18
2 PENDAHULUAN Rasa manis merupakan kebutuhan sensori yang sangat penting bagi masyarakat. Sebagian besar masyarakat memenuhi kebutuhan rasa manis masyarakat dengan mengkonsumsi gula. Konsumsi gula dalam jumlah berlebih dan jangka waktu yang lama dapat memicu obesitas, diabetes, dan penyakit degeneratif yang lain. Oleh karena itu, masyarakat mencari alternatif pemanis yang rendah kalori. Saat ini, pemanis rendah kalori sudah banyak diproduksi. Sebagian besar pemanis rendah kalori tersebut merupakan pemanis sintetik. Beberapa pemanis yang banyak digunakan diantaranya adalah siklamat, sakarin, dan aspartam. Tetapi, dari hasil penelitian menunjukkan penggunaan pemanis sintetis yang berkepanjangan dan berlebihan dapat memicu timbulnya penyakit-penyakit berbahaya seperti kanker (Mudjajanto, 2005). Adanya jenis pemanis alami rendah kalori yang tidak berdampak negatif terhadap kesehatan tubuh sangat diharapkan oleh masyarakat. Di antara beraneka ragam jenis pemanis, terdapat senyawa glikosida yang dapat diekstrak dari tanaman herbal dengan spesies Stevia rebaudiana (Bert.). Senyawa glikosida steviolnya mempunyai potensi, fungsi dan karakteristik pemanis yang lebih besar dari jenis-jenis pemanis lainnya (Phillips, 1987). Senyawa glikosida yang dominan adalah steviosida, sedangkan senyawa glikosida lainnya yaitu rebaudiosida A, B, C, D, E, dan F (Chatsudthipong dan Muanprasat, 2009). Produk dari S. rebaudiana (Bert.) dapat digunakan sebagai pemanis berkalori rendah bagi penderita diabetes, orang kegemukan, dan penderita gigi berlubang. S. rebaudiana (Bert.) dapat dipakai sebagai zat pemanis pada penderita diabetes karena disamping berkalori rendah mempunyai sifat hipoglikemik yang berarti (Djas, 2005). Dari hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa glikosida alami S. rebaudiana (Bert.) dapat dikristalkan. Tetapi kendala yang dihadapi dalam penelitian sebelumnya adalah metode yang dipergunakan belum efektif dengan persen yield yang dihasilkan belum maksimal dan kelarutannya yang masih kecil dalam pelarut air (Martono dkk, 2009). Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan untuk mengoptimalkan metode kristalisasi steviosida sekaligus menetapkan kadarnya secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) dan membuat formulasi pemanis alami dari kristal yang dihasilkan.

OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

  • Upload
    others

  • View
    18

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

2

PENDAHULUAN

Rasa manis merupakan kebutuhan sensori yang sangat penting bagi masyarakat.

Sebagian besar masyarakat memenuhi kebutuhan rasa manis masyarakat dengan

mengkonsumsi gula. Konsumsi gula dalam jumlah berlebih dan jangka waktu yang

lama dapat memicu obesitas, diabetes, dan penyakit degeneratif yang lain. Oleh karena

itu, masyarakat mencari alternatif pemanis yang rendah kalori.

Saat ini, pemanis rendah kalori sudah banyak diproduksi. Sebagian besar

pemanis rendah kalori tersebut merupakan pemanis sintetik. Beberapa pemanis yang

banyak digunakan diantaranya adalah siklamat, sakarin, dan aspartam. Tetapi, dari hasil

penelitian menunjukkan penggunaan pemanis sintetis yang berkepanjangan dan

berlebihan dapat memicu timbulnya penyakit-penyakit berbahaya seperti kanker

(Mudjajanto, 2005).

Adanya jenis pemanis alami rendah kalori yang tidak berdampak negatif

terhadap kesehatan tubuh sangat diharapkan oleh masyarakat. Di antara beraneka

ragam jenis pemanis, terdapat senyawa glikosida yang dapat diekstrak dari tanaman

herbal dengan spesies Stevia rebaudiana (Bert.). Senyawa glikosida steviolnya

mempunyai potensi, fungsi dan karakteristik pemanis yang lebih besar dari jenis-jenis

pemanis lainnya (Phillips, 1987). Senyawa glikosida yang dominan adalah steviosida,

sedangkan senyawa glikosida lainnya yaitu rebaudiosida A, B, C, D, E, dan F

(Chatsudthipong dan Muanprasat, 2009).

