Bab II

Tinjauan Pustaka

2.1 Madu

Madu merupakan suatu cairan manis dan kental

yang dihasilkan oleh lebah madu dan beberapa spesies

lainnya. Madu berasal dari nektar atau sari bunga

yang diproduksi oleh bunga pada waktu mekar. Nektar

yang kaya yang kaya akan gula ini dihasilkan oleh

bunga untuk menarik kedatangan hewan penyerbuk [3].

Lebah madu telah banyak dibudayakan di

Indonesia, namun mengenai taksonominya, banyak

perbedaan pendapat antara para pakar menyangkut

jumlah spesies yang ada[22]. Taksonomi lebah madu

adalah sebagai berikut[3] :

Kingdom : Animalia

Filum : Arthropoda

Kelas : Insekta

Subkelas : Pterygota

Ordo : Himenoptera

Family : Apidae

Genus : Apis

Spesies : A. andreniformis, A. florea, A. dorsata,

A.cerana, A. nigrocincta

6

Komposisi terbesar yang terdapat pada madu

adalah karbohidrat (79.7 %). Sedangkan penyusun

yang lain berupa air (17.2 %) dan penyusun minor (3.1

%). Vitamin, mineral, asam, dan protein adalah

penyusun minor pada madu. Karbohidrat pada madu

secara garis besar terdiri dari monosakarida ( 38.2 %

fruktosa dan 31.3 % glukosa), 5.7 % disakarida dan

4.5 % oligosakarida [4]. Madu juga mengandung beta

karoten, flavonoid, asam urat, asam fenolik dan asam

nikotinat. Vitamin yang terkandung pada madu antara

lain vitamin A, B ( B1, B2, B3, B5, B6), C, D, E dan K.

Madu juga mengandung mineral, garam dan zat lain

seperti kalsium, kalium, zat besi, sodium, antibiotika,

dan enzim pencernaan[5].

Madu tidak hanya bermanfaat dalam bidang

pangan, tapi juga bermanfaat dalam bidang kesehatan

dan kecantikan. Dalam bidang pangan, madu

digunakan sebagai pemanis dalam berbagai makanan

dan minuman. Sedangkan dalam bidang kesehatan,

madu antara lain dapat digunakan untuk menjaga

kesehatan mata, memperkuat sel darah putih,

penambah stamina, menstabilkan tekanan darah,

mengobati anemia, alergi, radang tenggorokan,

gangguan pernafasan dan anti oksidan. Sedangkan

dalam bidang kecantikan, madu antara lain bermanfaat

untuk mengencangkan wajah, menganggkat kulit mati,

7

melembutkan dan melembabkan kulit, mempercantik

dan memperindah rambut.[6-9]. Oleh karena manfaatnya

yang melimpah, madu banyak digunakan oleh berbagai

industri sebagai bahan campuran maupun bahan baku

industrinya. Sebagai contohnya, beberapa produk yang

menggunakan madu sebagai bahan dasarnya antara

lain susu, roti, minuman, obat-obatan, masker, sampo,

kondisioner, sabun, toner kulit dan lulur.

Berdasarkan asalnya, madu dapat digolongkan

menjadi dua : madu monofloral dan polifloral. Madu

yang berasal dari satu jenis bunga disebut madu

monofloral sedangkan madu yang berasal dari dua jenis

bunga atau lebih disebut madu polifloral. Madu yang

berasal dari sumber bunga yang berbeda, memiliki

warna dan aroma yang berbeda pula [10]. Yang membuat

madu berwarna kuning keemasan sampai kuning muda

adalah kandungan pigmen karotenoid. Pigmen

karotenoid pada madu tersebut berasal dari tepung sari

bunga sumber nektar yang diambil oleh lebah. Jenis

pigmen karotenoid tersebut antara lain beta karoten

Kandungan beta karoten akan berbeda untuk jenis

madu yang berbeda. Oleh karena itu aktifitas anti

radikal bebas untuk setiap jenis madu juga akan

berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas

antiradikal bebas pada madu kelengkeng lebih besar

dibandingkan dengan madu randu. Tetapi, kadar beta

8

karoten yang terdapat pada madu kelengkeng lebih

kecil dari kadar betakaroten madu randu. Penelitian

tersebut menunjukkan bahwa aktifitas anti radikal

bebas pada madu tidak hanya berdasarkan sumbangan

dari beta karoten saja [5].

