OPTIMASI SENTRIFUGASI DAN FORMULASI TABLET EFFERVESCENT TEH HIJAU DALAM UPAYA PENINGKATAN

UMUR SIMPANNYA

Tesis

Untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam memperoleh derajat gelar S-2

Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Jurusan Ilmu- Ilmu Pertanian

Diajukan oleh : Agoestijah Moelat Andajani

22837/II-1/665/05

Kepada SEKOLAH PASCA SARJANA

UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA

2007

iv

Kupersembahkan untuk Suami belahan jiwaku, Ilham Muslimin....... Yang senantiasa mendukung dan memberi semangat dalam setiap langkah perjalanan hidupku dan selalu mengingatkanku akan tujuan-tujuanku...... Anakku tercinta Najwa Humaira Dirostrimila .......... Yang senantiasa memberikan warna, membangkitkan semangat dan menentramkan hatiku Ibunda tercinta, Moekti Soetrisno....... Yang senantiasa memberi doa, nasehat dan membangkitkan semangat untuk selalu tabah dalam menjalani kehidupan didunia ini

v

PRAKATA

Alhamdulilah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan

hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.

Tesis ini dilakukan untuk memenuhi salah satu persyaratan yang harus

ditempuh guna mencapai gelar Magister dari Fakultas Teknologi Pertanian Jurusan Ilmu

dan Teknologi Pangan, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Atas terselesaikannya tesis dengan judul Optimasi Sentrifugasi Dan Formulasi

Tablet Effervescent Teh Hijau Dalam Upaya Peningkatan Umur Simpannya, penulis

ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kepala Badan Pengawas Obat dan Makanan yang telah memberi kesempatan

kepada penulis untuk mengikuti Program Pendidikan Pasca Sarjana S-2

2. Dr. Ir. Pudji Hastuti, selaku Pengelola Program Studi Ilmu dan Teknologi

Pangan, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

3. Dr. Ir. Supriyadi, M.Sc selaku pembimbing I yang telah membimbing dengan

sabar, membantu memberikan jalan untuk penyediaan bahan penelitian dan

senantiasa menyediakan waktu bagi penulis untuk konsultasi dan diskusi.

4. Ir. Suwedo Hadiwiyoto, MS. MPhil selaku pembimbing II yang telah

membimbing, membuka pikiran dan wawasan kepada penulis.

5. Prof. Dr. Ir. Sutardi, MAppSc ; Prof. Dr. Ir. Purnama Darmadji atas segala

saran dan kritis untuk kesempurnaan tesis penulis

6. PT. Pagilaran yang telah berbaik hati menyediakan bahan baku the hijau kering

7. Rekan-rekan S2 ITP angkatan 2005 yang telah banyak membantu dalam saran

dan memberikan semangat penulis selama pengerjaan tesis ini

8. Pak Kiyo dan pak Sunu atas bantuan administratifnya selama penulis belajar di

FTP UGM

vi

9. Semua laboran dilaboratorium- laboratorium Fakultas Teknologi Pertanian yang

telah membantu penulis selama melakukan penelitian laboratorium terutama Pak

Rahmat, Pak Haq, Mbak Par dan Pak bambang dari Fakultas Farmasi UGM atas

bantuan serta semangatnya dalam melayani mahasiswa.

10. Ibu, Kakak-kakak, Suami dan Anakku tercinta atas dorongan semangat dan

doanya

Penulis menyadari bahwa tesis ini masih belum sempurna. Karena itu penulis

mengharapkan kritik dan saran yang ditujukan demi kesempurnaan tesis ini.

Akhir kata penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi semua

pihak yang membutuhkan.

