Stabilization Of Anthocyanin

PROGRAM MINIRISET

A. JUDUL PENELITIAN Pengaruh pH dan Suhu terhadap Stabilitas Pigmen dalam Ekstrak Kasar Mahkota Bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla)

B. LATAR BELAKANG Hortensia merupakan tanaman hias yang cukup populer di Indonesia, disukai orang karena bunganya yang besar. Spesies yang paling banyak ditanam adalah Hydrangea macrophylla yang terdiri dari sekitar 600 kultivar. (Anonim, 2008). Hortensia merupakan salah satu tumbuhan yang banyak diminati oleh sebagain besar masyarakat indonesia. Salah satu ciri unik dari tumbuhan ini adalah memilki bunga yang bisa berubah warnakarena adanya interaksi pigmen anthosianin yang banyak dikandung bunga tersebut dengan akumulasi ion alumunium (Al+) yang dilakukan tumbbuhan. Selain itu, daun dan akar tanaman ini juga bisa dimanfaatkan sebagai tanaman obat (Anonim, 2008).

Tumbuhan ini merupakan salah satu tumbuhan yang memiliki kandungan pigmen. anthosianin yang sangat tinggi. Pada kesempatan sekarang, Anthosianin mendapatkan perhatian yang tinggi tentang potensinya dalam dunia kesehatan dalam kurun waktu kurang dalam lima belas tahun terakhir. Selain itu, anthosianin dipercaya sebagai salah satu nutraceutical yang penting (Jodheim, 2008). Hal ini dimungkinkan dengan berbagai penemuan terbaru tentang manfaat anthosianin yang banyak ditemukan akhir-akhir ini.

Secara garis besar, hal ini disebabkan karena kemungkinannya yang bisa memberikan efek antioksidan, dan anthosianin juga berpotensi dengan perannya

dalam

terapeutik

yang

berhubungan

dengan

penyakit

kardiovaskular., tretmen kanker, penghambatan beberapa jenis virus termasuk virus HIV-1, dan membentu meningkatkan akurasi penglihatan. (Talavera 1

PROGRAM MINIRISET

dkk., 2006; Stintzing dkk., 2002; Moyer dkk., 2002; Sandvik, 2004; Rechner dan Kroner, 2005; Cecchini dkk., 2005; Kamei dkk., 1995; Cooke dkk., 2005; Beattie dkk., 2005; Andersen dkk., 1997; Jang dkk., 2005; Nakaishi et al., 2000; Wrolstad dkk., 2002 dalam Jordheim 2007). Secara luas potensi anthosianin untuk manusia sebagai anthosianin dan berbagai efek positif lain untuk kesehatan ang telah diobservasi secara in vitro, juga tentu secara in vivo yang bergantung kepada absorpsi, metabolisme, distribusi dan ekskresi dan senyawa ini dalam tubuh (Rice-Evans, 2003 dalam Jordheim 2007). Berbagai manfaat yang telah ditemukan ini merupakan sebuah potensi yang sangat besar bagi anthosianin dalam pemanfaatan kedepannya sebagai salah satu zat organik yang banyak digunakan dalam dunia kesehatan.

Dalam berbagai pemanfaatan anthosianin, termasuk pemanfaatan anthosianin dari bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla), diperlukan sebuah pengkajian terlebih dahulu tentang berbagai informasi spesifik mengenai jenis pigmen anthsianin ini dalam bunga Hortensia. Beberapa informasi penting yang diperlukan dalam hal ini antara lain mengenai stabilitasnya dalam berbagai kondisi yang berbeda. Penelitian yang berhubungan dengan stabilitas anthosianin dari berbagai parlakuan yang diberikan serta berbagai jenis tumbuhan sumber anthosianin telah banyak dilakukan. Sebagai contoh, pengaruh cahaya, suhu dan pH terhadap stabilitas anthosianin telah banyak dilakukan oleh beberapa peneliti

(Stringheta, 1991; Kuskoski dkk, 2000

dalam Ozela 2008). Hal ini dikarenakan pH, cahaya dan suhu mrupakan beberapa aspek perlakuan yang dapat memberikan informasi tentang stabilitas anthosianin (Iacobucci dan Sweeny, 1983; Jackman dkk., 1987; Francis, 1989; Cabrita, 1999 dalam Jordheim, 2007). Oleh karena penelitian yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh cahaya, suhu pH terhadap stabilitas anthosianin pada bunga hortensia perlu dilakukan.