Produk dari S. rebaudiana (Bert.) dapat digunakan sebagai pemanis berkalori

rendah bagi penderita diabetes, orang kegemukan, dan penderita gigi berlubang. S.

rebaudiana (Bert.) dapat dipakai sebagai zat pemanis pada penderita diabetes karena

disamping berkalori rendah mempunyai sifat hipoglikemik yang berarti (Djas, 2005).

Dari hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa glikosida alami S.

rebaudiana (Bert.) dapat dikristalkan. Tetapi kendala yang dihadapi dalam penelitian

sebelumnya adalah metode yang dipergunakan belum efektif dengan persen yield yang

dihasilkan belum maksimal dan kelarutannya yang masih kecil dalam pelarut air

(Martono dkk, 2009). Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan untuk

mengoptimalkan metode kristalisasi steviosida sekaligus menetapkan kadarnya secara

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) dan membuat formulasi pemanis alami dari

kristal yang dihasilkan.

Page 2: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

3

METODA PENELITIAN

Bahan dan Piranti

Sampel yang digunakan adalah daun Stevia rebaudiana (Bert.) yang diperoleh

dari Bandungan, Kabupaten Semarang, Jawa Tengah.

Bahan kimia yang digunakan diantaranya adalah heksan (derajat teknis),

akuades, asam sitrat (derajat teknis), CaCO3 (derajat teknis), etanol (derajat teknis), n-

butanol (MERCK, Jerman), H2SO4 (MERCK, Jerman), reagen Anthrone (MERCK,

Jerman), asetonitril (LC, J.T. Baker), metanol (LC, MERCK, Jerman), standard

steviosida (Wako, Jepang, dengan kemurnian 99,2%).

Piranti yang digunakan antara lain drying cabinet, technical grinder, soxhlet,

kertas saring, neraca analitik (Mettler H80), penangas air (Memmert LK1714), pH-

meter (Hanna, Romania), rotary evaporator (Buchi R114), spektrofotometer

(Shimadzu, UVmini 1240), Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) (Smart Line,

Knauer Advanced Scientific Instruments), dan peralatan gelas.

Metode

Preparasi Sampel

Sampel dibersihkan dari tanah, kemudian dikeringkan dengan drying cabinet

selama 24 jam dan bagian daun dihaluskan menggunakan technical grinder.

Preparasi Ekstraksi Sampel (Inamake dkk., 2010 termodifikasi)

Sebanyak 150 g sampel dihilangkan lemaknya dengan heksan sebanyak 1L

menggunakan sokhlet selama 17,5 jam. Selanjutnya 100 g sampel tersebut dimaserasi

dengan aquades sebanyak 1,5L pada suhu 500C selama 60 menit. Larutan disaring dan

maserasi diulang sebanyak 2 kali dengan 1L akuades, masing-masing selama 30 menit.

Pengaturan pH, Klarifikasi, dan Kristalisasi Sampel (Inamake dkk., 2010 termodifikasi)

Larutan disaring dan filtrat ditambahkan asam sitrat 50% (b/v) hingga pH 3,5.

Larutan disaring dan filtrat ditambahkan CaCO3 hingga pH 9,5. Larutan disaring dan

ditambahkan asam sitrat 50% (b/v) hingga pH 7. Larutan sampel yang telah diatur pH-

nya, ditambahkan bentonit sebanyak 20 g lalu disaring. Perlakuan ini diulang sebanyak

Page 3: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

4

10 kali kemudian larutan dipekatkan dengan rotary evaporator. Larutan kental

dikristalkan dengan etanol.

Analisis Kualitatif Kristal Glikosida Hilang dalam Pengeringan (Anonim, 2011 termodifikasi)

Sebanyak 0,01 g steviosida ditimbang dalam cawan petri yang telah diketahui

beratnya. Sampel dan cawan dikeringkan dalam oven pada suhu 100°C selama 2 jam

lalu dimasukkan ke dalam desikator dan ditimbang. Hasil menunjukkan positif terhadap

steviosida bila besarnya pengurangan steviosida tidak lebih dari 2%.

Analisis Kualitatif Kristal Glikosida dengan Reagent Anthrone (Anonim, 2011 termodifikasi)

Sebanyak 0,01 steviosida dilarutkan dalam 1ml akuades dan dipanaskan selama

30 menit. Setelah dingin diekstrak dengan 1ml n-butanol. Fase n-butanol diambil

sebagai test solution. Test solution ditambahkan reagent Anthrone 1%. Hasil

menunjukkan positif terhadap steviosida bila warna larutan berubah menjadi hijau.

