman dari LIPI Biologi, Bogor. Bahan lain yang digunakan adalah daun

rosemary kering yang diperoleh dari Aljazair.

Bahan kimia yang digunakan berspesifikasi pro analisis. Asam klorida

(HCl), kalium klorida, natrium asetat, asam sitrat, natrium sitrat, kalium sorbat,

dan natrium meta bisulfit diperoleh dari Merck (Darmstadt, Jerman). Asam kafeat,

asam sinapat, dan asam ferulat diperoleh dari Sigma-Aldrich (St. Louis, MO).

Etanol teknis (96%) dan gas nitrogen diperoleh dari suplier bahan kimia di Bogor.

Peralatan yang digunakan adalah pisau baja tahan-karat, hand blender,

timbangan analitik, pengaduk/stirer, batang stirer, sentrifugasi, kertas Whatman

no 1, pompa vakum, vakum evaporator putar, pH-meter, pipet mikrometer,

vortek, spektrofotometer UV-Vis, lemari pendingin, lampu fluoresens putih,

penangas air, kromameter (CR-310), dan alat-alat kaca.

Metode Penelitian

Persiapan sampel Buah duwet segar yang matang (warna ungu kehitaman) dicuci dengan

air bersih dan ditiriskan. Kulit buah duwet dikupas menggunakan pisau baja

tahan-karat. Kulit buah duwet diblansir uap (80oC) selama 3 menit. Selanjutnya

kulit buah duwet dikemas dalam kantong plastik polietilen (PE) dan disimpan

pada pendingin suhu -20oC sampai digunakan untuk pengujian.

66

Ekstraksi antosianin Kulit buah duwet beku di-thawing pada suhu ruang dan selanjutnya

dihancurkan dengan menggunakan hand blender. Hancuran kulit buah duwet

diekstraksi secara maserasi dengan diaduk (stirer) menggunakan pelarut etanol

dengan perbandingan sampel dan pelarut 1:2 (b/v). Ekstraksi dilakukan pada

suhu ruang selama 60 menit, kemudian disentrifus (3552 g) selama 10 menit

untuk memisahkan filtrat dan residu. Ekstraksi dilakukan sebanyak 3 kali dengan

menggunakan pelarut dan cara yang sama. Filtrat digabung dan disaring dengan

menggunakan penyaring vakum, lalu pelarut organik dievaporasi dengan vakum

evaporator putar pada suhu 40oC untuk mendapatkan ekstrak aqueous

antosianin (Gambar 4.1). Ekstrak ditempatkan dalam botol, diembus dengan

nitrogen lalu disimpan pada -20oC sampai digunakan untuk analisa.

Ekstraksi polifenol rosemary Ekstraksi polifenol dari daun rosemary (Rosmarinus officinalis) dilakukan

secara maserasi menggunakan pelarut etanol dengan nisbah sampel dan pelarut

1:20 (b/v). Bubuk daun rosemary diekstraksi dengan cara diaduk (stirer) selama

60 menit, kemudian disentrifus untuk memisahkan filtrat dan residu. Ekstraksi

diulang kembali dengan menggunakan pelarut yang sama sampai diperoleh

warna filtrat bening. Filtrat digabung dan disaring dengan menggunakan

penyaring vakum lalu pelarut etanol dievaporasi dengan vakum evaporator putar

pada suhu 40oC sehingga diperoleh ekstrak aqueous polifenol rosemary yang

berwarna kuning kecokelatan (Gambar 5.1). Ekstrak ditempatkan dalam botol,

diembus dengan nitrogen lalu disimpan pada -20oC sampai digunakan untuk

analisis.

Bubuk daun rosemary Ekstrak polifenol rosemary

Gambar 5.1 Bubuk daun rosemary dan ekstrak polifenol rosemary.

67

Reaksi kopigmentasi intermolekular Kopigmentasi antosianin buah duwet dilakukan secara intermolekular

menggunakan senyawa asam sinamat (asam kafeat, asam sinapat, dan asam

ferulat) serta ekstrak polifenol rosemary. Reaksi kopigmentasi intermolekular

dilakukan sesuai metode Gris et al. (2007) dan Mazzaracchhio et al. (2004)

dengan sedikit modifikasi. Larutan antosianin dari ekstrak aqueous antosianin

buah duwet disiapkan dalam bufer sitrat (0,1 M; asam sitrat-natrium sitrat), pH 3

sehingga diperoleh pembacaan nilai absorbansi ~0,6 pada panjang gelombang

penyerapan maksimum di daerah visibel (λvis-maks, 516 nm). Masing-masing

kopigmen asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary (konsentrasi 0; 0,5; 1;

1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; dan 4 mg/mL) ditambahkan ke dalam larutan antosianin.

Larutan campuran (5 mL) divortek lalu campuran larutan diinkubasi selama 60

menit pada 27oC agar terjadi reaksi. Untuk melihat interaksi antara antosianin

dan senyawa kopigmen maka dianalisis spektrum absorpsi menggunakan

spektrofotometer UV-visibel pada panjang gelombang 400 sampai 700 nm. Dari

pola spektra yang diperoleh dapat dilihat adanya efek hiperkromik (ΔA), yaitu

peningkatan nilai absorbans pada λvis-maks, dan pergeseran batokromik (Δλvis-maks),

yaitu pergeseran panjang gelombang (nm) pada λvis-maks (Eiro & Heinonen 2002;

Gris et al. 2007; Yawadio & Morita 2007).

Stabilitas warna antosianin tanpa dan dengan penambahan kopigmen dalam minuman model

Pengujian stabilitas warna antosianin buah duwet yang dikopigmentasi

dilakukan dalam minuman model menggunakan bufer sitrat (0,1 M; asam sitrat-

natrium sitrat) pada pH 3 yang mengandung ekstrak aqueous antosianin buah

duwet sehingga diperoleh pembacaan nilai absorbansi ~0,6 (λvis-maks, 516 nm).

Kalium sorbat dengan konsentrasi 0,05% (b/v) ditambahkan untuk mencegah

pertumbuhan mikroba selama perlakuan. Kopigmen asam sinamat (asam

sinapat, asam kafeat, dan asam ferulat) dan ekstrak polifenol rosemary, masing-

masing konsentrasi 1 mg/mL, ditambahkan ke dalam larutan antosianin lalu

distirer. Larutan campuran diinkubasi selama 60 menit pada 27oC agar terjadi

reaksi. Stabilitas warna antosianin buah duwet terkopigmentasi dianalisis

terhadap pengaruh suhu pemanasan, pencahayaan, serta kondisi penyimpanan

yang dibandingkan dengan antosianin buah duwet tanpa kopigmentasi.