2

PROGRAM MINIRISET

C. RUMUSAN MASALAH Apa pengaruh pH, cahaya dan suhu terhadap stabilitas pigmen dalam ekstrak kasar mahkota bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla)?

D. TUJUAN PENELITIAN Untuk mengetahui pengaruh pH, cahaya dan suhu terhadap stabilitas pigmen dalam ekstrak kasar bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla)

E. HIPOTESIS Ada pengaruh pH dan suhu yang sinifikan terhadap stabilitas pigmen dalam ekstrak kasar bunga Hortensia (Hydrangea Macrophylla).

F.

MANFAAT PENELITIAN

Manfaat dari penelitian ini adalah hasil penelitian yang didapat diharapkan bisa dijadikan informasi awal sebagai dasar pengembangan aplikasi pemanfaatan anthosianin dalam bunga Hortensia (Hydrangea marophylla).

G. DASAR TEORI

G.1. Hortensia Hortensia merupakan tanaman hias yang populer, disukai orang karena bunganya yang besar. Spesies yang paling banyak ditanam adalah Hydrangea macrophylla yang terdiri dari sekitar 600 kultivar. Pada umumnya Hydrangea macrophylla memiliki bunga yang besar tapi seluruhnya steril (Anonim, 2008). 3

PROGRAM MINIRISET

Tanaman berhabitus semak dengan tinggi 1-3 meter, tapi ada juga yang merambat di tanaman lain hingga mencapai ketinggian 30 meter. Daun berbentuk bulat telur, tepi beringgit, warna hijau muda berkilau. Selain dari spesies yang tumbuh di daerah beriklim sejuk yang memiliki sifat menggugurkan daun (deciduous), sebagian besar spesies merupakan tanaman yang berdaun hijau sepanjang tahun (evergreen). Di Indonesia, Hortensia juga dikenal dengan nama Kembang Bokor, sedangkan dalam bahasa Melayu dikenal dengan nama Bunga Tiga Bulan (Anonim, 2008).

Gambar G.1. Kiri : Bunga hortensia berwarna yang pink dan ungu, Kanan : Sekelompok BungaHortensiayang bergerombol membentuk semak

Regnum Divisio Classis Ordo Familia Genus Spesies

Klasifikasi Plantae Magnoliophyta Magnoliopsida Cornales Hydrangeaceae Hydrangea Hydrangea macrophylla (sumber : www.wikipedia.com)

4

PROGRAM MINIRISET

Pada tanaman ini yang terlihat seperti daun mahkota sebenarnya adalah daun kelopak. Perbungaan majemuk, berbentuk malai, keluar dari ujung tangkai, membentuk rangkaian membulat seperti sanggul, di daerah beriklim sejuk mekar di awal musim semi hingga akhir musim gugur. Pada sebagian spesies, malai terdiri dari 2 jenis bunga, kelompok bunga yang fertil di tengah malai dan bunga-bunga steril yang berukuran lebih besar terangkai membentuk lingkaran. Ada juga spesies yang memiliki bunga yang semuanya fertil dan bentuknya sama (Anonim, 2008).

Bunga Hortensia yang banyak ditemukan di Indonesia adalah H. macrophylla. Bunganya berwarna putih pada sebagian besar spesies, tapi beberapa spesies terutama H. macrophylla mempunyai bunga yang bisa berwarna biru, merah, merah jambu, atau ungu bergantung pada tingkat pH tanah. Sewaktu masih kuncup, bunga berwarna hijau, berubah menjadi putih, sewaktu mekar berwarna biru muda atau merah jambu yang secara bertahap berubah menjadi warna-warna yang lebih tua tua (biru tua atau merah) sebelum bunga rontok. Tanah yang bersifat asam menghasilkan bunga berwarna biru, tanah dengan pH normal menghasilkan bunga berwarna putih krem, dan tanah yang bersifat basa menghasilkan bunga berwarna merah jambu atau ungu. Hortensia merupakan salah satu dari tanaman yang pada daun bunga mengumpulkan unsur aluminium yang dilepaskan tanah yang bersifat asam sehingga bunga menjadi berwarna biru (Anonim, 2008).