Analisis Spektra Kristal Glikosida Secara Spektroskopi (Martono, dkk., 2011 termodifikasi)

Kristal steviosida dilarutkan dalam akuades. Larutan steviosida kemudian dilihat

pola serapan cahayanya pada panjang gelombang 200-400 nm.

Identifikasi dan Penetapan Kandungan Steviosida dalam Kristal secara KCKT (Martono, dkk., 2011)

Identifikasi steviosida diperkuat dengan menggunakan KCKT. Sebagai fase

diam KCKT adalah RP C18 dan fase geraknya adalah asetonitril dan air dengan flow

rate 1,5 ml/menit. Elusi fase gerak dilakukan secara isokratik menggunakan

(akuades:methanol = 70:20) : (asetonitril) = 76:24. Kolom dijaga suhunya pada suhu

30°C, dan volume sampel yang disuntikkan adalah 20 µl. Kolom yang digunakan

memiliki ukuran 25x4,6 mm (Eurosphere 100-5C18). Deteksi pemisahan menggunakan

Detektor UV Smart Line Knauer pada panjang gelombang 210 nm. Waktu retensi (tR)

kromatogram sampel dibandingkan dengan tR standar (steviosida 99,2% Wako Jepang).

Page 4: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

5

Organoleptik (Meilgaard, 1999 termodifikasi)

Uji hedonik (tingkat kemanisan) dilakukan pada berbagai perbandingan kristal

steviosida dan maltodekstrin terhadap 30 panelis. Uji hedonik dilakukan dengan 5

parameter penilaian yaitu 5= sangat manis, 4= manis, 3= agak manis, 2= kurang manis,

1= tidak manis. Masing-masing campuran praformulasi dilarutkan dalam 100 ml air.

ANALISIS DATA

Data persen yield ekstraksi dan kristalisasi, identifikasi kandungan steviosida

dan kadar steviosida dianalisis secara deskriptif. Data uji organoleptik hasil pra-

formulasi dianalisis secara statistik dengan Analysis of Varians (ANOVA)

menggunakan SPSS 17.

Tabel 1. Pra-Formulasi Kristal Steviosida dengan Maltodekstrin

No Kristal Steviol glikosida (gram) Maltodekstrin DE 35-40 (gram)

1 0,0 0,8

2 0,05 0,75

3 0,1 0,7

4 0,3 0,5

5 0,5 0,3

Sebagai pembanding digunakan larutan sukrosa 5% dan kristal steviosida Tawangmangu yang paling optimal (Kristal steviosida : Maltodekstrin = 0,05 : 0,75).

Page 5: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

6

HASIL DAN PEMBAHASAN

Preparasi dan Ekstraksi Sampel

Ekstraksi steviosida dari Stevia rebaudiana (Bert.) melalui beberapa tahap antara

lain defatisasi, ekstraksi, dan kristalisasi. Mula-mula sampel dihilangkan lemak,

klorofil, dan kelompok karotenoid dari sampel. Dari penelitian Esmat dkk. (2010), pada

daun kering S. rebaudiana (Bert.) mengandung klorofil A dan B sekitar 27-40 mg/100g,

karotenoid sekitar 7,6 mg/100g, dan lemak 3,7 %. Senyawa pengotor tersebut dapat

dihilangkan dengan menggunakan pelarut nonpolar, dalam hal ini digunakan heksan

(Martono, dkk., 2011). Berdasarkan penelitian tersebut, pada penelitian ini

penghilangan pengotor digunakan heksan.

Pada langkah selanjutnya sampel yang telah dikeringkan dari pelarut nonpolar,

diekstraksi menggunakan akuades. Steviosida dan kelompok glikosida lain dari tanaman

S. rebaudiana (Bert.) merupakan senyawa polar yang dapat dilihat pada gambar 1

(Geuns, 2003). Oleh karena itu untuk memperoleh senyawa glikosida diperlukan pelarut

polar, dalam hal ini digunakan akuades. Hal ini seiring dengan penelitian Inamake dkk.

(2010) yang menggunakan akuades sebagai pelarut untuk ekstraksi. Pelarut akuades

yang digunakan juga berkaitan dengan aplikasi kristal steviol glikosida yang akan

digunakan sebagai pemanis alami dan peningkatan kelarutannya dalam air.