68

Pengaruh suhu pemanasan terhadap stabilitas warna antosianin

terkopigmentasi dilakukan dengan merendam botol-botol transparan yang berisi

larutan antosianin terkopigmentasi dan tanpa perlakukan kopigmentasi di dalam

penangas air pada suhu 80 and 98oC selama interval waktu 0, 30, 60, 90, dan

120 menit. Suhu pemanasan 80 dan 98oC yang dipilih berdasarkan perlakuan

panas (heat treatment) untuk bahan pangan (misal blansir, pasteurisasi, dan

perebusan). Pengaruh cahaya terhadap stabilitas warna antosianin

terkopigmentasi dilakukan dengan menyinari botol-botol transparan yang berisi

larutan antosianin terkopigmentasi dan tanpa perlakukan kopigmentasi dengan

lampu fluoresens putih (lampu Philip, 23 watt) didalam kotak berukuran 58 x 72 x

60 cm sehingga diperoleh intensitas pencahayaan 4000 lux. Pencahayaan

dilakukan selama interval waktu 0, 2, 4, 6, 8, dan 10 hari pada suhu 32oC.

Kontrol untuk perlakuan pemanasan dan pencahayaan dibuat dengan

membungkus botol-botol transparan yang berisi larutan antosianin

terkopigmentasi dan tanpa perlakukan kopigmentasi dengan aluminium foil

kemudian disimpan pada suhu ruang untuk perlakuan suhu pemanasan dan

disimpan pada suhu 32oC untuk perlakuan pencahayaan. Pengujian stabilitas

warna antosianin terkopigmentasi terhadap kondisi penyimpanan dilakukan pada

suhu refrigerasi dan ruang selama 4 minggu pada kondisi gelap.

Masing-masing sampel untuk setiap perlakuan diukur nilai absorbans

pada λvis-maks menggunakan spektrofotometer untuk menentukan nilai retensi

warna. Nilai persen retensi warna dihitung menggunakan persamaan: % Retensi

warna = At/A0 x 100, t = waktu; At = absorbans setelah perlakuan (waktu t); A0 =

absorbans sebelum perlakuan (waktu 0) (Cevallos-Casals & Cisneros-Zevallos

2004; Gris et al. 2007). Sampel untuk setiap perlakuan juga diukur warna

kromasitas dengan kromameter dan warna polimerik (polymeric colour).

Pengukuran warna kromasitas menggunakan sistem pengukuran CIELAB

(Gonnet 1998). Kandungan warna polimerik dianalisis menggunakan metode

bleaching bisulfit (Giusti & Wrolstad 2001). Pengukuran warna kromasitas

(CIELAB) dan warna polimerik dan dilakukan pada awal dan akhir perlakuan.

Warna polimerik (polymeric color) Warna polimerik (WP) dapat digunakan untuk mengetahui terjadinya

degradasi warna antosianin. Kandungan warna polimerik (polymeric color) dalam

minuman model dianalisa menggunakan metode bleaching bisulfit (Giusti &

69

Wrolstad 2001). Kandungan warna polimerik dinyatakan sebagai % dari total

densitas warna (colour density). Pengukuran warna polimerik dilakukan pada

awal dan akhir perlakuan. Perbedaan nilai WP sebelum dan setelah perlakuan

dinyatakan sebagai nilai ΔWP. Semakin tinggi nilai ΔWP menunjukkan terjadinya

degradasi antosianin selama perlakuan semakin besar.

Pengukuran warna dengan kromameter

Pengukuran warna menggunakan alat Minolta Chroma CR-310

colorimeter menggunakan sistem pengukuran CIELAB. Pengukuran dilakukan

pada awal dan akhir perlakuan. Parameter-parameter yang diukur meliputi L*

(lightness), a* (redness), b* (yellowness), C* (chroma), H* (hue angle), and ΔE

(perbedaan warna secara keseluruhan). Perbedaan warna secara keseluruhan

dihitung menggunakan persamaan, ΔE = [(ΔL*)2 + (ΔC*)2 + (ΔH*)2]1/2. Nilai ΔE

merupakan atribut nilai yang menjadi parameter terjadinya perubahan warna

kromasitas secara keseluruhan. Semakin tinggi nilai ΔE menunjukkan perubahan

warna sampel selama perlakuan semakin besar (Gonnet 1998).

Kinetika degradasi antosianin Degradasi warna antosianin selama perlakuan pemanasan,

pencahayaan, dan penyimpanan mengikuti kinetika reaksi orde pertama. Kinetika

degradasi antosianin secara umum berlangsung pada orde pertama (Kirca &

Cemeroglu 2003; Cevallos-Casals & Cisneros-Zevallos 2004; Wang & Xu 2007).

Konstanta laju reaksi (k) dan waktu paruh (t1/2), waktu yang dibutuhkan untuk

terjadinya kerusakan/degradasi antosianin sebesar 50%, untuk reaksi orde

pertama dihitung menggunakan persamaan berikut :

ln(At/Ao) = -kt + C

ln (retensi warna) = -kt + C

t1/2 = -ln 0.5 x k-1

A0 = absorbansi sebelum perlakuan (waktu 0), At = absorbansi setelah perlakuan

(waktu t); k = konstanta laju reaksi; t1/2 = waktu paruh.

Analisa data secara statistik Data hasil pengujian dianalisis secara statistika dengan menghitung nilai

rata-rata dan standar deviasi demenggunakan aplikasi Microsoft Office EXCEL

2007 serta analisis sidik ragam (uji ANOVA) kemudian dihitung nilai bedanya

70

dengan uji beda Duncan Multiple Range Test pada taraf 5% (p < 0,05)

menggunakan aplikasi SPSS 17.0.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Kopigmentasi Intermolekular terhadap Intensitas Warna Antosianin Buah Duwet

Keseluruhan antosianin yang terkandung dalam buah duwet dalam

bentuk diglukosida sehingga mempunyai intensitas warna yang rendah. Hal ini

diperkuat dari hasil penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa pada pH 3

warna antosianin buah duwet kurang berwarna (pudar) dan pada pH di atas 4

warna antosianin buah duwet menjadi tidak berwarna. Untuk meningkatkan

intensitas warna antosianin buah duwet dilakukan secara kopigmentasi

intermolekular dengan mereaksikan antosianin buah duwet dengan asam

sinapat, asam kafeat, asam ferulat, dan ekstrak polifenol rosemary. Kopigmen

atau agensia peningkat warna (color enhancer) yang digunakan pada penelitian

ini adalah asam sinapat, asam kafeat, asam ferulat serta ekstrak polifenol

rosemary (Gambar 5.2). Basaga et al. (1997); Brenes et al. (2005) menyebutkan

bahwa senyawa polifenol utama larut air yang terkandung dalam rosemary

(Rosmarinus officinalis) adalah asam rosmarinat (rosmarinic acid). Kopigmen

seperti asam sinapat, asam kafeat, asam ferulat, serta ekstrak polifenol rosemary

digunakan sebagai kopigmen untuk meningkatkan warna dan stabilitas

antosianin (Markovic et al. 2000; Eiro & Heinonen 2002; Brenes et al. 2005; Gris

et al. 2007; Yawadio & Morita 2007).