G.1. Athosianin Anthosianin berasal dari bahasa Yunani yaitu “anthos” yang berarti bunga dan “kyanos” yang berarti biru gelap dan termasuk senyawa flavonoid. Senyawa ini merupakan sekelompok zat warna berwarna kemerahan yang larut di dalam air dan tersebar sangat luas di dunia tumbuh-tumbuhan. Oleh karena itu dapat digunakan sebagai pewarna alami yang tersebar luas dalam tumbuhan (bunga, buah-buahan, dan sayuran). Pigmen yang berwarna kuat

5

PROGRAM MINIRISET

dan larut dalam air adalah penyebab hampir semua warna merah, oranye, ungu, dan biru (Kumalaningsih, 2007).

Anthosianin merupakan salah satu janis senyawa flavonoid. Flavoniod adalah salh satu subsrat phenolic yang diisolasi dari banyak tanaman berpembuluh, adan lebih dari 8150 jenis flavonoid telah dilaporkan (Andersen and Markham, 2006). Mereka bertindak di tumbuhan sebagai antioxidan, antimikroba, fotoreseptor, antraktans visual, feeding repellents, and menyaring cahaya (Pieatta, 2000). Banyak kajian yang telah mengangkat pembahasan bahwa flavoniod mempunyai banyak manfaat, yang mencakup antiallergenik, anti virus, anti peradangan, dan berpengaruh pada pelebaran pembuluh darah.

Gambar G.2. Struktur flavonoid dasar dengan keterangnan penomoran.

Struktur dasar flavonoid dasar mengandung inti flavon, which consists of 15 carbon atoms derived from a C6-C3-C6 skeleton (Figure 1). Anthosianin sebelumnya biasa digunakan untuk mengambarkan pigmen biru dari bunga cornflower, Centaurea cyanus (Marquart,1835). Anthosianin menyebabkan terjadinya perubahan warna pigmen cyanin yang bersifat bertahap dari jingga atau merah dan ungu atau biru kehitaman dari banyak bunga, buah, daun dan batang. Pigmen yang larut dalam air ini terdapat dalam sebagian besar kelompok dari kerajaan tumbuhan (Strack and Wray, 1994), dan selama kurang lebih 10 tahun terakhir terdapat penambahan laporan hasil penelitian anhosianin yang cukup eksponensial (Andersen and Jordheim, 2006). Dalam 6

PROGRAM MINIRISET

satu sisi, hal ini bisa dijelaskan dengan banyanya penelitian yang bertujuan untuk perbaiakan metode analitis, Tetapi kengunaan yang potensial dari anthosianin sebagai senyawa yang bermanfaat bagi kesehatan merupakan sisi lain dari peningkatan penelitian terhadap pigmen ini.

Anthosianin adalah indikator alami dari pH. Dalam media asam, tampak merah, saat pH meningkat menjadi lebih biru. Warna dari anthosianin biasanya lebih stabil pada pH dibawah 3,5. Pigmen anthosianin stabil pada pH 1-3. Pada pH 4-5, anthosianin hampir tidak berwarna. Kehilangan warna ini bersifat reversibel dan warna merah akan kembali ketika suasana asam.

Ion logam yang sering ditemukan mengubah warna ialah Magnesium dan Almunium (Robinson, 1991). Antosianin ditampakkan oleh panjang gelombang dari absorbansi maksimal spektrum pada 525 nm (Hendry, 1996). Masing-masing memiliki absorbansi maksimal pada panjang gelombang tertentu, untuk jenis pelargonidin berkisar antara 498-513 nm, sianidin pada 523 nm, delfinidin pada 534 nm dan malvidin pada 534 nm. (Mabry dkk., 1970, Harborne 1967, Jurd dan Horowitz, 1961 dalam Markam, 1988).

