BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Morfologi Tumbuhan Kelapa (Cocos Nucifera)

Berdasarkan taksonominya, tumbuhan kelapa termasuk dalam ;

Divisio : Spermathopyta

Kelas : Monocotyledoneae

Ordo : Palmales

Famili : Arecales

Genus : Arecaceae

Species : Cocos nucifera

Nama binominal : Cocos nucifera L

Nama : Kelapa.

Nama daerah : Kelopo,kerambil,cikal

Kelapa (Cocos nucifera) adalah satu jenis tumbuhan dari suku aren-arenan atau

Arecaceae dan adalah anggota tunggal dalam marga Cocos. Tumbuhan ini

dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga dianggap sebagai

tumbuhan serba guna, khususnya bagi masyarakat pesisir. Kelapa juga adalah sebutan

untuk buah yang dihasilkan tumbuhan ini . Pohon dengan batang tunggal atau kadang-

kadang bercabang. akar serabut, tebal dan berkayu, berkerumun membentuk bonggol,

adaptif pada lahan berpasir pantai. Batang beruas-ruas namun bila sudah tua tidak

terlalu tampak, khas tipe monokotil dengan pembuluh menyebar (tidak konsentrik),

berkayu. Daun tersusun secara majemuk, menyirip sejajar tunggal, pelepah pada ibu

tangkai daun pendek, duduk pada batang, warna daun hijau kekuningan. Buah besar,

diameter 10 cm sampai 20 cm atau bahkan lebih, berwarna kuning, hijau, atau coklat.

Endospermium berupa cairan yang mengandung banyak enzim, dan fase padatannya

mengendap pada dinding endokarp ketika buah menua; embrio kecil dan baru

membesar ketika buah siap untuk berkecambah (disebut kentos) . Kelapa secara alami

Universitas Sumatera Utara

tumbuh di pantai dan pohonnya mencapai ketinggian 30 m. Ia berasal dari pesisir

Samudera Hindia, namun kini telah tersebar di seluruh daerah tropika. Tumbuhan ini

dapat tumbuh hingga ketinggian 1000 m dari permukaan laut, namun akan mengalami

perlambatan pertumbuhan.

Endosperma buah kelapa yang berupa cairan serta endapannya yang melekat di

dinding dalam batok ("daging buah kelapa") adalah sumber penyegar populer. Daging

buah muda berwarna putih dan lunak serta biasa disajikan sebagai es kelapa muda atau

es degan. Cairan ini mengandung beraneka enzim dan memiliki khasiat penetral racun

dan efek penyegar/penenang. Beberapa kelapa bermutasi sehingga endapannya tidak

melekat pada dinding batok melainkan tercampur dengan cairan endosperma. Mutasi

ini disebut (kelapa) kopyor. Daging buah tua kelapa berwarna putih dan mengeras.

Sarinya diperas dan cairannya dinamakan santan. Daging buah tua ini juga dapat

diambil dan dikeringkan serta menjadi komoditi perdagangan bernilai, disebut kopra.

Kopra adalah bahan baku pembuatan minyak kelapa dan turunannya. Cairan buah tua

kelapa biasanya tidak menjadi bahan minuman penyegarp dan merupakan limbah

industri kopra. Namun demikian dapat dimanfaatkan lagi untuk dibuat menjadi bahan

semacam jelly yang disebut nata de coco dan merupakan bahan campuran minuman

penyegar. Daging kelapa juga dapat dimanfaatkan sebagai penambah aroma pada

daging serta dapat dimanfaatkan sebagai obat rambut yang rontok dan mudah patah.

Keluarga palmae (palem) umumnya tidak bercabang dan mempunyai berkas daun yang

berbentuk cincin ( Suhardiman, 1996).

2.2 Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa polisakarida yang paling banyak terdapat di alam.

Hampir seluruh tanaman dan hewan mensintesis dan memetabolisme karbohidrat.

Karbohidrat di sintesis dalam tanaman selama fotosintesis. Melalui proses yang

kompleks, sinar matahari mengubah CO2 dari udara dan H2O dari dalam tanah

(dengan tekanan osmosis diangkut ke hijau daun) menjadi glukosa. Proses ini

dinyatakan dalam persamaan reaksi seperti dibawah ini (Riswiyanto, 2009).

Universitas Sumatera Utara

6CO2 + 6H2O sinar ultra violet C6H12O6 + 6 O klorofil (selulosa, starch)

2

Di dalam tubuh karbohidrat berguna untuk mencegah pemecahan protein tubuh

yang berlebihan, kehilangan mineral dan berguna untuk membantu metabolisme lemak

dan protein (Misra, 1997). Sedangkan di dalam tumbuhan, karbohidrat juga

mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan misalnya

rasa, warna, tekstur dan lain-lain. Karbohidrat di dalam biji palma pada umumnya

adalah polisakarida dalam bentuk galaktomanan ataupun mannan (Haris, 1996).

Pada hewan dan manusia energi tersimpan dalam glikogen dan pada tanaman

sebagai pati. Manusia dan binatang menyusui (mamalia) dapat mengubah sukrosa,

laktosa (gula susu), maltosa dan pati menjadi glukosa yang kemudian dapat digunakan

sebagi energi oleh organisma itu, atau disimpan sebagai glikogen (suatu polisakarida).

Bila organisme itu memerlukan energi , glikogen diubah lagi menjadi glukosa.

Karbohidrat yang berlebihan dapat diubah menjadi lemak (Winarno, 1982).

Kata karbohoidrat timbul karena rumus molekul senyawa ini dapat dinyatakan

sebagai hidrat dari karbon. Contohnya glukosa memiliki rumus molekul C6H12O6

yang dapat ditulis sebagai C6(H2O)6

Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton,

Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan

banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan

senyawa yang mempunyai rumus (CH

.

2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom

karbonnya tampak terhidrasi oleh n

Karbohidrat dapat digolongkan menurut strukturnya sebagai monosakarida,

oligosakarida dan polisakarida (Anna dan Titin, 2006). Istilah sakarida berasal dari

molekul air. Namun demikian, terdapat pula

karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung

nitrogen, fosforus, atau sulfur. Kimiawi dari karbohidrat pada dasarnya merupakan

kimia gabungan dari dua buah gugus fungsi yaitu gugus hidroksil dan gugus karbonil

(Hart, 2003).

Universitas Sumatera Utara

kata Latin (Sakarum = gula) dan merujuk pada rasa manis dari beberapa karbohidrat

sederhana. Ketiga golongan karbohidrat itu berkaitan satu dengan lainnya melalui

proses hidrolisis.

H2O H2 Polisakarida Oligosakarida Monosakarida H

O

+ H+

( Hart, 2003)

2.2.1. Monosakarida

Monosakarida

Monosakarida digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon yang

dikandungnya (triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, dan heptosa) dan gugus aktifnya, yang

bisa berupa aldehida atau keton. Ini kemudian bergabung, menjadi misalnya

aldoheksosa dan ketotriosa. Selanjutnya, tiap atom karbon yang mengikat gugus

hidroksil (kecuali pada kedua ujungnya) bersifat optik aktif, sehingga menghasilkan

beberapa karbohidrat yang berlainan meskipun struktur dasarnya sama. Sebagai

contoh, galaktosa adalah aldoheksosa, namun memiliki sifat yang berbeda dari glukosa

karena atom-atomnya disusun berlainan.

adalah senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana.