Page 6: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

7

Gambar 1. Struktur senyawa steviosida dan senyawa yang terkait. Dalam rebaudiosida D dan E R1 terdiri dari 2 β-Glc-β-Glc(2�1). Dalam rebaudiosida A, B, C, D, E dan F dalam kelompok R2 merupakan bagian gula tambahan pada karbon 3 yang pertama β-Glc. Dalam rebaudiosida F satu β-Glc digantikan oleh β -Xyl

Pengaturan pH dan Klarifikasi Sampel

Untuk menghilangkan sisa pengotor yang lain pH larutan steviosida diubah

menjadi pH 3,5 hingga pH 9,5. Pada penelitian ini, pH larutan disesuaikan ke

lingkungan asam dengan menggunakan asam sitrat 50% (b/v). Penggunaan asam sitrat

ini berfungsi untuk mengikat logam, protein, dan warna dari klorofil (Kumar dan

Lincroft, 1986). Adanya gugus karboksil dan hidroksil dari asam sitrat tersebut yang

berperan dalam chelating pengotor khususnya logam (Sessa dan Wing, 1999).

Langkah penting lain dalam penelitian ini adalah menghilangkan pengaruh

warna pigmen pada larutan dengan cara deklorofilasi menggunakan bentonit sebagai

adsorben. Hal ini dimaksudkan supaya warna hijau dari pigmen nantinya tidak

mempengaruhi visualisasi dan pembentukan kristal saat pemisahan (Moraes dkk, 2001).

Bentonit adalah lempung montmorillonit yang mampu menyerap berbagai logam

dan kelompok protein. Adanya tiga lapisan struktur kompleks pada montmorilonit

memungkinkan penyerapan ion ke dalam lembar antar permukaan pada bentonit

(Trickova, dkk., 2004). Hal ini berfungsi untuk menghilangkan berbagai senyawa selain

steviosida pada daun stevia terutama klorofil.

Page 7: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

8

Kristalisasi

Pada tahap ini, larutan sampel yang telah diklarifikasi kemudian dipekatkan dan

dikristalkan dengan etanol. Dalam pembentukannya, larutan sampel yang berhasil

dikristalkan yaitu sampel 1 dan 2. Pada sampel 3, 4, dan 5 tidak membentuk kristal,

tetapi dalam bentuk isolat. Dalam kristalisasi, hal tersebut dipengaruhi oleh

keseimbangan dan model pertumbuhan nukleasi dari kristal seperti pada permodelan

klasik Arrhenius (Leuber, 2010). Dalam hal ini adalah senyawa glikosida steviol.

Dalam permodelan klasik Arrhenius didasarkan pada persamaan (1), dengan

asumsi bahwa titik kritis (nukleasi) akan segera terbentuk, setelah pembentukan kristal

mulai tumbuh pada tingkat pertumbuhan nukleasi secara optimum.

Ra = R Vm dt (1)

Keterangan: Ra: rata-rata molar optimum larutan (dR/dt), R: molaritas penambahan reaktan dalam hal ini etanol 95% (mol), Vm: volume molar larutan yang ditambahkan (cm3/mol)

Ketika reaktan ditambahkan terus-menerus, akan terbentuk nukleasi baru.

Selanjutnya, kecepatan nukleasi akan berkurang seiring bertambah banyaknya titik-titik

kristal yang terbentuk dan akhirnya nukleasi akan sepenuhnya digantikan oleh

pertumbuhan kristal hanya sampai pertumbuhan kristal yang maksimum (Leuber, 2010).

Sehingga ketika nilai R terlalu besar (penambahan etanol terlalu banyak) atau tidak

sesuai dengan keseimbangan pembentukan nukleasi, maka nukleasi glikosida steviol

akan berkurang (Vm berkurang) dan Ra tidak mencapai optimum. Selain itu, jika nilai

Vm dalam hal ini adalah molaritas dari larutan glikosida steviol pada kondisi

supersaturated tidak berada pada keseimbangan nukleasi yang tepat serta penambahan

volume etanol yang ditambahkan kurang tepat, maka kristal glikosida steviol tidak akan

terbentuk.

Tidak terbentuknya kristal tersebut juga berkaitan dengan waktu nukleasi (te)

dan waktu pembentukan kristal (tn) kurang optimum hingga akhirnya titik kritis ukuran

kristal maksimum tidak akan tercapai. Tidak hanya itu, apabila nilai Gm tidak mencapai

optimum maka nilai Lt juga tidak mencapai optimum. Sedangkan besarnya nilai Ln

adalah tertentu, bergantung dari senyawa yang dikristalkan. Kaitan antara waktu dan

pembentukan nukleasi dapat dijelaskan dengan persamaan (2).