Gambar 5.2 Struktur kimia kopigmen yang digunakan dalam penelitian.

asam kafeat asam ferulat asam sinapat

asam rosmarinat

71

Gambar 5.3 memperlihatkan pengaruh penambahan asam sinamat

(asam sinapat, asam kafeat, asam ferulat) dan ekstrak polifenol rosemary pada

kisaran konsentrasi 0-4 mg/mL terhadap karakteristik spektral (visibel) antosianin

buah duwet dalam minuman model pH 3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

penambahan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary dapat meningkatkan

intensitas warna antosianin buah duwet yang ditunjukkan dengan adanya

peningkatan nilai absorbans setelah ditambahkan asam sinamat dan ekstrak

polifenol rosemary. Penggunaan asam sinamat seperti asam sinapat, asam

kafeat, dan asam ferulat sebagai agensia peningkat warna (color enhancer)

memiliki keterbatasan karena tidak dapat larut sempurna dalam air. Penggunaan

asam sinamat dengan konsentrasi lebih besar 1 mg/mL hanya sedikit dapat

meningkatkan warna dengan ditunjukkan peningkatan warna yang cenderung

konstan dengan semakin meningkatnya konsentrasi asam sinamat yang

ditambahkan. Kecuali untuk asam ferulat masih menunjukkan sedikit peningkatan

nilai absorbans dengan meningkatnya konsentrasi. Penggunaan asam sinamat

untuk aplikasi pada pangan yang berbasis air kurang menguntungkan karena

karakteristik kelarutannya yang rendah pada medium asam.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Konsentrasi (mg/ml)

Abso

rban

s pa

da λ

vis-

mak

s

Asn+ASAsn+AKAsn+AFAsn+EPR

Gambar 5.3 Pengaruh penambahan asam sinamat dan ekstrak polifenol

rosemary terhadap karakteristik spektral (visibel) warna antosianin buah duwet. Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Ekstrak polifenol rosemary yang ditambahkan pada minuman model

memberikan peningkatan warna yang paling tinggi dibandingkan penggunaan

asam sinamat. Penambahan ekstrak polifenol rosemary memperlihatkan

kecenderungan peningkatan warna yang semakin tinggi dengan semakin

72

meningkat konsentrasi yang ditambahkan. Ekstrak polifenol rosemary

menunjukkan sebagai agensia peningkat warna yang paling baik untuk

antosianin buah duwet dibandingkan asam sinamat. Penambahan ekstrak

polifenol rosemary sebesar 4 mg/mL dapat meningkatkan warna antosianin buah

duwet hingga 120%. Diantara ketiga jenis asam sinamat yang digunakan, asam

ferulat merupakan agensia peningkat warna terbaik yang dapat meningkatkan

warna antosianin buah duwet hingga 80%, sedangkan asam sinapat dan kafeat

dapat meningkatkan warna antosianin buah duwet hingga 40% dan 55% pada

konsentrasi 4 mg/mL.

Reaksi kopigmentasi dapat menyebabkan terjadinya pergeseran panjang

gelombang (nm) yang lebih tinggi pada absorpsi spektra maksimum, λvis-maks

(pergeseran batokromik, Δλvis-maks) dan peningkatan absorpsi spektra pada λvis-

maks (efek hiperkromik, ΔA) (Eiro & Heinonen 2002). Gambar 5.4 menunjukkan

terjadi pergeseran batokromik dan efek hiperkromik dari antosianin buah duwet

yang direaksikan dengan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary pada

minuman model pH 3 (reaksi kopigmentasi intermolekular). Kopigmentasi

intermolekular dengan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary

menyebabkan terjadinya pergeseran panjang gelombang ke nilai panjang

gelombang yang lebih besar (Gambar 5.4a) yang ditunjukkan terjadi perubahan

nilai Δλvis-maks 1,16-1,94%. Panjang gelombang (λvis-maks) antosianin buah duwet

sebelum kopigmentasi 516 nm dan setelah reaksi kopigmentasi maka panjang

gelombang (λvis-maks) berubah pada kisaran 522-526 nm. Reaksi kopigmentasi

intermolekular pada antosianin buah duwet juga dapat meningkatkan nilai

absorbans pada λmaks (efek hiperkromik), Gambar 5.4b. Efek hiperkromik dari

reaksi kopigmentasi antosianin buah duwet ditunjukkan dari nilai ΔA yang

meningkat pada kisaran 19,63-117,33%. Pada penambahan kopigmen dengan

konsentrasi 0%, nilai Δλvis-maks dan ΔA adalah 0% yang menunjukkan tidak terjadi

pergeseran batokromik dan efek hiperkromik. Dari keempat jenis kopigmen yang

digunakan, kopigmentasi intermolekular dengan ekstrak polifenol rosemary

memberikan nilai pergeseran λvis-maks dan peningkatan nilai absorbans pada λvis-

maks yang paling besar. Ekstrak polifenol rosemary merupakan agensia peningkat

warna yang baik untuk antosianin buah duwet dan memiliki karakteristik larut air

sehingga memudahkan dalam aplikasi pada pangan. Hasil penelitian Markovic et

al. (2000) juga menunjukkan bahwa kopigmentasi malvidin 3,5-diglukosida

(malvin) dengan asam ferulat dan kafeat dapat berlangsung serta menghasilkan

73

peningkatan Δλvis-maks dan ΔA pada larutan bufer pH 2,5 dan 3,65. Nisbah

konsentrasi antosianin dan asam fenolik yang digunakan 1:20, 1:40, 1:60, dan

1:100. Kompleks kopigmentasi malvin-asam ferulat memberikan peningkatan

intensitas warna yang lebih tinggi dibandingkan kompleks malvin-asam kafeat.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