Beberapa monosakarida mempunyai rasa manis. Sifat umum dari monosakarida adalah

larut air, tidak berwarna, dan berbentuk padat kristal. Contoh dari monosakarida adalah

glukosa (dextrosa), fruktosa (levulosa), galactosa, xylosa dan ribosa. Monosakarida

merupakan senyawa pembentuk disakarida (seperti sukrosa) dan polisakarida (seperti

selulosa dan amilum).

Monosakarida merupakan sakarida sederhana yang tidak dapat dihidrolisis

menjadi satuan terkecil walaupun dalam suasana yang lunak sekalipun. Monosakarida

paling sederhana adalah gliseraldehid atau aldotriosa dan isomerinya adalah

dihidroksiaseton atau ketotriosa Kedua senyawa tersebut merupakan suatu triosa

karena mengandung tiga atom karbon. Jadi suatu monosakarida, tidak hanya dapat

dibedakan berdasarkan gugus-gugus fungsionalnya melainkan juga dari jumlah atom

karbonnya.

Universitas Sumatera Utara

Monosakarida yang paling banyak ditemukan dalam tubuh organisme adalah

monosakarida yang dibangun dengan 6 (enam) atom C yang dikenal sebagai glukosa.

Pada molekul ini terdapat lima gugus hidroksil dan satu gugus aldehid yang terikat

pada atom karbon. Glukosa memiliki dua isomer yaitu manosa dan galaktosa,

perbedaan antara glukosa dengan manosa terletak pada gugus hidroksi pada atom C

nomor 2.

OH H

OH

H

OHH

OH

6

H

CH2OH

HO

1

23

4

5

COHH

OH H

HC

C

OH

CH2OHHOCH2

CO

α-D- glukosa α-D-fruktosa

C

C

c C

C

oOH

H

H

OH

OH

HH

CH2OH

h

C

C

c C

C

oOH

H

H

OH

H

OHH

CH2OH

h

OH

C

α-D-galaktosa α-D- manosa

Gambar 2.1 Struktur ά-D-glukosa, ά-D- fruktosa,ά-D- galaktosa dan ά-D-manosa

Glukosa dengan rumus molekul C6H12O6, adalah monosakarida yang mengandung

enam atom karbon. Glukosa merupakan polihidroksi aldehida. Lima karbon dan satu

oksigennya membentuk siklik yang disebut cincin piranosa, bentuk siklik ini paling

stabil untuk aldosa beratom karbon enam. Dalam cincin piranosa, atom karbon

mengikat gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali untuk atom C no.5, yang

terikat pada gugus −CH2OH sebagai atom karbon nomor 6. Struktur cincin ini berada

dalam kesetimbangan pada pH 7, struktur D-glukosa dalam bentuk cincin piranosa .

Selain memiliki isomer, glukosa juga memiliki enansiomer yaitu isomer cermin

terhadap dirinya yaitu D-glukosa dan L-glukosa. Namun kenyataannya yang

ditemukan pada organisme, hanya yang dalam bentuk D-isomer. Dalam bentuk rantai

Universitas Sumatera Utara

lurus kita dapat dengan mudah membedakan Bentuk D atau L konformasi isomer pada

karbon nomor 5 atau pada atom C asimetris. Notasi D berasal dari kata Dextro berarti

kanan, dan notasi L berarti levo atau kiri, sebagai penanda digunakan gugus

hidroksilnya.

Sedangkan pada cincin piranosa juga memiliki dua bentuk yang khas, yaitu

posisi dari gugus hidroksil pada atom karbon pertama. Jika gugus hidroksil berposisi di

bawah hidrogennya, maka disebut dengan bentuk α (alfa). Demikian pula sebaliknya

jika gugus hidroksilnya berposisi di atas hidrogennya, disebut dengan bentuk β (beta).

Glukosa di dalam air akan membentuk keseimbangan dalam dua bentuk, yaitu bentuk

α -D–glukosa dan β -D–glukosa, dengan komposisi 36 : 64. Proses perubahan dari α -

D–glukosa ke β -D–glukosa atau sebaliknya disebut dengan mutarotasi (

Sastrohamidjojo, 2005)

.

2.2.2. Oligosakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida,

yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1

suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol

disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida

yang banyak terdapat di alam.

Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul- molekul monosakarida yang

mempunyai 2 – 10 satuan monosakarida meskipun yang penting dan menarik biasanya

adalah di- atau tri sakarida.

2.2.2.1. Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung

(amilum). Maltosa tersusun dari molekul α-D-glukosa dan β-D-glukosa.

Universitas Sumatera Utara

OH

HO

H

OHH

OH

CH2OH

H

O OH

H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

Gambar 2.2 Struktur Maltosa (bentuk ß )

(α - D- glukopiranosil – ß-D-glukopiranosil)

Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antar unit yaitu

menghubungkan C 1 dari α-D-glukosa dengan C 4 dari β-D-glukosa. Konfigurasi

ikatan glikosida pada maltosa selalu α karena maltosa terhidrolisis oleh α-glukosidase.

Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa (Stanley, 1998).

2.2.2.2. Sukrosa

Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosa

dikenal dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yang

dihubungkan oleh ikatan 1,2–α. Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase

menghasilkan α-D-glukosa dan β-D-fruktosa. Campuran gula ini disebut gula inversi,

lebih manis daripada sukrosa.

O

OH

CH2OH

HO

O

CH2OH

HO

OHOCH2

HO

HO

Gambar 2.3.Struktur Sukrosa ( α-D-glukopiranosil-ß-D- fruktofuranosida)

Universitas Sumatera Utara

Jika kita perhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam

monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk

berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal. Akibatnya, sukrosa

dalam air tidak berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehid atau keton

sehingga sukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi

(Fessenden, 1986).

2.2.2.3. Laktosa

Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi.

Laktosa tersusun dari molekul β-D-galaktosa dan α-D-glukosa yang dihubungkan oleh

ikatan 1,4′-β. Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan

dari pencernaan, akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari α-D-glukosa dan

β-D-galaktosa. Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat

mencernakan susu. Keadaan ini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa

menyerang bayi ( Anna dan Titin, 2006).

Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang

jumlahnya antara 2 (dua) sampai dengan 10 (sepuluh) molekul monosakarida.

Sehingga oligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida dan lainnya. Oligosakarida

secara eksperimen banyak dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya

beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida yang paling

banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa,

laktosa dan sukrosa. Molekul disakarida yang disusun oleh dua molekul monosakarida

yang dihubungkan oleh ikatan glikosida.