Page 8: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

9

Lt = Ln + (te – tn) *Gm (2)

Keterangan : Lt : distribusi ukuran kristal, Ln: ukuran pembentukan kristal (ukuran kritis nukleus), tn : waktu pembentukan kristal, te : waktu nukleasi, Gm: rata-rata maksimum pertumbuhan kristal

Selama pembentukan nukleasi seiring berjalannya waktu, pertumbuhan kristal

akan mencapai maksimum pada waktu tertentu dan mengalami pengurangan nukleasi

setelah tahap optimum tercapai. Kemudian nukleasi berhenti pada titik end of nucleation

dan rata-rata pertumbuhan populasi nukleasi juga berhenti yang sesuai dengan gambar

2.

Gambar 2. Fase Nukleasi Kristal (Leuber, 2010)

Apabila waktu nukleasi (te), waktu pembentukan kristal (tn), dan rata-rata

pertumbuhan kristal (Gm) yang optimum tidak tercapai, maka berpengaruh terhadap

nilai Lt (distribusi ukuran kristal) yaitu nilainya juga tidak mencapai optimum. Oleh

sebab itu, titik kritis ukuran nukleus pada puncak nukleasi rata-rata (gambar 2) tidak

tercapai.

Pada fase perubahan isolat menjadi nukleus dan peningkatan populasi nukleus

tersebut (gambar 2), kondisi equilibrium terjadi. Dalam situasi ini nukleus berada pada

kondisi metastable. Selama kondisi ini, kelarutan optimum dari nukleus dalam etanol

akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu dan berlaku sebaliknya. Kondisi ini

sesuai dengan prinsip kristalisasi oleh Gibbs (Jones, 2002) yang dijelaskan pada gambar

3 dengan kurva keseimbangan kristalisasi oleh Miers dan Isaac (Jones, 2002).

Page 9: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

10

Kemudian, bila konsentrasi isolat rendah maka nukleus akan larut dalam etanol (second

solvent) dan bergeser ke arah undersaturated region (nukleus larut kembali dalam

pelarut). Sedangkan kelarutan steviosida sendiri memiliki nilai sebesar 64,2 g/100ml

pada suhu 200C dalam pelarut akuades (Mrizky, 2009).

Gambar 3. Keseimbangan kristalisasi: Kurva solubility-supersolubility oleh Miers dan Isaac (Jones, 2010)

Di sisi lain, untuk mencapai kondisi stabil (stable region) yaitu daerah diantara

metastable dan undersaturated region, konsentrasi isolat yang rendah (pada under

saturated region) harus dinaikkan konsentrasinya dengan cara pemekatan (evaporation)

dalam keadaan vakum dan terjadi presipitasi untuk menggeser larutan kepada kondisi

labile region terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan pada kondisi tersebut, isolat memiliki

konsentrasi yang tinggi. Kemudian untuk memicu munculnya nukleus, ditambahkan

etanol (second solvent) sedikit demi sedikit supaya keseimbangan sedikit bergeser ke

kanan. Pada saat pergeseran ini, nukleus yang muncul berada dalam kondisi metastable.

Oleh sebab itu, etanol dingin ditambahkan sedikit lagi supaya keseimbangan melewati

metastable ke arah kanan tetapi tidak terlalu jauh bergeser ke kanan. Etanol dingin

(bersifat menggeser ke kiri) digunakan agar dapat mempertahankan keseimbangannya

pada kondisi stable region dan tidak bergeser terlalu jauh ke arah undersaturated

region.

Page 10: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

11

Pada sampel isolat yang tidak membentuk kristal, hal ini diduga karena

konsentrasi antara isolat dengan etanol yang ditambahkan tidak mencapai kondisi

optimum. Sehingga, tidak terbentuk nukleasi (persamaan 1 tidak terpenuhi) dan proses

untuk mencapai kristal tidak dapat berjalan.

Pada sampel isolat steviosida yang mampu membentuk kristal, penambahan

jumlah reaktan yaitu penambahan etanol (R) mencapai kondisi yang optimum/ tepat

terhadap molaritas larutan yang ditambahkan (Vm) yaitu isolat seviosida (keseimbangan

pada persamaan 1 terpenuhi). Setelah kondisi optimum molaritas reaktan dan molaritas

yang ditambahkan tercapai, nukleasi yang terbentuk akan muncul. Dalam kondisi ini,

nukleus yang muncul berada dalam kondisi metastable. Oleh sebab itu ditambahkan

etanol dingin ditambahkan sedikit lagi supaya keseimbangan melewati metastable yang

didorong ke arah stable region menggunakan etanol dingin. Pada akhirnya kondisi stabil

kristal dapat tercapai, sehingga diperoleh kristal steviol glikosida.