11.2

1.4

1.6

1.8

2

Asn+AS Asn+AK Asn+AF Asn+EPR

Δ λ

vis-

max

(%) /

Per

gese

ran

Bat

okro

mik

0

20

40

60

80

100

120

Asn+AS Asn-AK Asn-AF Asn+EPR

Δ A

bsor

bans

(%) /

Efe

k H

iper

krom

ik

Gambar 5.4 Pergeseran batokromik dan efek hiperkromik dari antosianin buah

duwet yang direaksikan dengan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary. Diagram batang dari kiri ke kanan, untuk masing-masing kopigmen, mewakili berturut-turut konsentrasi kopigmen 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; dan 4 mg/ml. Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Reaksi kopigmentasi intermolekular dapat membentuk kompleks

antosianin-kopigmen melalui transfer muatan (charge-transfer) atau interaksi

elektron -. Kopigmen (senyawa fenolik) merupakan sistem kaya elektron

dapat berinteraksi dengan ion flavilium yang kekurangan elektron membentuk

ikatan yang lemah. Densitas elektronik ditransfer dari cincin yang kaya elektron

ke cincin yang kekurangan elektron. Ion flavilium dari antosianin yang bermuatan

A

B

74

positif merupakan senyawa yang sesuai untuk pembentukan kompleks dengan

substrat kaya elektron (kopigmen) melalui transfer muatan, Gambar 5.5

(Castañeda-Ovando et al. 2009).

Gambar 5.5 Pembentukan kompleks antosianin-kopigmen secara transfer muatan (charge-transfer) atau interkasi - (interaksi antosianin dengan senyawa fenolik) (Castañeda-Ovando et al. 2009).

Interaksi intermolekular dapat terjadi pada kation flavilium dan basa

kuinonoidal (bentuk kesetimbangan berwarna dari antosianin). Kation flavilium

dan basa kuinonoidal merupakan senyawa planar, secara efisien melakukan

delokalisasi elektron , membuat interaksi antara kation flavilium atau basa

kuinonoidal dengan kopigmen menjadi lebih mudah dan mungkin terjadi

menghasilkan penyusunan yang saling tumpang tindih (overlapping) di antara

kedua molekul, Gambar 5.6a. Pembentukan ikatan hidrogen antara gugus keto

dari basa kuinonoidal dan kopigmen (flavonol) juga mungkin terjadi menghasilkan

kompleks antosianin-kopigmen (Gambar 5.6b). Gugus keto pada posisi C-7 atau

C-4’ dari antosianin dapat berikatan secara ikatan hidrogen dengan gugus

hidroksil dari flavonol pada posisi C-7, C-3’ atau C-4’ (Williams & Hrazdina,

1979). Kopigmen intermolekular dapat terjadi melalui ikatan hidrogen, interaksi

hidrofobik, atau interaksi ionik (elektrostatik) (Williams & Hrazdina 1979; Chen &

Hrazdina 1981).

Reaksi kopigmentasi intermolekular antara antosianin buah duwet dengan

asam sinamat (asam sinapat, asam kafeat, dan asam ferulat) dan ekstrak

polifenol rosemary juga dimungkinkan menghasilkan pembentukan kompleks

antosianin-kopigmen melalui mekanisme transfer muatan (charge-transfer) atau

interaksi elektron - sehingga terjadi penyusunan saling tumpang tindih

(overlapping) di antara kedua molekul. Interaksi yang terjadi dapat meningkatkan

jumlah kromofor sehingga menyebabkan terjadinya peningkatan intensitas warna

+

kation flavilium (merah)

pirokatekol (kaya elektron)

kompleks secara transfer muatan

(merah)

75

(ΔA). Dijelaskan oleh Yawadio dan Morita (2007); Castañeda-Ovando et al.

(2009), interaksi intermolekular (kopigmentasi) antara antosianin dan asam

karboksilat (sinamat) atau senyawa fenolik dapat meningkatkan sistem elektron

- dari antosianin sehingga meyebabkan efek hiperkromik. Sistem elektron -

dari antosianin bertanggungjawab pada absorpsi pada daerah radiasi visibel

(VIS) (Yawadio & Morita 2007). Reaksi kopigmentasi intermolekular pada

antosianin buah duwet dengan kopigmen (asam sinamat dan ekstrak polifenol

rosemary) juga dapat menyebabkan meningkatnya panjang gelombang atau

terjadi pergeseran panjang gelombang yang lebih tinggi. Pembentuknan

kompleks - pada antosianin memberikan perpanjangan konjugasi pada struktur

antosianin karena adanya tambahan struktur dari kopigmen. Lebih lanjut

dijelaskan oleh Castañeda-Ovando et al. (2009), kopigmen umumnya tidak

berwarna, tetapi ketika dicampur dengan larutan antosianin akan terjadi interaksi

menghasilkan efek hiperkromik dan pergeseran batokromik.

Gambar 5.6 Kompleks molekular antosianin-kopigmen melalui interaksi intermolekular antara delfinidin 3-glukosida dan rutin, A dan B (Williams & Hrazdina, 1979) dan awobanin (delfinidin 3-(6-O-

trans-p-kumaril-ß-D-glukosida)-5-(ß-D-glukosida) dan flavo- commelin, C (Osawa, 1982).

+

A B

C

76

Stabilitas Warna Antosianin Buah Duwet yang Dikopigmentasi secara Intermolekular

Stabilitas antosianin dapat ditingkatkan melalui reaksi kopigmentasi baik

secara intramolekular dan intermolekular (Francis 1989; Jackman & Smith 1996;

Eiro & Heinonen 2002; Castañeda-Ovando et al. 2009). Pada penelitian ini

digunakan reaksi kopigmentasi secara intermolekular untuk memperbaiki

stabilitas warna antosianin buah duwet menggunakan kopigmen asam sinamat

(asam sinapat, asam kafeat, asam ferulat) dan ekstrak polifenol rosemary yang

banyak mengandung asam rosmarinat. Pengujian stabilitas dilakukan terhadap

perlakuan pemanasan, pencahayaan, dan penyimpanan. Gambar 5.7

memperlihatkan secara visual perubahan warna antosianin buah duwet setelah

direaksikan dengan kopigmen (asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary)

pada konsentrasi 1 mg/mL. Karakteristik warna kromasitas dari antosianin buah

duwet yang dikopigmentasi secara intermolekular dengan asam sinamat dan

ekstrak polifenol rosemary dalam bufer sitrat pH 3 disajikan pada Tabel 5.1.