Universitas Sumatera Utara

OHO

H

O

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

OH

OH

CH2 OH

OH

Gambar 2.4. Struktur Laktosa (ß- D-galaktopiranosil -α-D- glukopiranosa)

Ikatan glikosida terjadi dari kondensasi gugus hidroksil dua molekul monosakarida,

yaitu berasal dari gugus hidroksil dari atom karbon yang pertama dengan salah satu

gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2, 4, atau 6, yang berasal dari monosakarida

yang kedua.Kita ambil contoh bagaimana sebuah α–D–Glukosa dan β–D–Glukosa

membentuk disakarida. Pada struktur laktosa terdapat ikatan glikosida antara atom

karbon nomor 1 dari α- D-glukosa dan atom karbon nomor 4 dari β-D-glukosa lain.

Disakarida yang banyak terdapat di alam seperti maltosa yang terbentuk dari 2

molekul glukosa melalui ikatan glikosida. Pada maltosa, jembatan oksigen terbentuk

antara atom karbon nomor 1 dari D-glukosa dan atom karbon nomor 4 dari D-glukosa

lain. Ikatan yang terbentuk dinamakan ikatan α (1→4) glikosida, secara lengkap

dinyatakan dengan β-D-glukopiranosil (1→4) -D-glukopiranosa. Dalam bentuk

sederhana Glc(α1↔4β)Glc, m altosa diperoleh dari hasil hidrolisa pati dan banyak

dimanfaatkan sebagai pemanis.

Sukrosa (gula pasir) terbentuk dari satu molekul α-D-glukosa dan β-D-fruktosa,

yaitu β-D-fruktofuranosil (2→1) α -D-glukopiranosa atau fru(α2↔1β)Glc. Sukrosa

biasa diperoleh di alam sebagai gula tebu dan gula bit. Khususnya pada ekstrak gula

dari bit, sukrosa tidak murni melainkan bercampur dengan oligosakarida yang lain

seperti rafinosa dan stakiosa.

Monosakarida dan oligosakarida serta poli alkohol lainnya umumnya memiliki

rasa manis. Sukrosa memiliki rasa manis dan terasa nyaman di lidah kita, walaupun

kita menggunakannya dalam konsentrasi tinggi. Berbeda dengan β–D mannosa

Universitas Sumatera Utara

memiliki rasa manis dan pahit. Sedangkan gentiobiosa memiliki rasa pahit. Bahan

untuk pemanis yang sering digunakan oleh industri adalah sukrosa, starch syrup

(campuran glukosa, maltosa dan malto oligosakarida), glukosa, gula invert, fruktosa,

laktosa dan gula alkohol (sorbitol, mannitol, xylitol) (Anna dan Titin, 2006)

Polisakarida merupakan polimer monosakarida, mengandung banyak satuan

monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Polisakarida atau karbohidrat

kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk oleh hampir lebih dari 20.000 unit

molekul monosakarida terutama glukosa (Riswiyanto, 2009). Di dalam ilmu gizi jenis

karbohidrat kompleks merupakan sumber utama bahan makanan yang umum

dikomsumsi oleh manusia adalah pati (starch). Hidrolisis lengkap dari polisakarida

akan menghasilkan monosakarida. Glikogen dan amilum merupakan polimer glukosa.

Berikut beberapa polisakarida terpenting.

2.2.3. Polisakarida

2.2.3.1. Selulosa

Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel pelindung

seperti batang, dahan, daun dari tumbuh-tumbuhan. Selulosa merupakan polimer yang

berantai panjang dan tidak bercabang. Suatu molekul tunggal selulosa merupakan

polimer rantai lurus dari 1,4 -β-D-glukosa. Hidrolisis selulosa dalam HCl 4% dalam air

menghasilkan D-glukosa.

Universitas Sumatera Utara

O

O

O

OH

OH

CH2OH

O O

OH

OH

H2COH

O

OH

OH

H2COH

Gambar 2.5. Struktur molekul Selulosa

Dalam sistem pencernaan manusia terdapat enzim yang dapat memecahkan ikatan α-

glikosida, tetapi tidak terdapat enzim untuk memecahkan ikatan β-glikosida yang

terdapat dalam selulosa sehingga manusia tidak dapat mencerna selulosa. Dalam

sistem pencernaan hewan herbivora terdapat beberapa bakteri yang memiliki enzim β-

glikosida sehingga hewan jenis ini dapat menghidrolisis selulosa. Contoh hewan yang

memiliki bakteri tersebut adalah rayap, sehingga dapat menjadikan kayu sebagai

makanan utamanya. Selulosa sering digunakan dalam pembuatan plastik. Selulosa

nitrat digunakan sebagai bahan peledak, campurannya dengan kamper menghasilkan

lapisan film (seluloid).

2.2.3.2 Pati

Pati terbentuk lebih dari 500 molekul monosakarida. Merupakan polimer dari glukosa.

Pati terdapat dalam umbi-umbian sebagai cadangan makanan pada tumbuhan. Pati

merupakan polisakarida paling melimpah kedua. Pati dapat dipisahkan menjadi dua

fraksi utama berdasarkan kelarutan bila dibubur (triturasi) dengan air panas: sekitar

20% pati adalah amilosa (larut) dan 80% sisanya ialah

amilopektin (tidak larut).

Universitas Sumatera Utara

Hidrolisa lengkap amilosa menghasilkan hanya D- glukosa , hidrolisis parsial

menghasilkan maltosa sebagai satu-satunya disakarida. Amilosa adalah polimer linier

dari α- D- glukosa yang dihubungkan secara -1,4’

. Beda antara amilosa dan selulosa

ialah ikatan glikosidanya , ß dalam selulosa dan α dalam amilosa. Perbedaan ini

menyebabkan perbedaan sifat antara kedua polisakarida ini.

O

OH

OH

CH2OH

OH

OH

ch2oh

O O

o

O

OH

OH

CH2OH

OH

OH

CH2

O O

O

OH

OH

CH2OH

Gambar 2.6. Struktur amilosa Gambar 2.7. Struktur amilopektin

Perbedaan terletak pada molekul amilopektin lebih besar dari amilosa. Strukturnya

bercabang. Rantai utama mengandung α-D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan

1,4′-α. Tiap molekul glukosa pada titik percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6′ -α

.Hidrolisis lengkap pati akan menghasilkan D-glukosa. Hidrolisis dengan enzim

tertentu akan menghasilkan dextrin dan maltosa.bentuk rantai dan jumlah

monomernya.

Amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan

1,4-α. Dalam satu molekul amilosa terdapat 250 satuan glukosa atau lebih. Amilosa

membentuk senyawa kompleks berwarna biru dengan iodium. Warna ini merupakan

uji untuk mengidentifikasi adanya pati. Komposisi kandungan amilosa dan

amilopektin akan bervariasi dalam produk pangan yang memiliki kandungan

amilopektin tinggi akan semakin mudah dicerna ( Almatsier, 2003).

Universitas Sumatera Utara

2.3 Galaktomanan dan Kegunaannya

O

H

HO

H

HO

H

O

OHH

OH

OO

OH

H

HH

H2C

O

HOH

OH

HOOO

HOH

O

CH2OH OH

OOH

HH

HOH2C

HOO O

Galaktosa

Manosa

Manosa

Gambar 2.8. Struktur Galaktomanan

Kebanyakan tumbuh-tumbuhan memiliki cadangan polisakarida yang secara biologis

tidak memiliki fungsi apapun terkecuali sebagai sumber karbon untuk bertumbuh.

