PENGARUH KONSENTRASI WHEY PROTEIN ISOLATE TERHADAP TINGKAT KEPAHITAN DAN

KARAKTERISTIK FISIKOKIMIA DARI TEMU HITAM (Curcuma aeruginosa Roxb) KERING YANG

DIENKAPSULASI

EFFECT OF WHEY PROTEIN ISOLATE CONCENTRATION ON BITTERNESS AND PHYSICO-

CHEMICAL CHARACTERISTICS OF ENCAPSULATED DRIED BLACK CURCUMA (Curcuma aeuroginosa Roxb)

TESIS

Oleh :

MONANG SIHOMBING

15.I3.0005

PROGRAM MAGISTER TEKNOLOGI PANGAN

UNIVERSITAS KATHOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG 2017

PENGARUH KONSENTRASI WHEY PROTEIN ISOLATE TERHADAP TINGKAT KEPAHITAN DAN

KARAKTERISTIK FISIKOKIMIA DARI TEMU HITAM (Curcuma aeruginosa Roxb) KERING YANG

DIENKAPSULASI

ii

EFFECT OF WEY PROTEIN ISOLATE CONCENTRATION ON BITTERNESS AND PHYSICO-

CHEMICAL CHARACTERISTICS OF ENCAPSULATED DRIED BLACK CURCUMA (Curcuma aeuroginosa Roxb)

TESIS

Diajukan kepada Program Magister Teknologi Pangan Universitas Katolik

Soegijapranata untuk memenuhi persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Magister Teknologi

Pangan

Oleh: Monang Sihombing 15.I3.0005

PROGRAM MAGISTER TEKNOLOGI PANGAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG 2017

iii

PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini saya, Monang Sihombing (15.I3.0005), peserta

Program Magister Teknologi Pangan.

Menyatakan:

Bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

magister di suatu perguruan tinggi. Sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya

atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara

tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Demikian pernyataan ini dibuat dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Semarang, 13 Desember 2017

Monang Sihombing

v

ABSTRAK Rasa merupakan salah satu parameter penerimaan suatu makanan, dan rasa pahit secara umum tidak disukai. Temu hitam ( Curcuma aeruginosa Roxb) dengan kandungan senyawa aktifnya, terbukti memiliki manfaat bagi kesehatan, namun terbatas pemanfaatanya sebagai obat dan bumbu masak karena rasa pahit yang menyertainya. Teknologi enkapsulasi telah lama digunakan untuk memberikan pelindung fisik bagi komponen inti di dalamnya, sehingga dapat membatasi interaksi fisiologis perifer mulut dengan sel sensor pahit. Tujuan penelitian ini adalah melihat pengaruh penambahan konsentrasi Whey Protein Isolate (WPI) sebagai penyelaput terhadap tingkat kepahitan serta karakteristik fisikokimia dari temu hitam yang di enkapsulasi dalam bentuk es krim. Penelitian ini menggunakan tiga konsentrasi WPI yaitu 10%, 15% dan 20%. Hasil uji morfologi partikel SEM dari serbuk temu hitam menujukkan penyelaputan sempurna terjadi pada serbuk temu hitam-WPI 10%, yang berakibat pada persepsi responden dalam uji sensori yang menyatakan serbuk temu hitam-WPI 10% paling rendah tingkat kepahitanya diatara konsentrasi yang lain serta terjadi pergeseran tingkat kesukaan pada produk es krim dari tingkat tidak suka menjadi suka. Penambahan konsentrasi WPI dalam temu hitam didapati berpengaruh terhadap aktivitas air yang rendah, peningkatan total padatan dan kandungan protein kasar di dalam serbuk dibandingkan dengan filtrat temu hitam tanpa WPI. Uji deteksi saponin positif dan diperoleh kadar konsentrasi kukurmin dari serbuk temu hitam, mengindikasikan WPI sebagai penyelaput mampu melindungi komponen aktif didalam serbuk temu hitam. Kata kunci : Enkapsulasi, Temu hitam, Whey Protein Isolate, SEM, Tingkat kepahitan