Perlakuan kopigmentasi menurunkan nilai L* dan meningkatkan nilai C* yang

menunjukkan intensitas warna minuman meningkat dan lebih kuat dengan

penambahan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary. Perlakuan

kopigmentasi juga merubah nilai H* (hue angle) dari 0,63 ke nilai H 345-355.

Penambahan kopigmen ekstrak polifenol rosemary memberikan warna merah

keunguan.

Gambar 5.7 Warna antosianin buah duwet yang dikopigmentasi secara

intermolekular dengan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary (1 mg/mL) pada minuman model pH 3. Asn = antosianin, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Asn Asn+AK Asn+AS Asn+AF Asn+EPR

77

Tabel 5.1. Karakteristik warna kromasitas dari antosianin buah duwet yang dikopigmentasi secara intermolekular dengan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary

Parameter warna (CIELAB) Sampel

L* C* H* Asn 62,44 24,89 0,63 Asn+AS 55,81 35,63 354 Asn+AK 57,00 34,40 355 Asn+AF 54,41 37,57 352 Asn+EPR 49,07 43,37 345

L*, kecerahan/lightness; C*, kroma/chroma; H*, sudut warna/hue angle. Asn = antosianin; Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary. Stabilitas terhadap Pemanasan

Pada Gambar 5.8 disajikan karakteristik stabilitas warna antosianin buah

duwet tanpa dan dengan kopigmentasi menggunakan asam sinamat dan ekstrak

polifenol rosemary selama perlakuan pemanasan suhu 80 dan 98oC. Perlakuan

pemanasan pada suhu 80oC selama 120 menit menyebabkan penurunan retensi

warna hingga 60-70%, sedangkan pemanasan suhu 98oC dapat menyebabkan

penurunan retensi warna hingga 30-40% untuk semua sampel antosianin buah

duwet tanpa dan dengan perlakuan kopigmentasi. Kopigmentasi intermolekular

menggunakan asam sinamat dan ekstrak polifenol rosemary pada antosianin

buah duwet tidak meningkatkan stabilitas warna antosianin buah duwet selama

proses pemanasan baik pada suhu 80 maupun 98oC. Selama proses pemanasan

pada kedua suhu memperlihatkan bahwa antosianin buah duwet tanpa

kopigmentasi memiliki kestabilan warna yang lebih tinggi dibandingkan

antosianin buah duwet yang dikopigmentasi. Hal ini terlihat pada nilai retensi

warna antosianin buah duwet tanpa kopigmentasi lebih tinggi dibandingkan

kompleks antosianin-kopigmen. Kopigmentasi antosianin buah duwet dengan

asam ferulat menunjukkan stabilitas yang paling rendah.

Pada Tabel 5.2 disajikan nilai warna polimerik (ΔWP), warna kromasitas

(ΔE), kehilangan warna (KW) dan waktu paruh (t1/2) yang juga menunjukkan

terjadinya degradasi antosianin buah duwet. Nilai ΔWP, ΔE, KW yang lebih

rendah dan t1/2 yang lebih tinggi menunjukkan terjadi degradasi antosianin yang

lambat atau menunjukkan karakteristik lebih stabil dan sebaliknya. Pada kedua

suhu pemanasan 80 dan 98oC, nilai ΔWP, ΔE, KW antosianin buah duwet tanpa

perlakuan kopigmentasi lebih kecil dibandingkan dengan antosianin buah duwet

dengan perlakuan kopigmentasi. Nilai t1/2 antosianin buah duwet tanpa perlakuan

78

kopigmentasi juga menunjukkan nilai lebih tinggi dibandingkan antosianin buah

duwet dengan perlakuan kopigmentasi. Berdasarkan nilai ΔWP, ΔE, KW, dan t1/2

juga memperlihatkan antosianin buah duwet tanpa kopigmentasi memiliki

kestabilan warna yang lebih baik dibandingkan antosianin buah duwet yang

dikopigmentasi. Perlakuan kopigmentasi tidak dapat meningkatkan stabilitas

warna antosianin buah duwet selama perlakuan pemanasan pada suhu 80 dan

98oC.

Gambar 5.8 Pengaruh pemanasan terhadap retensi warna antosianin buah

duwet tanpa dan dengan penambahan kopigmen (1 mg/ml) pada minuman model pH 3. (A) pemanasan 80oC dan (B) pemanasan 98oC. Asn = antosianin, Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Ketidakstabilan kompleks antosianin-kopigmen dapat dijelaskan bahwa

energi panas dapat merusak ikatan komplek antosianin-kopigmen karena

interaksi antosianin dengan kopigmen pada kopigmentasi intermolekular

merupakan ikatan yang lemah secara hidrofobik (Eiro & Heinonen 2002)

sehingga terbentuk senyawa turunan baru yang tidak stabil dibandingkan dengan

antosianin buah duwet tanpa kopigmentasi (secara alami bentuk diglukosida)

yang memiliki karakteristik lebih stabil. Berbeda pada kubis merah dimana ikatan

antara antosianin dan kopigmen (gugus asil) merupakan ikatan kovalen

(kopigmentasi intramolekular) mempunyai karakteristik yang sangat stabil

terhadap pemanasan (Gambar 4.6). Pada pemanasan suhu 80 dan 98oC,

antosianin terasilasi dari kubis merah masih mampu mempertahankan warna di

atas 98%. Lebih lanjut dijelaskan oleh Mazza dan Brouillard (1990), peningkatan

suhu menyebabkan peruraian (disosiasi) dari kompleks kopigmentasi

100

Ret

ensi

war

na p

ada

λ mak

s (%

)

60

70

80

90

100

0 30 60 90 12020

40

60

80

100

0 30 60 90 120

A B

Waktu (menit)

Asn Asn+AS Asn+AK Asn+AF Asn+EPR

79

menghasilkan senyawa tidak berwarna dan memberikan kehilangan warna.

Markovic et al. (2000) menjelaskan bahwa pada proses kopigmentasi antara

malvidin 3,5-diglukosida dengan asam kafeat dan asam felurat menunjukkan

afinitas dari reaktan adalah rendah (ikatan yang terbentuk lemah), reaktifitas

rendah, dan pembentukan kompleks hanya stabil pada temperatur rendah.