Tumbuhan dari famili Poaceae seperti misalnya gandum, padi, maize dan lainnya

memiliki cadangan polisakarida. Galaktomanan merupakan cadangan karbohidrat

serta mengatur banyaknya air didalam biji selama proses perkecambahan. Didalam biji

yang terbungkus lapisan tipis endosperma, galaktomanan juga memiliki fungsi

mekanis yakni untuk melindungi kecambah (Scherbukhin and Anulov, 1999).

Tumbuhan lainnya dari keluarga legume memiliki cadangan polisakarida dalam bentuk

galaktomanan. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan dari 163 spesies tumbuhan

dari keluarga legume ini, 119 diantaranya menyimpan sebagai cadangan

polisakaridanya dalam bentuk galaktomanan (Mathur, 2012). Galaktomanan ini

memiliki selain sebagai cadangan makanan juga berfungsi menyimpan air untuk

mencegah kekeringan pada tumbuhan (Srivastava and Kapoor, 2005).

Senyawa galaktomanan dalam ilmu gizi merupakan serat makanan (dietary fiber)

yang mampu menurunkan kadar glukosa dan kolestrol darah. Galaktomanan ini secara

alami terkandung dalam beberapa jenis tanaman untuk bisa dimanfaatkan ,

Universitas Sumatera Utara

galaktomanan perlu dilakukan suatu proses pemisahan dari senyawa lain yang

terkandung dalam tanaman tersebut.

Galaktomanan adalah suatu heteropolisakarida yang memiliki berat molekul 1660

kDa (Egorov et al , 2003). Galaktomanan merupakan polisakarida heterogen yang

terdiri dari rantai utama ß-(14)-D-manopiranosa dengan satu unit cabang α-D-

galaktopiranosa yang terikat pada posisi α-(1-6). Galaktomanan dari masing-masing

tanaman berbeda-beda pada rasio manosa dan galaktosa, distribusi galaktosa pada

rantai manosa dan berat molekulnya.

Rasio manosa dan galaktosa bergantung pada sumber galaktomanan tersebut dan

umumnya berkisar pada 1,1 – 5,0 . Galaktomanan dengan kandungan galaktosa yang

besar umumnya mudah larut dalam air dan kecenderungannya untuk membentuk gel

sangat rendah dibandingkan galaktomanan dengan rasio galaktosa yang rendah.

Kelarutan yang sangat tinggi tersebut disebabkan oleh banyaknya rantai cabang

sehingga rantai manosa menjadi sukar untuk berinteraksi secara intermolekuler

(Srivastava and Kapoor, 2005).

Tingkat kekentalan galaktomanan bila dilarutkan dalam air sangat tergantung pada

ukuran molekulnya dan bila ditambahkan polisakarida lainnya seperti xantan maka

akan terbentuk gel (Morris et al, 1977). Kelebihan utama dari galaktoman ini bila

dibandingkan dengan polisakarida lainnya adalah kemampuannya untuk membentuk

larutan yang sangat kental dalam konsentrasi yang rendah dan hanya sedikit

dipengaruhi oleh pH, kekuatan ionik dan pemanasan. Viskositas galaktomanan sangat

konstan sekali pada kisaran pH 1 – 10,5 yang kemungkinan disebabkan oleh karakter

molekulnya yang bersifat netral. Namun demikian apabila galaktoman akan

mengalami degradasi pada kondisis yang sangat asam atau basa pada suhu tinggi.

Sifat fisikokimia galaktomanan dapat dikarakterisasi dengan menggunakan

beberapa peralatan dan teknik yang berbeda. Parameter- parameter yang penting dalam

karakterisasi galaktomanan adalah perbandingan manosa dan galaktosa, rata-rata berat

molekul, bentuk struktur dan viskositas intrinsiknya. Rasio manosa dan galaktosa

dapat ditentukan dengan menggunakan kromatografi gas atau dengan kromatografi

Universitas Sumatera Utara

pertukaran anion tekanan tinggi setelah terlebih dahulu dihidolisis dengan

menggunakan asam. Berat molekulnya dapat ditentukan dengan menggunakan size

exclusion chromatography sedangkan distribusi galaktosa pada rantai manan-nya dapat

dikarakterisasi dengan menggunakan 13

C-NMR atau dengan menggunakan metode

enzimatis dengan enzim ß-D-mannanase yang akan mendegradasi galaktomanan

secara spesifik. Viskositas intrinsik dapat ditentukan dengan menggunakn viskometer

kapiler dan persamaan Huggins & Kramer’s untuk menentukan viskositasnya

(Cerqueira et al., 2009).

2.4. Antioksidan

Senyawa antioksidan saat ini bermanfaat untuk berbagai bidang, seperti dalam bidang

pangan, industri tekstil, minyak bumi, bahan pewarna dan lain-lain. Riset tentang

perkembangan senyawa berkhasiat antioksidan telah banyak dikembangkan baik

senyawa alam maupun senyawa sintesis. Senyawa antioksidan adalah senyawa yang

berperan untuk menghambat proses autooksidasi dalam minyak atau lemak (Ketaren,

1986).

Defenisi antioksidan secara umum adalah senyawa atau molekul yang dapat

memperlambat atau mencegah terjadinya proses oksidasi yang disebabkan oleh radikal

bebas. Selain itu antioksidan juga dapat menetralisir radikal bebas sehingga atom

dengan elektron yang tidak berpasangan mendapat pasangan elektron sehingga tidak

reaktif lagi (Kosasih et al, 2004).

Radikal bebas merupakan atom atau molekul yang sangat reaktif yang

mempunyai satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan di orbit luarnya. Radikal

bebas dapat timbul dari proses metabolisme dalam tubuh dan dapat juga berasal dari

lingkungannya seperti pencemaran udara , bahan kimia dari makanan dan air, alkohol,

rokok, radiasi UV dan sebagainya (Dalimartha dan Soedibyo, 1998).

Radikal bebas ini bersifat reaktif dan tidak stabil sehingga untuk mencapai

kestabilan atom atau molekul radikal bebas akan bereaksi dengan molekul sel tubuh

dengan cara mengikat elektron molekul tersebut. Proses ini pada akhirnya akan

menimbulkan radikal bebas baru terhadap molekul elektronnya diambil sehingga

Universitas Sumatera Utara

jumlahnya terus bertambah. Oleh karena itu, reaksi radikal bebas cenderung berupa

reaksi berantai. Reaksi ini akan terus menerus berlangsung dalam tubuh dan bila tidak

segera dicegah dapat menimbulkan berbagai penyakit seperti kanker, jantung, katarak,

penuaan dini serta penyakit degeneratif lainnya. Untuk mengantisipasi kerusakan

akibat radikal bebas tersebut maka tubuh suatu substansi penting yaitu antioksidan

yang mampu menangkap radikal bebas .