Analisis Kualitatif Kristal Glikosida

Berdasarkan hasil yang telah diperoleh, maka massa kristal glikosida yang

didapat untuk sampel 1 dan 2 sebesar 3,27% dan 1,23% (b/b) secara berurutan.

Sedangkan massa isolat glikosida steviol untuk sampel 3, 4, dan 5 berturut-turut sebesar

3,24%, 4,48%, 6,99% (b/b). Selanjutnya kristal ini dianalisa secara kualitatif yaitu

analisa kualitatif kristal glikosida hilang dalam pengeringan. Bila sejumlah steviosida

dikeringkan dalam oven pada suhu 100°C selama 2 jam, hasil positif terhadap steviosida

bila besarnya pengurangan massa steviosida tidak lebih dari 2% (Anonim, 2011).

Sedangkan dari penelitian, hasil yang diperoleh besarnya pengurangan masing-masing

sampel 1, 2, 3, 4, dan 5 sebesar 0,00%, 8,00%, 20,00%, 17,00%, dan 15,00% (b/b) dari

massa awal. Hal ini dikarenakan kristal yang diperoleh bukan merupakan senyawa

murni steviosida, tetapi masih ada senyawa lain di dalam kristal. Pada dasarnya kristal

steviosida stabil pada suhu 00-1200C (Kroyer, 2010).

Selanjutnya pada analisis kualitatif steviosida dengan reagen anthrone,

menunjukkan hasil yang positif terhadap seluruh sampel dengan ditunjukkan warna

larutan menjadi hijau. Adanya gugus glikosida pada steviosida akan terhidrolisis dan

dengan penambahan asam kuat maka glikosida akan terdehidrasi membentuk

Hidroksimetil furfural yang berwarna hijau (Hedge, 1962).

Page 11: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

12

[A] [B] [C] [D] [E] [F]

Gambar 4. Spektra kristal steviosida : Standar steviosida [A], Sampel 1 [B], Sampel 2 [C], Sampel 3 [D], Sampel 4 [E], Sampel 5 [F]

Page 12: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

13

Pada analisa spektra kristal glikosida secara spektroskopi, menunjukkan pola

serapan yang hampir sama antara standar steviosida dengan sampel 1, 2, 3, 4, dan 5

yaitu menyerap pada panjang gelombang 366nm, 336nm, 307nm, 307nm, 307nm, dan

307nm secara berurutan. Hal ini sesuai dengan penelitian Martono, dkk. (2011), bahwa

steviosida dan beberapa senyawa glikosida pada S. rebaudiana (Bert.) menyerap pada

daerah panjang gelombang 200-400nm.

Identifikasi dan Penetapan Kandungan Steviosida dalam Kristal secara KCKT

Hasil kristalisasi steviosida juga dianalisa secara kualitatif dan kuantitatif dengan

KCKT. Hasil analisa ini menunjukan besarnya persentase yang diperoleh dari kristal

glikosida pada masing-masing sampel yang terlihat pada tabel 2.

Tabel 2. Data Kadar Steviosida % (b/b) Kristal Tiap Ulangan Kristalisasi

Sampel Kadar Steviosida % (b/b) Keterangan

Sampel 1 45,99 Kristal

Sampel 2 93,17 Kristal

Sampel 3 0,766 Isolat

Sampel 4 75,39 Isolat

Sampel 5 6,65 Isolat

Analisis kualitatif steviosida dengan KCKT diketahui dengan membandingkan

nilai tR standar stevosida dengan nilai tR masing-masing sampel.

Page 13: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

14

[A] [B] [C] [D] [E] [F]

Gambar 5. Kromatogram Hasil Kristalisasi Steviosida: Standar steviosida (tR=12,117) [A], Sampel 1 (tR=11,783) [B], Sampel 2 (tR=12,117) [C]. Sampel 3 (tR=13,833) [D], Sampel 4 (tR=12,267) [E]. Sampel 5 (tR=13,233) [F], dengan tR adalah waktu retensi

Page 14: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

15

Pada hasil kromatogram menunjukkan bahwa pada masing-masing peak

tertinggi merupakan steviosida yang dapat dilihat bahwa memiliki tR yang hampir

sama dengan standar steviosida. Bila dibandingkan dengan penelitian sebelumnya oleh

Martono, dkk. (2011), kadar steviosida yang diperoleh memiliki perbedaan. Hal tersebut

dikarenakan sampel yang dipergunakan berbeda dan pada musim yang berbeda

sehingga komposisi dari daun S. rebaudiana (Bert.) juga berbeda. Selain itu perbedaan

metode yang digunakan sangat mempengaruhi hasil yang didapat, baik ketika

penghilangan senyawa-senyawa yang bersifat impurities, maupun tahap kristalisasi. Hal

tersebut tentunya mempengaruhi kadar steviosida yang didapat.