Tabel 5.2 Perubahan warna dan waktu paruh antosianin buah duwet dalam minuman model tanpa dan dengan kopigmentasi pada perlakuan pemanasan suhu 80 dan 98oC

Parameter Perubahan Warna Kinetika Degradasi Sampel ΔWP ΔE KW (%) k t1/2 (jam)

Pemanasan 80oC Asn 7,61a 7,13a 32,30a 0,0032 3,68b Asn+AS 9,12c 9,76b 33,45ab 0,0033 3,55b Asn+AK 11,27d 9,62b 34,74b 0,0035 3,35a Asn+AF 8,39b 9,71b 36,29c 0,0036 3,21a Asn+EPR 8,69bc 10,00b 33,32ab 0,0032 3,61b Pemanasan 98oC Asn 20,75a 16,85a 62,23a 0,0079 1,46d Asn+AS 33,87b 26,77b 66,61c 0,0090 1,28b Asn+AK 36,60b 28,45b 68,23d 0,0094 1,23a Asn+AF 24,81a 26,13b 69,17e 0,0097 1,20a Asn+EPR 25,20a 28,65b 64,51b 0,0085 1,37c

Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama (masing-masing perlakuan pemanasan) menunjukkan hasil uji berbeda nyata (p<0,05). Perubahan warna dihitung dari nilai pengukuran sebelum dan sesudah perlakuan. ΔWP, perbedaan warna polimerik. ΔE, perbedaan warna kromasitas (sistem CIELAB). KW, kehilangan warna (nilai absorbans). k, konstanta laju degradasi antosianin. t1/2, waktu paruh. Pemanasan selama 120 menit. Asn = antosianin; Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Hasil dari penelitian disertasi ini menunjukkan hasil yang sama dengan

penelitian yang dilakukan oleh Brenes et al. (2005), pasteurisasi (85oC) selama

30 menit pada sistem model jus anggur yang mengandung ekstrak polifenol

rosemary (0,2 dan 0,4%) dapat menyebabkan penurunan efek hiperkromik dan

kandungan total antosianin. Namun, hasil penelitian ini menunjukkan hasil yang

berbeda dengan yang dilakukan oleh Bakowska et al. (2003), efek kopigmentasi

antosianin sianidin 3-glukosida dengan kuersetin-5’-asam sulfonat, morin-5’-

asam sulfonat, rutin, kuersetin, asam klorogenat, dan asam tanat dapat

meningkatkan stabilitas selama pemanasan 80oC pada pH 2,5-4,5. Perbedaan

hasil penelitian terjadi karena penggunaan jenis antosianin dan kopigmen yang

berbeda sehingga memberikan efek kopigmentasi yang berbeda pula.

80

Stabilitas terhadap Cahaya Cahaya juga dapat menyebabkan degradasi antosianin. Perlakuan

pencahayaan dengan lampu fluoresens putih menyebabkan terjadinya degradasi

antosianin buah duwet baik pada antosianin tanpa dan dengan perlakuan

kopigmentasi (Gambar 5.9). Hal ini terlihat adanya penurunan nilai retensi warna

yang lebih besar pada sampel yang terkena paparan cahaya dibandingkan yang

tanpa terkena paparan cahaya. Nilai retensi warna antosianin buah duwet tanpa

dan dengan perlakuan kopigmentasi menurun dengan meningkatnya waktu

pencahayaan.

Gambar 5.9 Pengaruh pencahayaan dengan lampu fluoresens putih terhadap

retensi warna antosianin buah duwet tanpa dan dengan penambahan kopigmen (1 mg/ml) pada minuman model pH 3. (A) tanpa pencahayaan dan (B) pencahayaan dengan fluoresens putih. Asn = antosianin, Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Kopigmentasi antosianin buah duwet menggunakan ekstrak polifenol

rosemary, asam sinapat dan asam kafeat menunjukkan stabilitas yang lebih

tinggi dibandingkan antosianin tanpa kopigmentasi, dan yang dikopigmentasi

dengan asam ferulat selama perlakuan pencahayaan. Pada pencahayaan waktu

10 hari, nilai retensi warna antosianin buah duwet yang dikopigmentasi dengan

ekstrak polifenol rosemary, asam sinamat, dan asam kafeat berkisar pada nilai

40-50%, sedangkan nilai retensi warna untuk antosianin buah duwet tanpa dan

dengan dikopigmentasi asam ferulat menunjukkan nilai retensi warna ~20%.

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

Waktu (hari)

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

100

Ret

ensi

war

na p

ada

λ mak

s (%

)

0 2 4 6 8 10

Waktu (hari)

Asn Asn+AS Asn+AK Asn+AF Asn+EPR

A B

81

Perlakuan kopigmentasi mampu menurunkan nilai ΔWP, ΔE, KW serta

meningkatkan nilai waktu paruh (t1/2) (Tabel 5.3). Hal ini menunjukkan bahwa

pembentukan kompleks antosianin-kopigmen dapat meningkatkan stabilitas

warna antosianin buah duwet. Perbaikan stabilitas warna terjadi pada perlakuan

kopigmentasi antosianin buah duwet dengan asam sinapat, asam kafeat, dan

ekstrak polifenol rosemary. Penambahan asam ferulat dalam minuman model

menunjukkan karakteristik perubahan warna dan kinetika degradasi yang hampir

sama dengan antosianin buah duwet tanpa perlakuan kopigmentasi.

Tabel 5.3 Perubahan warna dan waktu paruh antosianin dalam minuman model tanpa dan dengan kopigmentasi pada perlakuan pencahayaan fluoresens

Parameter Perubahan Warna Kinetika Degradasi Sampel ΔWP ΔE KW (%) K t1/2 (hari)

Asn 54,48c 43,07d 78,60d 0,1678 4,13a Asn+AS 24,61a 22,53a 57,43b 0,0869 7,98c Asn+AK 34,66b 26,13b 61,43c 0,0946 7,33b Asn+AF 51,51c 43,00d 81,12e 0,1701 4,07a Asn+EPR 30,23ab 29,67c 54,79a 0,0804 8,63d

Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan hasil uji berbeda nyata (p<0,05). Perubahan warna dihitung dari nilai pengukuran sebelum dan sesudah perlakuan. ΔWP, perbedaan warna polimerik. ΔE, perbedaan warna kromasitas (sistem CIELAB). KW, kehilangan warna (nilai absorbans). k, konstanta laju degradasi antosianin. t1/2, waktu paruh. Pencahayaan dengan lampu fluoresens selama 10 hari. Asn = antosianin, Asn+AS = antosianin+asam sinapat, A+AK = antosianin+asam kafeat, A+AF = antosianin+asam ferulat, A+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Penelitian yang dilakukan oleh Gris et al. (2007) menunjukkan hasil yang

sama, dimana dengan penambahan asam kafeat dalam sistem model pangan

mengandung antosianin anggur Cabernet Sauvignon dapat meningkatkan

stabilitas selama perlakuan pencahayaan dengan lampu fluoresens putih

dibandingkan dengan produk tanpa perlakuan kopigmentasi. Hasil yang sama

juga dijumpai pada penelitian yang dilakukan oleh Bakowska et al. (2003) yang

menggunakan jenis kopigmen yang berbeda. Efek kopigmentasi antosianin

sianidin 3-glukosida dengan kuersetin-5’-asam sulfonat, morin-5’-asam sulfonat,

rutin, kuersetin, asam klorogenat, dan asam tanat dapat meningkatkan stabilitas

selama perlakuan pencahayaan dengan sinar UV dan matahari.