Ketika radikal bebas menempel pada molekul yang berpasangan, yang

dilakukannya hanyalah merusak DNA sel- sel molekul tersebut untuk membentuk

keseimbangan elektron agar proses metabolisme tubuh berjalan normal. Tetapi ketika

dua radikal bebas yang mencari pasangan bertemu, mereka akan menciptakan

hubungan yang stabil (Siagian, 2012).

Tubuh manusia sebenarnya dapat menghasilkan antioksidan termasuk superoksid

dismutase, katalase, dan glutation tetapi jika terjadi paparan oksidan yang berlebihan ,

antioksidan tubuh ini tidak akan mampu mengatasinya serta jumlahnya tidak

mencukupi untuk menetralkan radikal bebas yang jumlahnya semakin menumpuk di

dalam tubuh. Oleh karena itu, tubuh memerlukan antioksidan dari luar berupa

makanan atau suplemen (Sibuea, 1971; Nordmann, 1993).

Antioksidan tubuh dikelompokkan menjadi tiga, yaitu :

1. Antioksidan primer

Berfungsi untuk mencegah pembentukan senyawa radikal bebas baru. Antioksidan

primer mengubah radikal bebas yang ada menjadi molekul yang berkurang dampak

negatifnya sebelum radikal bebas ini sempat bereaksi, contoh : enzim SOD yang

berfungsi sebagai pelindung hancurnya sel- sel dalam tubuh serta mencegah proses

peradangan karena radikal bebas. Enzim SOD sebenarnya sudah ada dalam tubuh kita.

Namun bekerjanya membutuhkan bantuan zat- zat gizi mineral seperti mangan, seng

dan tembaga. Selenium juga berperan sebagai antioksidan. Jadi jika ingin menghambat

gejala dan penyakit degeneratif, mineral- mineral tersebut hendaknya tersedia cukup

dalam makanan yang dikomsumsi tiap hari.

2. Antioksidan sekunder

Universitas Sumatera Utara

Berfungsi menangkap senyawa serta mencegah terjadinya reaksi berantai, contoh

Vitamin E, Vitamin C, beta karoten, asam urat, bilirubin dan albumin.

3. Antioksidan tersier

Berfungsi memperbaiki kerusakan sel – sel dan jaringan yang disebabkan radikal

bebas. Contoh : enzim yang memperbaiki DNA pada inti sel adalah metionin

sulfoksidan reduktase. Adanya enzim- enzim perbaikan DNA ini berguna untuk

mencegah penyakit kanker. Untuk mencegah atau memperlambat kerusakan oksidatif

makanan, antioksidan banyak digunakan sebagai aditif dalam lemak dan minyak dan

dalam pengolahan makanan.

Jenis antioksidan yang dapat digunakan antara lain : antioksidan sintetis dan

antioksidan alami (Ensofas, 2010).

2.4.1. Antioksidan Sintesis

Beberapa antioksidan sintesis lebih populer digunakan adalah senyawa fenolik seperti

butylated hydroxyanisol, (BHA) butylatead hidroksi-toluen (BHT), tersier

Butylhydroquinon (TBHQ), dan ester dari asam galat, misalnya propil galat (PG).

Antioksidan fenolik sintesis selalu diganti dengan alkil untuk meningkatkan

kelarutannya dalam lemak dan minyak. Keempat antioksidan sintesis pada prakteknya

digunakan pada batas 0,02% kandungan lemak atau minyak dari makanan.

Universitas Sumatera Utara

OH

OHHO

COOH OH

OHPropil Galat (PG) Tert-butil-hidrokuinon (TBHQ)

OH

OCH3

OH

OCH3

OH

4-metoksi-2-tert butil- fenol (2-BHA)

4-metoksi-3-tert butil fenol(3-BHA) 2,6-di-tert-butil-p-hidroksi

toluena (BHT)

CH3

Gambar 2.9. Beberapa Senyawa Antioksidan Sintesis

Antioksidan yang paling cocok untuk minyak nabati adalah TBHQ, BHA dan BHT

cukup stabil terhadap panas dan sering digunakan untuyk stabilisasi lemak dalam

produk gorengan dan panggang. Kelemahan galat terletak pada kecenderungan untuk

membentuk endapan gelap dengan ion besi dan sensitivitas panas. Beberapa

antioksidan seperti BHA dan BHT digunakan secara kombinasi akan dapat bersinergi

demikian juga BHA sinergis dengan PG.

Antioksidan sintesis sudah sangat benar diuji untuk perilaku toksikologinya, tetapi

beberapa dari perilakunya setelah lama penggunaan, dibawah tekanan berat sebagai

data toksikologi baru yang memaksakan beberapa penggunaan yang hati- hati. Dalam

konteks ini, produk antioksidan alami muncul sebagai antioksidan yang sehat dan

lebih aman daripada sintesis. Sejak sekitar tahun 1980 antioksidan alami telah muncul

sebagai alternatif antioksidan sintesis (Pokorny, 2001).

Universitas Sumatera Utara

2.4.2. Antioksidan Alami

Penggunaan senyawa alami sebagai antioksidan sudah sangat lama. Hal ini meliputi

pengasapan dan pembumbuan untuk pengawetan daging, ikan, dan makanan lain yang

kaya lemak. Perlakuan tersebut diakui dapat memberi efek penghambat tengik.

Buah-buahan segar , beberapa jenis sayuran, tumbuhan biji-bijian dan

rempah- rempah merupakan sumber anti oksidan alami yang telah diketahui berpotensi

mengurangi resiko penyakit kronis termasuk penyakit hati dan beberapa jenis kanker

(Dalimarta dan Soedibyo, 1998).

Hal ini tidak lazim untuk mencoba mendefenisikan antioksidan alami dapat

mempengaruhi zat yang terbentuk sebagai konsekuensi dari memasak atau pengolahan

bahan nabati atau hewania untuk makanan. Antioksidan alami hampir ditemukan pada

semua mikroorganisme, jamur dan bahkan di jaringan hewan dan tumbuhan ini

sebagian besar adalah senyawa fenolik dan yang merupakan beberapa dari kelompok

antioksidan alami adalah flavonoid, asam fenolik dan minyak atsiri.

Flavonoid merupakan kelompok besar fenolat yang terdapat dalam tanaman

yang dicirikan dengan rangka karbon C6-C5-C6. Dasar struktur dari senyawa ini terdiri

dari dua cincin aromatik dihubungkan oleh tiga karbon rantai alifatik yang biasanya

telah terkondensasi untuk membentuk piran atau cincin furan. Kemampuan flavonoid

menghambat oksidasi lipida didokumentasikan dengan baik untuk produk lipida alami.

Flavonoid dapat bertindak sebagai antioksidan dengan peredaman radikal yang

mencakup superoksida anion, radikal lipida peroksil dan radikal hidroksil. Mekanisme

lain dari flavonoid yang dipilih meliputi pendinginan singlet oksigen, logam khelasi

serta penghambatan lipoksigenase. Asam fenolik seperti p-hidroksibenzoat, 3,4-

dihidroksibenzoat, vanilat, siringat, p-kumarat, kafeat, ferulat, sinapat, klorogenat dan

asam rosmarinat tersebar luas di pabrik. Asam ini biasanya ada sebagai ester dari asam

organik atau glikosida. Turunan- turunan asam sinamat merupakan antioksidan lebih

aktif daripada turunana asam benzoat.