Pra-formulasi kristal steviosida dengan maltodekstrin

Kristal steviosida sampel 1 dan 2 digunakan untuk pra-formulasi pemanis alami

dengan maltodekstrin. Fungsi maltodekstrin adalah sebagai bahan pembawa. Kristal

steviosida yang diperoleh larut dalam air, sehingga pada pra-formulasi ini tidak

menggunakan bahan pengikat antara maltodekstrin dan kristal steviosida.

Untuk menentukan tingkat kemanisan kristal steviosida maka dilakukan uji

organoleptik. Pada uji ini digunakan pembanding larutan sukrosa 5% (Meilgaard, 1999).

Hasil uji organoleptik dapat dilihat pada Tabel 3.

Page 15: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

16

Tabel 3. Hasil Uji Organoleptik Pra-formulasi Pemanis Alami Kristal

Steviol Glikosida

Purata Tingkat Kemanisan ± SE

Sampel G E D C B F A

Tingkat 4,67±0,111 4,13±0,150 3,40±0,183 2,63±0,162 2,60±0,123 2,37±0,169 1,07±0,046

kemanisan (a) (a) (b) (c) (c) (c) (d)

Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang berbeda menunjukkan antar perlakuan berbeda secara nyata

Sampel: A(steviosida:maldeks=0,0:0,8), B(sukrosa 5%), C(0,05:0,75), D(0,1:0,7), E(0,15:0,65), F(sampel Tawangmangu=0,05:0,75), G(0,2:06)

Tingkat kemanisan : (1=tidak manis, 2=kurang manis, 3=agak manis, 4=manis, 5=sangat manis)

Pada Tabel 3 terlihat bahwa kristal steviol glikosida 0,05 g yang diformulasikan

dengan 0,75 g maltodekstrin ternyata memiliki tingkat kemanisan yang sama dengan

larutan sukrosa 5%. Hal tersebut menunjukkan bahwa kristal steviosida memiliki

tingkat kemanisan 100 kali sukrosa.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka persen yield kristal

steviol glikosida yang didapat untuk sampel 1 dan sampel 2 sebesar 3,27% dan 1,23%

(b/b). Sedangkan persen yield isolat steviol glikosida untuk sampel 3, 4, dan 5 sebesar

3,24%, 4,48%, 6,99% (b/b) secara berurutan. Seluruh analisa kualitatif terhadap kristal

dan isolat menunjukkan hasil positif terhadap steviosida, sedangkan pada penetapan

kadar steviosida dalam kristal secara KCKT menunjukan kadar steviosida dalam kristal

1 dan 2 sebesar 45,99% dan 93,17% (b/b). Sedangkan kadar stevosida untuk isolat

sampel 3, 4, dan 5 sebesar 0,76%, 75,39%, dan 6,65% (b/b) secara berurutan. Untuk

analisa organoleptik kristal steviol glikosida didapat formulasi steviosida :

maltodekstrin = 0,05:0,75 yang setara dengan kemanisan sukrosa 5%, sehingga dapat

diketahui bahwa tingkat kemanisan kristal setara dengan 100 kali sukrosa.

Page 16: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

17

SARAN

Melalui penelitian ini, disarankan agar ke depan perlu dicari konsentrasi

optimum isolat steviol glikosida untuk kristalisasi serta perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut untuk melakukan rekristalisasi kristal glikosida, supaya dapat diperoleh

kemurnian glikosida steviol yang lebih tinggi.

UCAPAN TERIMAKASIH

Kami mengucapkan terimakasih kepada DP2M DIKTI yang telah memberikan

dana penelitian, serta kepada pimpinan UKSW yang telah memfasilitasi program ini.

Page 17: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

18

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Steviol Glycoside. http://wenku.baidu.com/view/19c3f4abd1f34693daef3e2b.html [11 April 2011]

Chatsudthipong, Varanuj dan Muanprasat, Chatchai. 2009. Stevioside and related compounds: Therapeutic Benefits Beyond Sweetness. Department of Physiology, Faculty of Science, Mahidol University, Rama 6 Road, Bangkok 10400, Thailand.