Gambar G.3. Kiri: Struktur Anthosianin yang sering ditemukan dalam keadaan alami. Kanan: Struktur dari beberapa 5-karbosipiranoanthosianidin. 7

PROGRAM MINIRISET

G.3. Stabilitas Anthosianin Mengingat tentang stabilitas anthosianin akan berhubungan dengan warna, bentuk kesetimbangan dan ko-pigmentasi (Jordheim, 2007). faktor-faktor tersebut adala pH, suhu, Oksigen, cahaya asam askorbat, agen nukleopilik, gula bebas dan kehadiran enzim (Iacobucci dan Sweeny, 1983; Jackman dkk., 1987; Francis, 1989; Cabrita, 1999 dalam Jordheim, 2007). Dengan emmanaskan sebuah larutan anthosianin, titik kesetimbangan berbegerak ke arah bentuk chalcone denga melepaskan kation Favylium berwarna (Jordheim, 2007).

Dapat disebutkan lagi bahwa, faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas anthosianin adalah oksigen, pH, temperatur, cahaya, ion logam, enzim, dan asam askorbat. Stabilitas anthosianin dipengaruhi oleh pH dan panas sensitif. Kecepatan kerusakan anthosianin pada pH yang lebih tinggi dan juga reaksi ini lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi (Kumalaningsih, 2007).

H. ALAT DAN BAHAN

Alat Tabung Reaksi 15 Buah Lumpang dan Alu Tabung cuvete 3 buah Gelas kimia 100 ml 4 buah Gelas Ukur Corong Gelas Kain kassa Penangas Air 40 oC dan 60oC Centrifuge Timbangan elektrik Batang pengaduk Pipet biasa Pipet mikro

Bahan Bunga Hortensia (Hydrangea macrophylla) Ethanol (CH3CH2OH) 99,99 % Aquadest (H2O) Kalium Oksida(KOH) padat Asam Klorida (HCl) 99,99 %

8

PROGRAM MINIRISET

Spatula pH meter elektrik Refifgerator Lampu Neon Kardus

I. PROSEDUR PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan Rancangan acak kelompok dengan 3 kali pengulangan. Prosedur pelaksanaan penelitian terbagi menjadi tahap persiapan yang mencakup persiapan bahan (ekstrak, pebuatan larutan campuran) dan tahap penelitian stabilitas ekstrak. Pengujian stabilitas ekstrak dilakukan dengan perlakukan kondisi pH, Cahaya dan Suhu.

I.

1. Tahap Persiapan I.1.a. Ekstraksi 1. Ambil dan bersihkan sampel bunga hortensia yang memiliki warna yang seragam. Potong-potong menjadi bagan-bagian yang lebih kecil dan kemudian timbang hingga mencapai berat sekitar 75 gram. 2. Ukur 75 ml Ethanol 99,99 % dan tempatkan dalam gelas kimia. 3. Gerus bagian-bagian bunga hrotensia yang telah ditimbang dengan menggunkan lumpang dan alu, tambahkan sedikit demi sedikit Ethanol 99,99% dengan menggunakan pipet tetes, hingga ekstrak halus. 4. Masukan ekstrak dalam larutan Ethanol 99,99 % sisa dan kemudian aduk hingga rata. Ukur pH campuran dengan pH meter. 5. Tambahkan HCl hingga mencapai pH 2,0 aduk hingga capuran homogen, tutup dengan alumunium foil/plastik. 6. Masukan campuran dalam refrigerator dengan suhu 5 oC, simpan selama kurang lebih 24 jam. 7. Setelah 24 jam, Keluarkan ekstrak dan buka penutupnya, kemudian aduk kembali ekstrak agar kembali homogen.