Universitas Sumatera Utara

OH

COOH OH

COOH

HO

COOH

OHOCH3

p-hidroksi asam benzoat 3,4-dihidroksi asam benzoat Asam vanilat

COOH

OH

OCH3H3CO

Asam Siringat

Gambar 2.10. Beberapa Senyawa Antioksidan Derivat Asam Benzoat

HO CH=CHCOOH

HO

H3CO

CH=CHCOOH

HO

HO

CH=CHCOOH

Asam kafeatp-hidroksi kumarat

Asam ferulat

HO

H3CO

H3CO

CH=CHCOOH

O

O

HO

OH

COOH

OH

HO

OHAsam sinapat

Asam klorogenat

O

O

HO

OH

COOH

OH

OH

Asam rosmarinat Gambar 2.11. Senyawa Antioksidan derivat Asam Sinamat

Universitas Sumatera Utara

Efektivitas menghambat radikal dari monofenol meningkat secara substansial oleh satu

atau dua substitusi metoksi. Kombinasi dari dua fenol asam akan meningkatkan

efisiensi, misalnya asam rosmarinat adalah antioksidan yang lebih baik dari asam

kafeat. Esterifikasi asam kafeat dengan bagian gula akan dapat menurunkan aktivitas

molekulnya, misalnya asam klorogenat kurang efektif daripada asam kafeat (Pokorny,

2001).

Antioksidan alami pada umumnya lebih disukai oleh konsumen, dan dapat

dengan mudah memperoleh persetujuan legislatif daripada bahan aditif sintetis. Namun

fakta bahwa antioksidan alami ini umumnya jika terdapat dalam makanan adalah

sepenuhnya nontoksik. Antioksidan sintesis diuji untuk karsinogenik atau efek

mutagenik tetapi banyak senyawa bahan alami belum pernah diuji. Adapun

keuntungan dan kerugian dari antioksidan sintetik dan alami dirangkum dalam tabel .

Tabel 2.1. Keuntungan dan Kerugian dari Antioksidan Sintetis dan Alami

Antioksidan Sintesis Antioksidan Alami

Banyak diterapkan Kegunaan terbatas pada beberapa produk

Mencegah aktivitas antioksidan tinggi Aktivitas antioksidan dengan rentang

yang luas

Dianggap sebagai zat yang berbahaya Meningkatkan soal keselamatan

Penggunaan dilarang untuk beberapa

jenis

Meningkatkan dan memperluas

penggunaan aplikasi

Kelarutan rendah dalam air Jangkauan kelarutan luas

Menurunkan keuntungan Menaikkan keuntungan

Universitas Sumatera Utara

Tidak ada argumen ilmiah atau teknis rasional dapat diberikan untuk

antioksidan alami. Antioksidan alami lebih diterima oleh konsumen terutama

berdasarkan alasan emosional. Kebanyakan antioksidan yang umumnya ditambahkan

pada makanan (misalnya propil galat, flavonoid, tokofenol-α, asam karnosat,

karnosol, katekin, vitamin C) merupakan yang mampu menstimulasi radikal bebas,

kerusakan pada klomponen non lipid, karbohidrat dan DNA dalam makanan. Namun

manfaat menggunakan antioksidan lebih besar daripada resiko. Tanpa antioksidan

dalam makanan yang terbentuk dapat menyebabkan resiko yang lebih besar untuk

kesehatan (Pokorny, 2001). Bahan- bahan alami yang kaya akan antioksidan dapat

diperoleh dengan ekstraksi. Antioksidan alami lainnya yang juga telah mulai banyak

diteliti adalah polisakarida.

Beberapa peneliti telah menemukan bahwa ternyata polisakarida dari tumbuh-

tumbuhan memiliki sifat antioksidan yang sangat kuat (Wang and Luo, 2007; Yang et

al, 2006).

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.2. Aktivitas Antioksidan Polisakarida dari Beberapa Tumbuh- tumbuhan

Nama Tumbuhan (Latin) Scavenging Activity (%)

Referensi

Grifola frondosa

79,6

Chen, et al., 2012

Agaricus bisporus 86,1` Tian, et al., 2012

Lentinus edodes 90,6 Chen, et al., 2012

Carica Papaya 78,5 Zhang, et al., 2012

Ssaussurea invoclurate 88,7 Yao, et al., 2012

Houttuynia cordata 87,2 Tian, et al., 2011

Medicago sdativa L 74,5 Liu, et al., 2010

Turbinaria ornata (Marine Brown Alga) 80,21 Ananthi, et al., 2010

Turbinaria cornoides 90 Chattopadhyay,et al.,2010

Brevibacterium otitidis BTS 44 91,5 Asker and Shawky, 2010

Hyriopsis cumingii 81,28 Qiao, et al., 2009

Salvya officinalis L 90 Capek, et al., 2009

Ecklonia cava 70,1 Athukorala, et al., 2006

Litchi chinensis sonn 54,1 Yang, et al., 2006

Polisakarida yang diekstraksi dari buah pepaya telah diteliti memiliki sifat antioksidan

yang cukup baik dalam menghambat radikal superoksida, hidroksil dan DPPH*

(Zhang et al, 2012). Peneliti lainnya juga telah meneliti aktivitas antioksidan dari

Universitas Sumatera Utara

polisakarida yang larut dalam air dari buah wolfberry (Lycium barbarum L), sweet

cherry (Prunus avium L.), kiwi (Actinidia chinensis L.) dan cranberry (Vaccinium

macrocarpon Aiton). Polisakarida dari keempat jenis buah- buahan tersebut diperoleh

dari ekstraksi dengan menggunakan air panas yang kemudian difraksinasi dengan

menggunakan kromatografi kolom penukar ion dan dikarakterisasi berat molekunya

dengan High Performance Size Exclusion Chromatography (HPSEC). Dari keempat

jenis buah- buahan tersebut masing- masing diperoleh 4 fraksi polisakarida yang

berbeda berat molekulnya dimana fraksi polisakarida dari buah sweet cherries

diketahui memiliki berat molekul yang lebih tinggi dibandingkan yang lainnya. Hasil

uji aktivitas antioksidan memperlihatkan polisakarida dari keempat jenis buah- buahan

ini memiliki sifat antioksida, dimana polisakarida dari buah sweet cherry yang paling

tinggi sifat antioksidannya.Tumbuhan Magnolia officinalis yang banyak digunakan

dalam ramuan herbal pengobatan tradisional China juga telah diteliti memiliki sifat

antioksidan dan anti tumor.