vi

Abstract

Flavor is one of the acceptance parameters of a food, and bitter taste is generally not favored. Black curcuma (Curcuma aeruginosa Roxb) with its active ingredient compounds, proved to have health benefits, but limited in use as a medicine and spices due to the bitter taste. Encapsulation technology has long been used to provide a physical barier for the core components, limiting the physical peripheral interactions with the bitter censor cells on the mouth. The purpose of this research is to see the effect of the Whey Protein Isolate (WPI) concentration as a physical barier to the bitterness level and physicochemical characteristics of black curcuma in the form of ice cream. This study uses three concentrations of WPI that is 10%, 15% and 20%. SEM morphological test results showed the perfect encapsulation occurred at black curcuma- WPI 10% powders, which resulted in perception of respondents in sensory test that powder of Temu hitam-WPI 10% has lowest level of bitterness among other concentration and increasing acceptance level of bitterness in the ice cream products. The addition of WPI concentrations in temu hitam was found to have an effect on low water activity, an increase in total solids and crude protein content in powders compared to temu hitam filtrate without WPI. Positive saponin detection test and obtained concentration of cucurmin from black curcuma powders, indicating WPI as a membrane able to protect the active component in it.

Keywords: black curcuma, bitterness, encapsulation, SEM, Whey Protein Isolate

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah melimpahkan

segala kasih karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis dengan

judul “Pengaruh Penambahan Konsentrasi WPI Terhadap Tingkat Kepahitan Dan

Karakteristik Fisiokimia dari Filtrat Temu Hitam (Curcuma Aeruginosa Roxb) yang di

Enkapsulasi”. Adapun penyusunan laporan ini merupakan salah satu syarat untuk

mencapai gelar Magister Teknologi Pangan di Program Magister Teknologi Pangan,

Universitas Katolik Soegijapranata, Semarang.

Penulis banyak mendapatkan bantuan, bimbingan, pengarahan , dukungan, dan doa dari

berbagai pihak, mulai dari awal pencarian topik hingga terselesaikannya laporan tesis

ini. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, saya menyampaikan ucapan terima

kasih, antara lain kepada:

1. Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria yang telah memberikan berkat dan

penyertaanNya yang sempurna kepada penulis dalam penulisan tesis ini.

2. Dr. Victoria Kristina Ananingsih, ST., MSc selaku pembimbing utama dan Dr. R.

Probo Yulianto Nugrahedi, S.TP., MSc selaku pembimbing pendamping.

3. Dr. A. Rika Pratiwi, MSi dan Dr. Ir. Lindayani, MP selaku team penguji.

4. Yayasan Satya Wacana, Rektorat dan Dekan FKIK serta kepala Program Studi

Teknologi pangan Universitas Kristen Satya Wacana yang telah memberikan

kesempatan beasiswa untuk melanjutkan studi magister.

5. Orang tua, istri dan anak-anakku yang tiada lelah memberikan dukungan.

6. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Program Magister Teknologi Pangan serta pihak-

pihak lain yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu.

Penulis mohon maaf apabila dalam laporan ini terdapat banyak kesalahan dan

kekurangan yang tidak disengaja. Penulis berharap semoga laporan tesis ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak.

Semarang, 13 Desember 2017

Monang Sihombing

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN PERNYATAN .............................................................................................. iii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................................... iv ABTRAK ........................................................................................................................... v ABTRACT .......................................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ...................................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ............................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................... xiii

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ..................................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah ................................................................................................ 3 1.3. Tujuan Penelitian .................................................................................................. 3 1.4. Manfaat Penelitian ................................................................................................ 3

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Temu Hitam .......................................................................................................... 4

2.1.1. Saponin ..................................................................................................... 5 2.1.2. Flavonoid .................................................................................................. 6 2.1.3. Kukurminoid .............................................................................................. 7

2.2. Enkapsulasi ........................................................................................................... 7 2.3. Es krim ................................................................................................................. 11 2.4. Whey Protein ........................................................................................................ 12

III. METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................. 13 3.2. Desain Penelitian ................................................................................................. 13 3.3. Alat dan Bahan .................................................................................................... 14

3.3.1. Alat .......................................................................................................... 14 3.3.2. Bahan ....................................................................................................... 14

3.4. Metode Penelitian ................................................................................................ 15 3.4.1. Pembuatan Filtrat Temu Hitam ............................................................... 15 3.4.2. Pembuatan Bubuk Temu Hitam .............................................................. 15 3.4.3. Pembuatan Es Krim ................................................................................. 15