Yogyakarta, 29 Juni 2007

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN PERSEMBAHAN iv

PRAKATA v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

ABSTRAK x

I. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar belakang 1

1.2. Tujuan Penelitian 4

1.2.1. Tujuan Umum 4

1.2.1. Tujuan Khusus 4

II. TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1. Teh Hijau 5

2.1.1. Arti dan Manfaat Teh Hijau 5

2.1.2. Pembuatan teh hijau instan 6

2.2. Tablet Effervescent 8

viii

2.2.1. Deskripsi 8

2.2.2. Pembuatan tablet effervescent teh hijau 10

2.2.3. Bahan baku tablet effervescent 13

2.2.3.1. Sumber karbonat 13

2.2.3.2. Sumber asam 13

2.2.3.3. Bahan Pelicin 15

2.3. Umur simpan 17

2.4. Response Surface Method 19

2.5. Landasan Teori 21

2.6. Hipotesa 23

III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 24

3.1. Bahan penelitian 24

3.2. Peralatan penelitian 24

3.3. Tempat Penelitian 24

3.4. Metode Penelitian 24

3.4.1. Optimasi Proses sentrifugasi ekstrak teh hijau 25

3.4.2. Pembuatan teh hijau Instan 25

3.4.3. Pembuatan granula teh hijau 26

3.4.4. Optimasi Formula Tablet Effervescent Teh Hijau 27

3.4.5. Penentuan Umur Simpan Tablet Effervescent teh hijau 28

3.5. Analisa 32

3.5.1. Analisa Padatan Terlarut 32

3.5.2. Waktu hancur tablet effervescent teh hijau 32

3.5.3. Analisa total polifenol 32

ix

3.5.4. Analisa senyawa katekin 32

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 34

4.1. Optimasi Proses Sentrifugasi Ekstrak Teh Hijau dengan

Response Surface Method 34

4.2. Pembuatan Tablet Effervescent Teh Hijau 36

4.2.1. Pengaruh granulasi teh hijau terhadap waktu hancur

tablet efervescent teh hijau 36

4.3. Optimasi Formula Tablet Effervescent Teh Hijau 40

4.4. Umur Simpan Tablet Effervescent Teh Hijau 43

4.5. Kandungan Senyawa Polifenol 48

4.6. Kandungan Senyawa Katekin 49

V. KESIMPULAN DAN SARAN 52

5.1. Kesimpulan 52

5.2. Saran 52

DAFTAR PUSTAKA 54

LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Variasi penggunaan asam sitrat dan natrium bikarbonat 28

Tabel 3.2. Desain matrik kecepatan sentrifugasi dan waktu sentrifugasi 30

Tabel 3.3. Desain matrik variabel asam sitrat dan natrium bikarbonat 31

Tabel 4.1. Data persamaan garis masing-masing suhu penyimpanan 45

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Diagram alir proses sentrifugasi ekstrak teh hijau 25

Gambar 3.2. Diagram alir pembuatan instan teh hijau 26

Gambar 3.3. Diagram alir pembuatan granula teh hijau 27

Gambar 3.4. Diagram alir formula tablet effervescent teh hijau 28

Gambar 4.1. Surface plot kecepatan sentrifugasi terhadap

waktu sentrifugasi 35

Gambar 4.2. Countour plot kecepatan sentrifugasi terhadap

waktu sentrifugasi 35

Gambar 4.3. Pengaruh pemberian PVP terhadap waktu hancur

tablet effervescent teh hijau. 37

Gambar 4.4. Pengaruh ukuran granul terhadap waktu hancur

tablet effervescent teh hijau 37

Gambar 4.5. Countour plot optimasi formulasi tablet effervescent

teh hijau dengan variable bergerak rasio asam sitrat

dan Na Bicarbonat 41

Gambar 4.6. Surface plot Optimasi Formulasi Tablet Effervescent

Teh Hijau dengan variable bergerak rasio asam sitrat

dan Na Bicarbonat 42

Gambar 4.7.Grafik Arrhenius untuk indikator kerusakan

waktu hancur 46

Gambar 4.8. Penurunan kandungan total polifenol selama proses

pembuatan instan teh hijau. 48

Gambar 4.10. Penurunan kandungan senyawa katekin 50

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Padatan Total terlarut setelah sentrifugasi

Lampiran 2. Perhitungan jumlah polifenol dalam sampel

Lampiran 3. Penentuan Umur simpan Tablet Effervescent Teh Hijau

Lampiran 4. Optimasi proses sentrifugasi ekstrak teh hijau dengan variable kecepatan sentrifugasi dan waktu sentrifugasi