Hasil penelitian memperlihatkan ternyata berat molekul dari polisakarida

mempengaruhi kemampuan penghambatan pembentukan radikal bebas dimana fraksi

menemukan bahwa polisakarida terasetilasi memperlihatkan aktivitas antioksidan yang

lebih tinggi dibandingkan polisakarida yang mengandung gugus sulfat. Oleh karena itu

beliau menyatakan bahwa aktivitas antioksidan polisakarida berasal dari

kemampuannnya memberikan atom hidrogen. Gugus asetil yang tersubstitusi pada

atom C2 atau C3 dapat mengaktivasi atom hidrogen yang terikat pada atom karbon

anomer. Wang et al., (2010) meneliti pengaruh adanya gugus sulfat yang disubstitusi

pada senyawa galaktomanan dari guar gum terhadap sifat antioksidannya. Peneliti

tersebut memperlihatkan bahwa gugus –OSO3H yang banyak terikat pada atom C6

dan

dapat mengaktivasi atom hidrogen pada anomer sehingga menjadi mudah lepas untuk

kemudian dapat menetralkan tersulfasi memiliki aktivitas antioksidan yang jauh lebih

baik dari galaktomanan.

2.5. Pengujian Antioksidan

Universitas Sumatera Utara

Aktifitas antioksidan tidak dapat diukur secara langsung, melainkan melalui efek

antioksidan dalam mengontrol proses oksidasi. Banyak metode yang bisa digunakan

untuk mengukur aktivitas antioksidan. Pada pengukuran aktifitas antioksidan perlu

diperhatikan sumber radikal bebas dan substrat. Hal ini dikarenakan antioksidan

mungkin dapat melindungi lipid dari kerusakan oleh radikal bebas, namun di waktu

yang sama dapat mempercepat kerusakan molekul sel lainnya. Untuk mengatasi

masalah ini dapat digunakan beberapa metode pengukuran aktifitas antioksidan untuk

mengevaluasi efek dari antioksidan. Berikut ini adalah metode yang sering digunakan

untuk mengukur aktifitas total antioksidan total suatu senyawa :

1. Uji DPPH

DPPH atau 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (α,α-difenil-β pikrilhidrazil) merupakan suatu

radikal bebas yang stabil dan tidak membentuk dimer akibat delokalisasi dari elektron

bebas pada seluruh molekul. Delokalisasi elektron bebas ini juga mengakibatkan

terbentuknya warna ungu pada larutan DPPH sehingga bisa diukur absorbansinya pada

panjang gelombang sekitar 520 nm.Ketika larutan DPPH dicampur dengan senyawa

yang dapat mendonorkan atom hidrogen,maka warna ungu dari larutan akan hilang

seiring dengan tereduksinya DPPH.Uji aktivitas antioksidan dengan menggunakan

metode ini berdasarkan dari hilangnya warna ungu akibat tereduksinya DPPH oleh

antioksidan. Intensitas warna dari larutan uji diukur melalui spektrofotometri UV-Vis

pada panjang gelombang sekitar 520 nm. Hasil dari uji ini diinterpretasikan sebagai

IC50

yaitu jumlah antioksidan yang diperlukan untuk menurunkan konsentrasi awal

DPPH sebesar 50%. Pada metode ini tidak diperlukan substrat sehingga memiliki

keuntungan, yaitu lebih sederhana dan waktu analisis yang lebih cepat.

2. Uji ABTS

Asam 2,2’-Azinobis (3-etilbenzatiazolin)-6-sulfonat (ABTS) merupakan substrat dari

peroksidase, di mana ketika dioksidasi dengan kehadiran H2O2 akan membentuk

senyawa radikal kation stabil dengan karakteristik menunjukan absorbansi kuat pada

panjang gelombang 414 nm. ABTS merupakan senyawa larut air dan stabil secara

Universitas Sumatera Utara

kimia. Akumulasi dari ABTS dapat dihambat oleh antioksidan pada medium reaksi

dengan aktivitas yang bergantung waktu reaksi dan jumlah antioksidan.

Kemampuan relatif antioksidan untuk mereduksi ABTS dapat diukur dengan

spektrofotometri pada panjang gelombang 734 nm. Absorbansi maksimal juga dapat

terjadi pada panjang gelombang yang lain. Panjang gelombang yang mendekati daerah

infra merah (734 nm) dipilih untuk meminimalkan interfensi dari absorbansi

komponen lainnnya.

Hasil pengukuran dengan spektrofotometer selanjutnya

dibandingkan dengan standar baku antioksidan sintetik, yaitu trolox yang merupakan

analog vitamin E larut air. Hasil perbandingan ini diekspresikan sebagai TEAC

(Trolox Equivalent Antioxidant Activity). TEAC adalah konsentrasi (dalam milimolar)

larutan trolox yang memiliki efek antioksidan ekuivalen dengan 1,0 mM larutan zat

uji. TEAC mencerminkan kemampuan relatif dari antioksidan untuk menangkap

radikal ABTS dibandingkan dengan trolox.

3. Uji TRAP

Pengujian TRAP atau Total Radical-Trapping Antioxidant Parameter bekerja

berdasarkan pengukuran konsumsi oksigen selama reaksi oksidasi lipid terkontrol yang

diinduksi oleh dekomposisi termal dari AAPH (2,2-Azobis(2-aminidopropana)

hidroklorida) untuk mengukur total aktivitas antioksidan. Hasil uji ini diekspresikan

sebagai jumlah (dalam mikromol) radikal peroksil yang terperangkap oleh 1 liter

plasma. Pengukuran serum TRAP berdasarkan penentuan lamanya waktu yang

diperlukan oleh serum uji untuk dapat bertahan dari oksidasi buatan.

4. Uji FRAP

Metode FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) bekerja berdasarkan reduksi dari

analog ferroin, kompleks Fe3+ dari tripiridiltriazin Fe (TPTZ)3+ menjadi kompleks

Fe2+, Fe(TPTZ)2+ yang berwarna biru intensif oleh antioksidan pada suasana asam.

Hasil pengujian diinterpretasikan dengan peningkatan absorbansi pada panjang

gelombang 593 nm dan dapat disimpulkan sebagai jumlah Fe2+ (dalam mikromolar)

ekuivalen dengan antioksidan standar. ( Antolovich, et al., 2002; Molyneux, 2004;

Universitas Sumatera Utara

Kardosova and Machova, 2006; Li, X, et al., 2012; He, J, Z, et al, 2012).

Konsentrasi antioksidan yang diperlukan untuk mengurangi 50% konsentrasi

DPPH (IC

Beberapa polisakarida dari tumbuh- tumbuhan telah diuji aktivitas

antioksidannya . Aktivitas antioksidan polisakarida tersebut diuji dengan metode

DPPH* (1,1-Difenil-2-pikril-hidrazil). Metode DPPH* ini sangat umum dan telah luas

dipergunakan untuk menentukan kemampuan penghilangan radikal bebas dari berbagai

antioksidan (Molyneux, 2004). Pengujian anti radikal bebas senyawa- senyawa bahan

alam atau hasil sintesis secara UV-Vis dapat dilakukan secara kimia menggunakan

DPPH. DPPH* merupakan senyawa yang memiliki radikal bebas yang stabil dan

menunjukkan absorbansi maksimum 517 nm. DPPH* akan dengan segera berubah

menjadi DPPH-H yang bersifat lebih stabil oleh adanya donor proton dari antioksidan.