Degradasi oleh cahaya yang terjadi pada kompleks antosianin-kopigmen

kemungkinan juga melibatkan eksitasi dari kation flavilium sesuai yang dijelaskan

oleh Furtado et al. (1993). Mekanisme degradasi fotokimia langsung dari kation

flavilium yang menghasilkan pembentukan produk akhir degradasi yang sama

seperti pada reaksi termal.

82

Stabilitas selama Penyimpanan Pengaruh penyimpanan pada suhu refrigerasi (~5oC) dan ruang (~27oC)

pada kondisi gelap terhadap stabilitas antosianin buah duwet tanpa dan dengan

perlakuan kopigmentasi disajikan pada Gambar 5.10. Pada penyimpanan suhu

refrigerasi, perlakuan kopigmentasi dengan asam sinapat, asam kafeat dan

ekstrak polifenol rosemary dapat meningkatkan stabilitas warna antosianin buah

duwet, sedangkan pada perlakuan kopigmentasi dengan asam ferulat

menunjukkan stabilitas yang hampir sama dengan antosianin tanpa

kopigmentasi, setelah penyimpanan 4 minggu (Gambar 5.10a). Kecenderungan

pola yang sama juga ditemukan pada perlakuan penyimpanan pada suhu ruang

(Gambar 5.10b), perlakuan kopigmentasi dengan asam sinapat, asam kafeat dan

ekstrak polifenol rosemary dapat meningkatkan stabilitas warna antosianin buah

duwet. Pada kedua kondisi penyimpanan (suhu refrigerasi dan ruang),

kopigmentasi antosianin buah duwet dengan asam sinapat memberikan

peningkatan stabilitas antosianin yang paling tinggi yang ditunjukkan pada nilai

retensi warna paling tinggi. Kopigmentasi antosianin buah duwet dengan asam

ferulat pada penyimpanan suhu dingin dan ruang tidak dapat meningkatkan

stabilitas antosianin buah duwet.

Gambar 5.10 Pengaruh penyimpanan suhu refrigerasi (A) dan ruang (B)

terhadap retensi warna antosianin buah duwet tanpa dan dengan penambahan kopigmen (1 mg/ml) pada minuman model pH 3. Asn = antosianin, Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 430

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4

100

Ret

ensi

war

na p

ada

λ mak

s (%

)

0 1 2 3 4

Waktu (minggu)

Asn Asn+AS Asn+AK Asn+AF Asn+EPR

A B

83

Perbedaan suhu penyimpanan mempengaruhi stabilitas antosianin buah

duwet terkopigmentasi. Peningkatan suhu dari suhu ~5oC (suhu refrigerasi) ke

~27oC (suhu ruang) dapat meningkatkan degradasi antosianin buah duwet tanpa

dan dengan perlakuan kopigmentasi. Penyimpanan pada suhu refrigerasi masih

dapat mempertahankan nilai retensi warna berkisar 87-97% setelah

penyimpanan selama 4 minggu. Pada penyimpanan suhu ruang, degradasi

antosianin berlangsung lebih cepat dan menghasilkan nilai retensi berkisar 40-

60%. Fenomena ini dapat dijelaskan bahwa peningkatan suhu penyimpanan

dapat menyebabkan terjadinya reaksi disosiasi (peruraian) kompleks

kopigmentasi antosianin-kopigmen sehingga menghasilkan senyawa tidak

berwarna yang dapat memberikan kehilangan warna, seperti yang dijelaskan

oleh Mazza dan Brouillard (1990).

Pada Tabel 5.4 disajikan perubahan nilai WP, E, KW serta nilai t1/2

selama perlakuan penyimpanan pada suhu refrigerasi dan ruang. Nilai ΔWP, ΔE,

KW dari antosianin buah duwet yang dikopigmentasi dengan asam sinapat, asam

kafeat, dan ekstrak polifenol rosemary menunjukkan nilai yang lebih rendah

dibandingkan nilai parameter warna dari antosianin buah duwet tanpa perlakuan

kopigmentasi. Nilai waktu paruh (t1/2) antosianin buah duwet yang dikopigmentasi

dengan asam sinapat, asam kafeat, dan ekstrak polifenol rosemary menunjukkan

nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan antosianin tanpa perlakuan

kopigmentasi. Hal ini menunjukkan bahwa kompleks antosianin-kopigmen

melalui reaksi kopigmentasi dengan asam sinapat, asam kafeat, dan ekstrak

polifenol rosemary dapat meningkatkan stabilitas antosianin buah duwet selama

perlakuan penyimpanan pada suhu refrigerasi dan ruang. Kompleks antosianin

buah duwet dengan asam sinapat, asam kafeat, atau ekstrak polifenol rosemary

memiliki stabilitas warna yang lebih tinggi dibandingkan antosianin buah duwet

tanpa perlakuan kopigmentasi dan yang dikopigmentasi dengan asam ferulat.

Hasil yang sama juga ditunjukkan pada penelitian Gris et al. (2007),

peningkatan suhu dari 4oC ke 29oC menyebabkan degradasi yang lebih cepat

pada antosianin anggur Cabernet Sauvignon tanpa dan dengan perlakuan

kopigmentasi dengan asam kafeat yang ditunjukkan pada penurunan nilai retensi

warna (%) dan waktu paruh (t1/2). Penambahan asam kafeat dalam sistem model

pangan yang mengandung antosianin anggur Cabernet Sauvignon dapat

meningkatkan stabilitas selama perlakuan penyimpanan pada suhu 4 dan 29oC

apabila dibandingkan dengan produk tanpa perlakuan kopigmentasi. Hasil

84

penelitian Markovic et al. (2000) menunjukkan bahwa kopigmentasi malvidin 3,5-

diglukosida dengan asam ferulat dan asam kafeat pada kondisi suhu 22-50oC

memiliki nilai absorbans yang lebih tinggi dibandingkan nilai absorbans malvidin

3,5-diglukosida tanpa perlakuan kopigmentasi.