Lampiran 5. Optimasi Formulasi tablet effervescent teh hijau dengan variable bergerak rasio asam sitrat & Na bicarbonat Lampiran 6. Kromatogram senyawa flavanol dalam ekstrak teh sebelum

sentrifugasi, sesudah sentrifugasi dan instan teh hijau

xiii

INTISARI

Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan tablet effervescent teh hijau (TETH) dengan waktu hancur = 2 menit dan umur simpan yang lama. Ekstrak teh hijau disentrifugasi dengan kekuatan 3700-5700 g dengan variasi waktu 10-30 menit. Penentuan kondisi optimum sentrifugasi dilakukan menggunakan Respone Surface Method (RSM) dengan padatan terlarut sebagai parameter kritis. Hasil sentrifugasi pada kondisi optimum dikeringkan dengan spray drier pada suhu 105°C sehingga dihasilkan teh hijau instant. Teh hijau instant selanjutnya digunakan sebagai bahan untuk penentuan optimasi formulasi tablet effervescent. Optimasi formula menggunakan metoda RSM., dan waktu hancur sebagai parameter kritis. Asam sitrat dan sodium bikarbonat digunakan sebagai variable bergerak (1,8: 1; 1,2:1; dan 0.5: 1). Selanjutnya, formula tablet efervescent optimum digunakan untuk keperluan pembuatan tablet. Produk yang dihasilkan ditentukan umur simpannya dengan menggunakan metoda accelerated test.

Sentrifugasi dengan kekuatan 6400 g selama 26 menit merupakan kondisi optimum untuk sentrifugasi esktrak teh hijau. Sedangkan rasio asam sitrat dan sodium bikarbonat = 1,2: 1 merupakan kondisi optimum pada formulasi tablet effervescent, dengan disintegration time kurang dari 98 detik. Umur simpan produk masih pendek, ± 2 bulan pada suhu 27°C belum memenuhi persyaratan perdagangan (12 bulan).

Kata kunci : teh hijau, tablet effervescent, response surface method, umur simpan

xiv

ABSTRACT

This research aims were to produce green tea effervescent tablet with disintegration time = 2 minutes. Green tea extracts were centrifugated at 3.700-57.00 g 10-30 minutes. Prediction of optimum condition was determined by Response Surface Method (RSM), insoluble solid as a critical parameter. The supernatant was dried over spray drier to produced green tea instant. Green tea instant was then granulated with PVP as granulating agent before used as material for preparing efferevescent tablet. Response Surface Method (RSM) used to optimize the composition of citric acid and sodium bicarbonate, disintegration used as critical parameter. Centrifugation at level of 6.400 g for 26 minutes was observed as the optimum condition for green tea extract preparation and granulation process was essential conducted for green tea instant in the preparation of effervescent tablet. And, the ratio of citric acid and sodium bikarbonat = 1,2:1 observed as the optimum condition for getting disintegration time less than 100 second. The product’s shelf life at 27°C is still short ± 2 month. Further investigation are needed to solve this problem.

Keyword : green tea, granulation, centrifugation, effervescent tablet, response surface method

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beberapa tahun terakhir konsumsi makanan cenderung mengarah pada

makanan kesehatan. Hal tersebut dipengaruhi oleh makin tingginya kesadaran masyarakat

terhadap kesehatan. Makanan kesehatan dalam bentuk suplemen dapat berupa vitamin,

mineral ataupun serat. Masyarakat juga makin menyukai produk-produk instant karena

alasan praktis, mudah dan cepat penyajiannya. Perubahan pola konsumsi masyarakat

terjadi karena tingkat kesibukan masyarakat yang makin padat.

Teh merupakan salah satu minuman yang banyak dikonsumsi oleh hampir

seluruh masyarakat dunia. Efek positif teh bagi kesehatan terutama diberikan oleh

kandungan senyawa polifenol, khususnya kelompok flavan-3-ol (katekin dan

turunannya). Ekstrak polifenol dari teh merupakan antioksidan kuat sehingga dapat

mencegah berbagai macam penyakit seperti hipertensi, jantung, kanker dan mencegah

karies gigi serta menghilangkan bau mulut. Senyawa tersebut diketahui banyak dijumpai

pada teh hijau daripada teh hitam maupun teh wangi. Akan tetapi, masyarakat Indonesia

lebih banyak mengkonsumsi teh hitam dibanding teh hijau karena alasan cita rasanya

lebih enak dan diminati.