50) merupakan parameter yang digunakan untuk mengukur aktivitas

antioksidan. Semakin rendah nilai IC50

(Abs

berarti aktivitas antioksidannya semakin tinggi.

Aktivitas penghilangan radikal bebas (Scavenging Activity) dengan metode DPPH

juga dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

blanko – Abssampel Scavenging Activity (%) = x 100

)

Abs

blanko

Dimana Absblanko adalah absorbansi DPPH pada 517 nm sedangkan Abssampel

adalah

absorbansi DPPH dan sampel dengan variasi konsentrasi 517 nm (Chen et al., 2012.

Semakin besar besar persentase Scavenging Activity pada aktivitas antioksidannya

juga semakin besar.

Universitas Sumatera Utara

N

N.

NO2O2N

O2N

+ R-HN

HNNO2O2N

O2N

+ R+

DPPH DPPH-H (Ungu,517 nm) (Tidak berwarna)

Gambar 2.12. Struktur DPPH * sebelum dan sesudah bereaksi dengan antioksidan

Beberapa nilai IC50

Asam askorbat : 1,96 +/- 0,013

untuk senyawa antioksidan (mg/mL) :

Alpha- tokoferol : 7,3+/- 0,308

Sayur-sayuran : 4,7

Gamma oryzanol : 50+/- 0,048

Pohon pinus OPC : 4,0- 13,5

Quercetin : 2,457+/- 0,192

Asam Ferulat : 31,3+/-0,327

Hesperidin : > 500 ( Ronald, 2004).

Nilai IC50

( Tarigan, 2012).

galaktomanan yang diperoleh dari kolang kaling sebesar 22,109 mg/mL

2.6. Spektroskopi Inframerah

Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul

dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 –

1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 – 10 cm-1.

Universitas Sumatera Utara

Alat instrumen yang digunakan untuk mengukur resapan radiasi inframerah

pada pelbagai panjang gelombang absorbsi masing-masing gugus fungsi disebut

Spektroskopi inframerah. Suatu bagan alat yang khas ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Pada ujung kiri nampak sumber cahaya yang memancarkan cahaya inframerah pada

semua panjang gelombang. Cahaya dari sumber ini dipecah oleh sistem cermin

menjadi dua berkas cahaya, berkas rujukan dan berkas contoh. Setelah masing-masing

melewati sel rujukan (pelarut murni, jika pelarut itu digunakan dalam contoh, atau

kosong jika contoh tak menggunakan pelarut) dan sel contoh , kedua berkas ini

digabung kembali dalam pemenggal (chopper, suatu sistem cermin lain), menjadi satu

berkas yang berasal dari kedua berkas itu, yang selang- seling bergantian. Berkas

selang- seling ini didifraksi oleh suatu kisi sehingga berkas ini terpecah menurut

panjang gelombang. Detektor mengukur beda intensitas antara kedua macam berkas

tadi pada tiap- tiap panjang gelombang dan meneruskan informasi ini ke perekam yang

menghasilkan spektrum itu (Fessenden, 1986).

Sel rujukan

sumber cahaya

Gambar 2.13 Spektrofotometer Inframerah Daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektroskopi inframerah

adalah pada daerah inframerah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 – 50

µm atau pada bilangan gelombang 4.000 – 200 cm-1 . Daerah tersebut adalah cocok

untuk perubahan energi vibrasi dalam molekul. Daerah inframerah yang jauh (400-10

cm-1, berguna untuk molekul yang mengandung atom berat, seperti senyawa anorganik

tetapi lebih memerlukan teknik khusus percobaan.

Metode Spektroskopi inframerah ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi suatu

senyawa yang belum diketahui,karena spektrum yang dihasilkan spesifik untuk

senyawa tersebut. Metode ini banyak digunakan karena :

Ke detektor dan perekam

kisi

pemenggal Sel contoh

Universitas Sumatera Utara

a. Cepat dan relatif murah

b. Dapat digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsional dalam molekul

c. Spektrum inframerah yang dihasilkan oleh suatu senyawa adalah khas dan oleh

karena itu dapat menyajikan sebuah fingerprint (sidik jari) untuk senyawa

tersebut.

Tabel 2.3 Serapan Khas Beberapa Gugus fungsi Gugus Jenis Senyawa Daerah Serapan (cm-1)

C-H alkana 2850-2960, 1350-1470

C-H alkena 3020-3080, 675-870

C-H aromatik 3000-3100, 675-870

C-H alkuna 3300

C=C Alkena 1640-1680

C=C aromatik (cincin) 1500-1600

C-O alkohol, eter, asam karboksilat, ester 1080-1300

C=O aldehida, keton, asam karboksilat, ester 1690-1760

O-H alkohol, fenol(monomer) 3610-3640

O-H alkohol, fenol (ikatan H) 2000-3600 (lebar)

O-H asam karboksilat 3000-3600 (lebar)

N-H amina 3310-3500

C-N Amina 1180-1360

Universitas Sumatera Utara

-NO2 Nitro 1515-1560, 1345-1385

Ada dua jenis vibrasi yaitu:

Jenis Vibrasi Molekul

1. Vibrasi ulur (Stretching Vibration), yaitu vibrasi yang mengakibatkan perubahan

panjang ikatan suatu ikatan

2. Vibrasi tekuk (Bending Vibrations), yaitu vibrasi yang mengakibatkan perubahan

sudut ikatan antara dua ikatan

Spektroskopi inframerah digunakan untuk penentuan gugus fungsi, khususnya

senyawa organik dan dapat juga untuk menentukan analisis kuantitatif. Spektrum

inframerah memberikan puncak- puncak maksimal yang jelas sebaik puncak

minimumnya ( Khopkar, 2003). Identifikasi pita absorpsi khas yang disebabkan oleh

berbagai gugus fungsi merupakan dasar penafsiran spektrum inframerah ( Creswell,

2005).

Pancaran inframerah pada umumnya pada umumnya mengacu pada bagian

spektrum elektromagnet yang terletak di antara daerah tampak dan daerah gelombang

mikro. Pancaran inframerah yang kerapatannya kurang daripada 100 cm3

Spektrum inframerah dapat diperoleh dari gas , cairan dan padatan. Spektrum

gas atau cairan yang mudah menguap dapat diperoleh dengan memuaikan cuplikan

kedalam suatu sel yang telah dikosongkan. Teknik fase uap ini terbatas karena secara

nisbi sejumlah besar senyawa tidak mempunyai tekanan uap cukup tinggi agar

menghasilkan spektrum yang dapat dimanfaatkan (Silverstein, 1981). Ada beberapa

metode yang dilakukan untuk menangani sampel dengan serbuk KBr, kemudian

campuran tersebut dipress dengan tekanan tinggi. Dibawah ini KBr akan melebur dan

akan membentuk matrix (Pavia, 2006).

diserap oleh

sebuah molekul organik dan diubah menjadi energi putaran molekul. Penyerapan ini

tercatu dan dengan demikian spektrum rotasi molekul terdiri dari garis- garis tersendiri

(Silverstein, 1981).

Universitas Sumatera Utara