3.5. Analisa Karakteristik Fisikokimia ....................................................................... 16 3.5.1. Analisa Karakteristik Fisik ...................................................................... 16 3.5.2. Analisa karakteristik Kimia ..................................................................... 17

ix

3.6. Tingkat Penerimaan Sensori ................................................................................ 19 3.7. Performa Mesin Pengering Spray Drying ........................................................... 19 3.8. Analisa Data ........................................................................................................ 20

IV. HASIL PENELITIAN 4.1. Performa Mesin Pengering Spray Drying ........................................................... 21

4.1.1. Waktu Proses dan Flow Rate ................................................................... 21 4.1.2. Suhu operasional ..................................................................................... 22 4.1.3. Hasil Spray dan Atomizer ........................................................................ 22

4.2. Karakteristik Fisikokimia Bubuk Temu Hitam 4.2.1. Karakteristik Fisik ................................................................................... 23

a. Analisa warna bubuk temu hitam ....................................................... 23 b. Total Padatan ...................................................................................... 25 c. Aktivitas Air (aw) ................................................................................ 26 d. Kandungan Air ................................................................................... 27 e. Kelarutan Bubuk ................................................................................. 28 f. Analisa Morfologi Partikel Bubuk ...................................................... 28

4.2.2. Karakteristik Kimia ................................................................................. 30 a. Analisa Kandungan Protein dan Aktivitas Antioksidan ..................... 30 b. Analisa Kandungan Kukurminoid ...................................................... 31 c. Analisa Saponin .................................................................................. 32

4.3. Tingkat Penerimaan Sensori ................................................................................ 33

V. PEMBAHASAN 5.1. Karakteristik Fisik Bubuk Temu Hitam .............................................................. 36

5.1.1. Warna ....................................................................................................... 36 5.1.2. Aktivitas Air (aw) dan Total Padatan ....................................................... 37 5.1.3. Morfologi Partikel Bubuk Temu Hitam ................................................... 39

5.2. Karakteristik Kimia Bubuk Temu Hitam ............................................................ 40 5.2.1. Aktivitas Antioksidan ............................................................................... 40 5.2.2. Total Kandungan Protein .......................................................................... 41

5.3. Uji Penerimaan Rasa Sensori .............................................................................. 41

VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan .......................................................................................................... 43 6.2. Saran .................................................................................................................... 43

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 45

LAMPIRAN ...................................................................................................................... 58

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Waktu proses dan flow rate produksi bubuk temu hitam ..................................... 21 Tabel 2. Hasil uji warna masing-masing kosentrasi bubuk temu hitam-WPI .................... 24 Tabel 3. Nilai Signifikansi intensitas warna pada bubuk temu hitam ................................ 25 Tabel 4. Uji lanjut intensitas nilai L* pada bubuk temu hitam ........................................... 26 Tabel 5. Uji lanjut intensitas nilai b* pada bubuk temu hitam ............................................ 27 Tabel 6. Total padatan bubuk temu hitam dengan penambahan WPI ................................. 28 Tabel 7. Nilai signifikansi total padatan pada bubuk temu hitam ...................................... 28 Tabel 8. Uji lanjut nilai total padatan pada bubuk temu hitam .......................................... 29 Tabel 9. Aktivitas air (aw) pada bubuk temu hitam dengan penambahan WPI ................... 29 Tabel 10. Nilai signifikansi aktivitas air pada bubuk temu hitam ...................................... 30 Tabel 11. Kandungan air bubuk temu hitam dengan variasi penambahan WPI ................. 30 Tabel 12. Nilai signifikansi kandungan air pada bubuk temu hitam .................................. 31 Tabel 13. Kelarutan bubuk temu hitam dengan variasi penambahan kosentrasi WPI ....... 32 Tabel 14. Nilai signifikansi uji kelarutan pada bubuk temu hitam ..................................... 32 Tabel 15. Hasil analisa SEM partikel bubuk temu hitam ................................................... 33 Tabel 16. Kandungan protein kasar dan aktivitas akntioksidan bubuk temu hitam ........... 34 Tabel 17. Nilai signifikansi uji kandungan protein kasar dan aktivitas antioksidan bubuk Temu hitam ......................................................................................................... 34 Tabel 18. Uji lanjut statistik kandungan protein kasar pada bubuk temu hitam ................ 35 Tabel 19. Uji lanjut statistik nilai antioksidan pada bubuk temu hitam ............................. 36 Tabel 20. Kadar kukurmin pada bubuk temu hitam ........................................................... 36 Tabel 21. Uji saponifikasi dengan variasi penambahan kosentrasi WPI ............................ 38 Tabel 22. Respon panelis dalam uji ranking tingkat kepahitan .......................................... 39 Tabel 23. Analisa statistik respon koresponden dalam uji ranking tingkat kepahitan ....... 40 Tabel 24. Analisa statistik antar variabel kosentrasi WPI dalam uji ranking ..................... 40 Tabel 25. Respon panelis dalam uji rating tingkat kesukaan ............................................. 41 Tabel 26. Analisa statistik respon koresponden dalam uji rating tingkat kesukaan ............ 41 Tabel 27. Analisa statistik antar variabel kosentrasi WPI dalam uji rating ........................ 42 Tabel 28. Rerata rendemen serbuk perwarna daun suji ...................................................... 45