Tabel 5.4 Perubahan warna dan waktu paruh antosianin dalam minuman model tanpa dan dengan kopigmentasi pada perlakuan penyimpanan suhu ruang dan refrigerasi

Parameter Perubahan Warna Kinetika Degradasi Sampel ΔWP ΔE KW (%) K t1/2 (minggu)

Penyimpanan suhu refrigerasi (5oC) Asn 3,37d 3,89c 13,15d 0,0324 21,59a Asn+AS 1,31a 1,86a 6,61a 0,0075 40,19d Asn+AK 1,70b 3,05b 8,50b 0,0215 32,35c Asn+AF 3,10c 3,79c 12,42d 0,0333 20,88a Asn+EPR 1,64b 3,16b 10,89c 0,0265 26,22b Penyimpanan suhu ruang (27oC) Asn 17,54d 21,59bc 52,50b 0,1894 3,66b Asn+AS 12,45a 14,61a 43,32a 0,1426 4,86d Asn+AK 15,58c 17,36a 50,27b 0,1799 3,91bc Asn+AF 21,00e 23,99c 61,63c 0,2437 2,84a Asn+EPR 14,46b 20,47b 49,14b 0,1669 4,17c

Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama (masing-masing perlakuan penyimpanan) menunjukkan hasil uji berbeda nyata (p<0,05). Perubahan warna dihitung dari nilai pengukuran sebelum dan sesudah perlakuan. ΔWP, perbedaan warna polimerik. ΔE, perbedaan warna kromasitas (sistem CIELAB). KW, kehilangan warna (nilai absorbans). k, konstanta laju degradasi antosianin. t1/2, waktu paruh. Penyimpanan selama 4 minggu. Asn=antosianin, Asn+AS = antosianin+asam sinapat, Asn+AK = antosianin+asam kafeat, Asn+AF = antosianin+asam ferulat, Asn+EPR = antosianin+ekstrak polifenol rosemary.

Pada perlakuan pencahayaan dan penyimpanan (suhu refrigerasi dan

ruang), antosianin buah duwet yang dikopigmentasi dengan asam sinapat, asam

kafeat, dan ekstrak polifenol rosemary dapat meningkatkan stabilitas warna

antosianin buah duwet. Hal ini dapat terjadi karena kompleks kopigmentasi

antara antosianin-kopigmen, melalui transfer muatan atau interaksi -, dapat

memproteksi kation flavilium dari serangan nukleofilik air pada posisi C-2, seperti

yang dijelaskan oleh Mazza dan Brouillard (1987); Castañeda-Ovando et al.

(2009), sehingga pembentukan senyawa karbinol yang tidak berwarna yang

berlanjut ke pembentukan senyawa kalkon yang juga tidak berwarna dapat

dicegah. Lebih lanjut mekanisme proteksi dari efek kopigmentasi juga dijelaskan

oleh Williams dan Hrazdina (1979); Malien-Aubert et al. (2001), kopigmentasi

merupakan penyusunan molekul kopigmen pada planar polarizable dari bentuk

antosianin berwarna (kation flavilium dan basa kuinonoidal) sehingga serangan

nukleofilik air pada posisi C-2 cincin pirilium dapat dicegah. Stabilisasi bentuk

flavilium oleh kompleks elektron - hasil reaksi kopigmentasi intermolekular

85

dijelaskan oleh Castañeda-Ovando et al. (2009), Gambar 5.11. Adanya

kopigmen (senyawa fenolik) menyebabkan reaksi kesetimbangan berubah tidak

ke bentuk struktur karbinol (tidak berwarna) melainkan ke bentuk kompleks -

yang berwarna merah. Menurut Francis (1989), efektifitas stabilisasi reaksi

kopigmentasi bergantung pada kekuatan ikatannya, kopigmentasi intramolekular

(berikatan secara kovalen) lebih efektif menstabilkan warna antosianin

dibandingkan kopigmentasi intermolekular (terjadi melalui interaksi hidrofobik

yang lemak).

Gambar 5.11 Contoh stabilisasi antosianin melalui pembentukan kompleks

secara transfer muatan (charge-transfer) atau interaksi - (interaksi antosianin dengan senyawa fenolik) (Castañeda-Ovando et al. 2009).

SIMPULAN

Kopigmentasi antosianin buah duwet (intermolekular) dalam minuman

model menggunakan asam sinamat (asam sinapat, asam kafeat, asam ferulat)

dan ekstrak polifenol rosemary (konsentrasi 0,5-4 mg/ml) dapat meningkatkan

intensitas warna antosianin buah duwet (nilai ΔA meningkat pada kisaran 19,63-

117,33%). Ekstrak polifenol rosemary merupakan agensia peningkat warna

antosianin buah duwet yang paling efektif. Penambahan ekstrak polifenol

rosemary sebesar 4 mg/ml dapat meningkatkan nilai ΔA sebesar 117,33%.

kation flavilium (merah)

karbinol pseudobasa (tidak berwarna)

pirokatekol (kaya elektron)

kompleks secara transfer muatan (merah)

2

+

86

Pada perlakuan pemanasan suhu 80 dan 98oC, kopigmentasi antosianin

buah duwet dalam minuman model dengan asam sinapat, asam kafeat, asam

ferulat, dan ekstrak polifenol rosemary memiliki stabilitas lebih rendah yang

ditunjukkan dari nilai ΔWP (warna polimerik), ΔE (warna kromasitas), dan KW

(kehilangan warna) lebih besar serta nilai t1/2 (waktu paruh) lebih kecil dari

minuman model yang mengandung antosianin tanpa kopigmentasi (native).

Kopigmentasi antosianin buah duwet dengan asam sinapat, asam kafeat dan

ekstrak polifenol rosemary dapat meningkatkan stabilitas warna antosianin buah

duwet selama perlakuan pencahayaan dengan lampu fluoresens putih serta

penyimpanan pada suhu refrigerasi dan ruang yang ditunjukkan nilai ΔWP, ΔE,

dan KW lebih kecil serta nilai t1/2 lebih besar dari minuman model yang

mengandung antosianin tanpa kopigmentasi (native).