Bagi kalangan konsumen tertentu teh hijau cenderung kurang disukai karena

rasa pahit dan sepat yang ditimbulkan oleh senyawa katekin. Untuk memperoleh efek

kesehatan yang optimal dibutuhkan 4-5 cangkir teh hijau per hari sehingga dapat

menimbulkan kebosanan. Salah satu cara untuk memecahkan masalah ini adalah dengan

mengekstrak teh hijau, menambahkan bahan-bahan lain (pemanis dan asam) untuk

2

menutupi rasa pahit dan sepat dan jika dimungkinkan dibuat dalam dosis sekali minum.

Pembuatan tablet effervescent diharapkan dapat menutupi rasa pahit dan sepat supaya teh

hijau lebih dapat diterima oleh masyarakat luas. Tablet effervescent memiliki

karakteristik praktis dalam penggunaan dan mudah penyajiannya. Dengan demikian

tablet effervescent diharapkan mampu menaikkan daya tarik dan minat masyarakat untuk

mengkonsumsi mengkonsumsi teh hijau dalam bentuk tablet.

Tablet effervescent yang merupakan salah satu bentuk minuman instant yang

lebih banyak dimanfaatkan sebagi produk farmasi seperti multivitamin, suplemen mineral

dan minuman penyegar. Effervescent dibuat dalam bentuk tablet yang ditambah asam

sitrat dan Natrium bicarbonat. Adanya kedua senyawa tersebut dilarutkan dalam air

akan menghasilkan gas CO2. Efek gelembung gas CO2 yang ditimbulkan oleh larutan

tablet antara lain membantu membangkitkan kesukaan dan meningkatkan penerimaan

masyarakat akan teh hijau. Keberadaan CO2 dalam larutan tablet effervescent

menghasilkan sensasi menyegarkan pada saat diminum.

Penelitian tablet effervescent teh hijau pernah dilakukan oleh Rohdiana

(2002), tentang variasi komposisi rasa asam dan manis untuk memperoleh seduhan

tablet effervescent teh hijau yang disukai. Problem yang dihadapi dalam penelitian

tersesebut adalah rata-rata waktu hancur dalam air dingin masih tinggi yaitu sekitar 3.2 –

3.8 menit. Waktu hancur tersebut belum memenuhi persyaratan produk effervescent,

yakni harus kurang dari 2 menit ( Anonim, 1999). Hal ini kemungkinan besar disebabkan

oleh masih banyak komponen tidak larut yang terdapat didalam ekstrak teh hijau.

Penelitian terbaru (Verawati, 2006) mencoba memperbaiki tablet effervescent teh hijau

dilakukan dengan membuat granulasi teh hijau instan dan ternyata diperoleh waktu

3

hancur yang memenuhi persyaratan mutu effevescent yaitu = 2 menit. Meskipun waktu

hancur telah dapat memenuhi ketentuan mutu effervescent, akan tetapi umur simpannya

relatif masih pendek, yakni kurang dari 2 hari pada suhu 27°C. Faktor yang diduga

sebagai penyebab antara lain tinggginya padatan terlarut yang dikandung pada ekstrak teh

hijau dan proses granulasi pada komponen teh hijau instan yang belum sempurna.

Kandungan padatan ter larut didalam ekstrak teh hijau yang tinggi diperoleh dengan

hanya melakukan penyaringan, oleh sebab itu perlu tambahan tahapan sentrifugasi

setelah penyaringan.

Teh hijau instan yang dihasilkan dari pengeringan dengan spray drier

merupakan partikel sangat halus sehingga sulit larut saat diseduh karena absorbsi cairan

oleh partikel relatif kecil, bahkan sebagian besar partikel mengapung. Untuk itu

dilakukan granulasi teh hijau instan untuk membentuk agregat agar kelarutan partikel

makin tinggi.

Secara teknis inti permasalahan adalah waktu hancur tablet effervescent teh hijau

masih belum memenuhi persyaratan dan umur simpan relatif singkat. Dengan proses

sentrifugasi yang optimal, proses granulasi yang lebih baik serta optimasi formula tablet

effervescent teh hijau yang tepat diharapkan dapat memperbaiki waktu hancur dan dapat

meningkatkan umur simpannya. Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah

menghasilkan pengetahuan mengenai tablet effervescent teh hijau yang memenuhi

persyaratan waktu hancur = 2 menit ( Anonim, 1999).

4

1.2. Tujuan Penelitian

1.2.1. Tujuan Umum

Menghasilkan tablet effervescent teh hijau yang memenuhi persyaratan waktu

hancur = 2 menit (Anonim,1999) dan umur simpan yang lama .