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. (A) Tanaman C. aeruginosa; (B) Penampakkan bagian dalam C. aeruginosa; (C) Rimpang C. aeruginosa ............................................................................................... 4 Gambar 2. Struktur Saponin ............................................................................................... 5 Gambar 3. Jenis Polifenol (1) Flavonoid, (2) Isoflavonoid dan (3) neoflavonoid ............. 6 Gambar 4. Struktur umum kurkuminoid ............................................................................ 7 Gambar 5. Struktur enkapsulai type matrix (A) dan type agregat (B) ............................... 8 Gambar 6. Tahapan spray drying (1) atomisasi, (2) spray, (3) evaporasi, (4) Pemisahan Produk ................................................................................................................................. 8 Gambar 7. Proses terbentuknya droplet pada proses Spray drying .................................... 9 Gambar 8. Hubungan ukuran partikel terhadap durasi pengeringan yang ditunjukkan dengan warna ..................................................................................................................... 10 Gambar 9. Mekanisme cyclone dalam proses pemisahan partikel ................................... 11 Gambar 10. Desain Penelitian .......................................................................................... 13 Gambar 11. Bagian mesin Spray dryer ............................................................................ 19 Gambar 12. Suhu inlet dan suhu outlet ............................................................................. 22 Gambar 13. Jenis Atomizer, Tekanan atomizer, Hasil penyemprotan dalam chamber .... 23 Gambar 14. Produk bubuk Temu hitam dengan penambahan kosentrasi WPI Sebanyak (A) 10%, (B) 15% dan (C) 20%. ...................................................................................... 23 Gambar 15. Kromatogram hasil uji HPLC Kadar Kurkumin ........................................... 32 Gambar 16. Buih terbentuk pada Uji saponifikasi Bubuk Temu hitam ........................... 33 Gambar 17. Kadar khlorofil pada suhu dan jumlah bahan penyalut yang berbeda .......... 36 Gambar 18. Aktivitas DPPH dari kukurmin dan serbuk kukurmin-WP .......................... 40

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Normalitas , Variansi ANOVA Intensitas Warna Bubuk ............................. 60 Lampiran 2. Uji Normalitas, Analisa varians ANOVA Total Padatan ............................ 62 Lampiran 3. Uji Normalitas, Variansi ANOVA aktivitas air (aw) ................................... 63 Lampiran 4. Uji Normalitas, Variansi ANOVA Protein Kasar ........................................ 63 Lampiran 5. Uji Normalitas, Variansi ANOVA Kelarutan .............................................. 64 Lampiran 6. Uji Normalitas, variansi ANOVA kandungan Air ....................................... 65 Lampiran 7. Uji Normaliatas, Variansi ANOVA Aktivitas Antioksidan ......................... 65 Lampiran 8. Uji korelasi kosentrasi WPI terhadap parameter uji bubuk ......................... 66 Lampiran 9. Kromatogram HPLC Kukurmin .................................................................. 67 Lampiran 10. Uji Friedman – Wilcoxon pada tahap pertama uji ranking ........................ 69 Lampiran 11. Uji Friedman – Wilcoxon pada tahap kedua uji rating ............................... 70 Lampiran 12. Daftar Nama Panelis Uji Sensori ............................................................... 71