Djas, Harmaini Morse Jazid. 2005. Efek Hipoglikemia Zat Pemanis Dari Stevia, Rebaudiana Bertonii Pada Kelinci. http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-1986-harmainimo-1734&q=Obat [12 Mei 2010]

Esmat, A. Abou-Arab, A. Azza Abou-Arab, M. Ferial Abu-Salem. Physico-chemical assessment of natural sweeteners stevioside produced from Stevia rebaudiana bertoni plant. African journal of Food Science Vol.4(5) pp.269-281

Geuns, jan M.C. 2003. Molecules of Interest Stevioside. Laboratory of plant Physiology, Chatolic University of Leuven, Kasteelpark Arenberg 31, B3001 leuven, Belgium.

Gibbs, J.W., 1948. Collected works, Vol. 1. New AYork: Longmans Green. Hedge, JE. Hofreiter (1962) In: Carbohydrate chemistry, 17 (Eds. Whistler RL and Be

Miller JN), Academic press, New York. Inamake, M.R., P.D. Shelar, M.S. Kulkarni, S.M. Katekar, Tambe Rashmi. 2010.

Isolation and Analitical Characterization of Stevioside from Leaves of Stevia Rebaudiana Bert; (Asteraceae). Tambe R et al/ IJRAP, 1 (2) 572-581

Jones, A. G. 2002. Crystallization System Process. P 77-79. Butterworth-Heinemann, An imprint of Elsevier Science, Linacre House, Jordan Hill, Oxford OX2 8DP, 225 Wildwood Avenue, Woburn, MA 01801-2041

Kumar, Sampath dan N.J. Lincrof, 1986. Method for Recovery of Stevioside. United States Patent. Patent number: 4,599,403

Kroyer, Gerhard. 2010. Stevioside and Stevia-sweetener in food: application, stability and interaction with food ingredients. Journal of Consumer Protection and Food Safety. Switzerland.

Leuber, Ingo H. 2010. Precision Crystallization Theory and Practice of Controling Crystal Size, P30-37. CRC Press Taylor & Francis Group 6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300. Boca Raton, FL 33487-2742

Martono, Yohanes., Y. E. Kristiyanto, D. Lestari, F. Indah L., Messach Iman A.P. 2009. Kristalisasi dan Praformulasi Steviosida dari Stevia rebaudiana (Bert.) sebagai Pemanis Alami Rendah Kalori. Yogyakarta: Prosiding Seminar Pengembangan Teknologi Berbasis Bahan Baku Lokal, Auditorium Fakultas Teknologi Pertanian-Universitas Gajah Mada.

Martono, Yohanes., R. Setyowati., A. S. Wahyuni. 2011. Optimalisasi Teknik Kristalisasi dan Pra-formulasi Stevosida dari Stevia rebaudiana Bert. Sebagai Pemanis Alami Rendah Kalori Untuk Alternatif Pengganti Gula. Laporan Hibah Bersaing Tahun 2011. DIKTI; Indonesia.

Meilgaard, Morten, dkk. 1999. Sensory Evaluation Techniques, P195-197. Boca Raton, London, New York, Washington: CRC Press.

Page 18: OPTIMASI METODA KRISTALISASI STEVIOSIDA BERBASIS AIR …

19

Miers, H.A. dan F. Isaac. 1970. The spontaneous crystallization of binary mixtures. Proceeding of the Royal Society, A79, 322-351

Moraes, Ĕlida de Paula., Machado, Nádia Regina Camargo Fernandes. 2001. Clarification of Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni extract by adsorption in modified zeolites. Maringá, 23 (6), 1375-1380.

Mudjajanto, E.S. 2005. Keamanan Jajanan Tradisional. http://www.kompas.com/kompas-cetak/0502/17/ilpeng/1563189.htm. [12 Mei 2010]

Mrizky. 2009. Sweetener for Diabetic. http://mrizkychemicalengineer.blogspot.com/ [6 Mei 2012]

Phillips, K.C. 1987. Stevia: steps in developing a new sweetener. In: T. H. Grenby (Ed.), Developments in Sweeteners 3, Elsevier, New York, p. 1.

Trickova, M., L. Matlova, L. Dvorska, I. Pavlik. 2004. Kaolin, bentonite,and zeolites ad feed supplements for animals: health advantages and risks. Vet. Med. –Czech, 49, 2004 (10): 389-399

Sessa, David J. dan Wing Robert E., 1986. Methal chelation of corn protein products/citric acid derivatives generated via reactive extraction. Industrial Crops and Product 10, 55-63