9

PROGRAM MINIRISET

8. Masukan ekstrak dalam tabung centrifuge, kemudian centrifuge dengan kecepatan 2000 rpm selama 10 menit. 9. Setelah selesai angkat, ambil pisahkan bagian supernatan (lapisan atas-cair) dari ekstrak ke dalam gelas kimia. Hati-hati jangan sampai bagian endapan terbawa degan menggunakan pipet.

I.I.b. Pembuatan larutan Campuran 1. Untuk membuat larutan campuran agar ekstrak dapat dikondisikan dalam pH 4,0, 5,0 dan 6,0, digunakan larutan KOH dengan konsentrasi dan volume yang telahditentukan sebelumnya. 2. Untuk mendapatkan pH 4,0 digunakan larutan campuran KOH dengan konsentrasi 0,0032 M dengan besar volume 45 ml. (0,50126 gram KOH padat dicampurkan dalam 45 ml aquadest) 3. Untuk mendapatkan pH 5,0 digunakan larutan campuran KOH dengan konsentrasi 0,0066 M dengan besar volume 36 ml. (0,8260 gram KOH padat dicampurkan dalam 36 ml aquadest) 4. Untuk mendapatkan pH 6,0 digunakan larutan campuran KOH dengan konsentrasi 0,0122 M dengan besar volume 27 ml. (1,1944 gram KOH padat dicampurkan dalam 27 ml aquadest)

I.I.c. Pencampuran ekstrak + Larutan KOH 1. Ekstrak dalam gelas kimia, kemudian dicampurkan dengan larutan campuran yang telah dibuat denga ketentuan : Label Larutan P4

P5

Ekstrak

Ekstrak 15 ml

Ekstrak 24 ml

Larutan campuran Larutan KOH 0,0032 M, 45 ml Larutan KOH 0,0066 M, 36 ml

Keterangan pH campuran yang diharapkan 4,0 pH campuran yang diharapkan 5,0 10

PROGRAM MINIRISET

P6

Ekstrak 33 ml

pH campuran

Larutan KOH 0,0122 M, 27 ml

yang diharapkan 6,0

2. Setelah semua ekstrak dicampurkan dengan masing-masing larutan pencampurnya (KOH), ukur pH dengan pH meter untuk memastikan kondisi pH yang diharapkan. Jika belum mencapai kondisi yang diharapkan tambahkan HCl atau KOH, hingga mencapai kondisi pH yang diinginkan (Sampel label P1,P2,P3). 3. Setelah itu, aduk masing-masing campuran hingga homogen. Masukan masing-masing larutan kedalam 36 tabung reaksi sebanyak 5 ml untuk setiap tabung reaksi (Sampel label P4,P5,P6). Label Gelas Kimia

Larutan campuran

Keterangan Campuran dimasukan

P4

Ekstrak + KOH, V = 60 ml, pH 4,0

kedalam 12 tabung reaksi, masing-masing 5 ml (12 sampel P4) Campuran dimasukan

P5

Ekstrak + KOH, V= 60 ml, pH 5,0

kedalam 12 tabung reaksi, masing-masing 5 ml (12 Sampel P5) Campuran dimasukan

P6

Ekstrak + KOH, V = 60 ml, pH 6,0

kedalam 12 tabung reaksi, masing-masing 5

ml (12 sampel P6)

I. 2. Tahap Penelitian Stabilitas Pigmen dalam Ekstrak 1.

Catat semua taraf absorbansi awal (t0) dari semua sampel (12 sampel P4, 12 sampel P5 dan 12 sampel P6) dengan mengukurnya menggunakan 11

PROGRAM MINIRISET

spektrofotometer dengan panjang gelombang (λ) 540 nm, dengan memindahkan terlebih dahulu setiap ekstrak kedalam tabung hitung cuvete. 2.

36 sampel ekstrak dalam tabung reaksi yang telah dihitung taraf awalnya kemudian, dipersiapkan untuk dikelompokkan menjadi 4 kelompok, dengan 2 perlakuan berbeda (Cahaya dan Suhu). Untuk lebih jelasnya dapat dipengelompokan sampel dilakukan sebagai berikut :

Kelompok

Pengelompokan

Sampel

Sampel 3 sampel P4 (pH 4,0)

L1 (Light presence) L2 (Light Absence)

3.