1.2.2. Tujuan Khusus

a. Menentukan kondisi optimum proses sentrifugasi ekstrak teh hijau

b. Menentukan perlu tidaknya perlakuan granulasi pada teh hijau instan

c. Menentukan formula yang tepat untuk membuat tablet effervescent teh hijau yang

dapat memenuhi persyaratan waktu hancur = 2 menit (Anonim, 1999)

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teh Hijau

2.1.1. Arti dan manfaat

Teh hijau dibuat dari daun dan tangkai muda tanaman teh yang diolah tanpa

proses fermentasi. Teh hijau Indonesia berasal dari varietas assamica yang diolah

dengan sistem panning yaitu inaktivasi enzim menggunakan udara panas (Bambang,

2000), selanjutnya digulung agar memar sehingga cairan sel berdifusi ke permukaan daun

dan diakhiri dengan pengeringan.

Proses pembuatan teh hijau meliputi 4 tahapan yaitu pemanasan , penggulungan,

pengeringan dan sortasi. Proses pemanasan pada suhu 90°C - 100°C selama ± 5 menit

bertujuan untuk inaktivasi enzim polifenol oksidase sesegera mungkin untuk

menghindari oksidasi katekin menjadi theaflavin dan thearubigin pada saat daun teh

digulung. Inaktivasi enzim polifenol oksidase dapat dilakukan dengan dua cara yaitu

steaming (uap panas) dan panning (udara panas). Sedangkan proses penggulungan

dimaksudkan untuk mengeluarkan cairan sel ke bagian permukaan daun yang memar.

Proses pengeringan pada suhu ± 110-135°C sampai kadar air teh hijau mencapai

3-4 %bk. Dari cara dan tahapan pengolahan tersebut dihasilkan jenis-jenis mutu teh

hijau Indonesia yaitu jenis peko, lokal, jikeng dan tulang. Ditinjau dari asal daunnya,

kualitas teh hijau jenis super adalah yang paling tinggi, diikuti dengan jenis Lokal, Jikeng

dan Gagang (Supriyadi, 1995a). Sedangkan jenis-jenis mutu teh hijau Cina adalah Gun

Powder, Chun Mee dan Sow Mee.

6

Daun teh segar banyak mengandung senyawa polifenol terutama kelompok

flavan-3-ol (katekin dan turunannya) sekitar 30 % dari total berat kering (Gulati et al,

2003). Menurut Susanne M Henning et al.,2004 kandungan utama polifenol teh hijau

adalah epigallocatechin-3-gallate (EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin-3-

gallate(ECG) dan epicatechin (EC).

Polifenol teh hijau mempunyai banyak manfaat kesehatan sebagai antikolesterol

(Krishnan dan Maru, 2004), antihipertensi (Lu et al., 2004), antimikrobia (Akachi dan

Ichihara, 1997), mencegah penyakit jantung dan kanker (Lin et al., 1996; Gall et

al.,2004; Rio et al., 2004), mencegah karies gigi (Sakanaka, 1997), menghambat

perkembangan dan penempelan sel bakteri penyebab penyakit gigi “Porphromonas

Gingivalis” (Sakanaka dan Yamamoto, 1997), dan menghilangkan bau mulut (Hibino

dan Sakanaka, 1997).

2.1.2. Pembuatan teh hijau instan

Ekstraksi teh dilakukan dengan cara merendam sejumlah bubuk teh dalam

sejumlah air mendidih yang bertujuan untuk memisahkan komponen larut dan tidak larut

dalam air. Efisiensi ekstraksi teh dipengaruhi oleh besar dan keseragaman ukuran serta

suhu dan waktu penyeduhan bubuk teh yang digunakan. Untuk memperbaiki proses

ekstraksi pada teh hijau jenis peko super yang merupakan partikel tergulung padat maka

diperlukan pengecilan ukuran partikel terhadap teh hijau. Nurharini (1997) menyatakan

bahwa ukuran partikel teh hitam yang optimal untuk proses ekstraksi adalah 10-25 mesh.

Rochdiana (2002), melakukan ekstrasi teh hijau jenis super peko dengan air panas

± 98°C selama 10 menit dengan perbandingan bubuk teh hijau terhadap air panas (g : ml)