3 Sampel P5 (pH 5,0) 3 Sampel P6 (pH 6,0) 3 sampel P4 (pH 4,0) 3 Sampel P5 (pH 5,0)

Sistem

Sampel ditempatkan dengan kehadiran cahaya (neon) Sampel ditempatkan tanpa kehadiran cahaya (Gelap)

T40

3 Sampel P6 (pH 6,0) 3 sampel P4 (pH 4,0)

Sampel ditempatkan dalam

(40 oC

3 Sampel P5 (pH 5,0)

penangas air dengan

temperature) T60

3 Sampel P6 (pH 6,0) 3 sampel P4 (pH 4,0)

Suhu 40 oC Sampel ditempatkan dalam

(60 oC

3 Sampel P5 (pH 5,0)

penangas air dengan

temperature)

3 Sampel P6 (pH 6,0)

Suhu 60 oC

Pengamatan dilakukan dalam interval 30 menit selama 6 jam. Catat perubahan taraf absorbansi dari tiap sampel (PnLn, PnTn) dengan panjang gelombang (λ) 540 nm, degan memindahkan semua sampel terlebih dahulu kedalam tabung cuvete satu-persatu. Usahakan agar setiap kondisi setelah pengamatan, sistem dapat terjaga tetap/konsisten.

I. 3. ANALISIS STATISTIKA

12

PROGRAM MINIRISET

Kalkulasi dari parameter degradasi pigmen didapatkan dati data taraf absorbansi sampel yang diambil yang digunakan untuk membuat grafik Loaritma Nepherian. Nilai dari grafik ini didapatkan dari nilai rasio taraf absorbansi/taraf absoebansi awal (persamaan 1) per satu satuan waktu. nilai ini dijadikan dapa pokok untuk untuk mencari koefisien regresi grafik garis lurus dari data-data dalam yang didapat. Nilai dari kecepatan degradasi (k) per satu satuan waktu (h-1) didapatkan dari nilai kemiringan grafik yang didapatkan. Dan nilai dari waktu paruh (t0,5) didapatkan dari persamaan pertama Arhenius (persamaan 2). Tes Parameter statistikal digunakan untuk membuktikan pengaruh dari cahaya dan temperatur dari nilai rata-rata kecepatan degradasi dan rata-rata nilai waktu paruh. Absorbansi Absorbansi (1)k (2) 0,693 K awal T(A) = ln =(A0) 0,5

J. HASIL PENELITIAN

K. PEMBAHASAN

L. KESIMPULAN

M. DAFTAR PUSTAKA

Andersen, M., dan Markham, K. R. (2006) Flavonoids: Chemistry, Biochemistry and Applications, CRC Press: Boca Raton 13

PROGRAM MINIRISET

Anonim (2008). Antioxidant. [online] tersedia : http://:www.toberose.com (12 Desember 2008) Go, Thao Xuan.(2007). Understanting the Principles and Procedures to Retain Green and Red Pigments in Thermally Processed Peels-On Pears (Pyrus communis L.). Disertasi :OSU Ozela, Eliana Ferreira dkk. (2007). Stability of anthocyanin in spinach vine (Basella rubra) fruits: Cien. Inovation Agrobussines. Vol 34:115-120 Merzlyak, Mark N. (2008) Light absorption by anthocyanins in juvenile, stressed, and senescing leaves. Journal of Experimental Botany, Vol. 59:. 3903–3911

Peter Keusch. (2003) Anthocyanins as pH-Indicators and Complexing Agents. [online] tersedia : http://:www. Peter Keuschu.ni-r.de (17 November 2008) Pieatta, G. P.(2000) Flavonoids as antioxidants. J. Nat. Prod., Vol 63:1035–1042 Tadao, Kondo, dkk.(1999) Cause of flower color variation of hydrangea, Hydrangea macrophylla: Symposium Papers. Symposium on the Chemistry of Natural Products.Vol 41: 265-270

14