2.2 Karotenoid

Karotenoid adalah pigmen berwarnaoranye,

merah dan kuning yang terdapat di bakteria, jamur,

tanaman, dan binatang . Karotenoid meliputi kelas

hidrokarbon (karoten) dan turunannya yang

mengandung oksigen (xantofil). Pada manusia,

karotenoid tidak dapat disintesis secara alami, oleh

karena itu harus diperoleh dari sumber makanan

sehari-hari. Untuk manusia, sumber makanan

karotenoid yang utama adalah dari tanaman (sayur-

sayuran dan buah-buahan). Pada sayuran dan buah-

buahan , karotenoid yang tinggi konsentrasi nya antara

lain likopen, beta karoten, lutein dan zeaxantin[24].

Karotenoid merupakan poliena isoprenoid yang

terdiri dari 8 unit isoprena C5 yang tergabung menjadi

satu. Kelima unit isoprena tersebut terhubung dengan

cara “ kepala ke ekor”, kecuali pada bagian tengahnya

yang merupakan “ ekor ke ekor”. Oleh karena hal

tersebut, struktur molekul karotenoid menjadi simetris.

Kedua gugus metil yang berde ikatan dipisahkan oleh 4

9

atom C, kecuali gugus metil yang dekat dengan pusat

rantai yang dipisahkan oleh 6 atom C. Dari struktur

dasarnya, hampir semua karotenoid dapat terbentuk

secara normal melalui proses hidrogenasi, siklisasi,

oksidasi atau kombinasi dari proses-proses tersebut [24-

27].

Gb. 2.2.1 Isoprena

Gb.2.2.2 Struktur karotenoid (alfa karoten)

Karotenoid sangat bermanfaat dalam bidang

kesehatan. Salah satu nya adalah manfaat beta karoten

sebagai vitamin A yang telah diketahui sejak zaman

dahulu. Manfaat karotenoid melawan kanker, penyakit

hati, dan penyakit degeneratif mata telah banyak

diselidiki. Karotenoid dapat memberikan perlindungan

pada radiasi sinar UV dari matahari yang merupakan

penyebab utama dari kanker kulit.

10

Karotenoid umumnya diekstrakdari tanaman

menggunakan pelarut organik seperti heksana karena

sifatnya yang hidrofobik dan ketidak larutannya dalam

air. Beberapa contoh karotenoid antara lain

astaksantin, anteraksantin, alfa karoten, beta karoten,

fukosantin, neoksantin, lutein dan likopen. Dalam

penelitian ini akan digunakan dua macam karotenoid

yaitu likopen dan beta karoten.

2.2.1 Likopen

Likopen merupakan senyawa karotenoid yang

memberikan warna merah pada beberapa sayur dan

buah-buahan. Likopen banyak ditemukan pada tomat,

semangka, apel, aprikot, wortel, pepaya, ubi merah dan

jambu biji. Likopen larut dalam pelarut hidrofobik kuat

seperti n-heksana, benzena dan kloroform. Likopen

dapat terdegradasi oleh karena beberapa proses antara

lain isomerisasi dan oksidasi (karena pengaruh cahaya,

oksigen, teknik pengeringan, metode pengelupasan dan

penyimpanan).

Likopen merupakan senyawa karotenoid a-siklis

denga rumus molekul C4 OH56. Likopen mempunyai 13

ikatan rangkap dan 11 diantaranya terkonjugasi. Jika

likopen teroksidasi, maka ikatan ganda antar karbon

akan patah dan membentuk molekul yang lebih kecil

dengan ujung berupa –C=O. Gambar 2.3 merupakan

11

strukur kimia likopen.

Gb.2.2.3 Struktur likopen

Likopen bermanfaat sebagai antioksidan.Anti

oksidan adalah substansi yang berfungsi untuk

melindungi tubuh dari radikal bebas dan mencegah

kerusakan yang ditimbulkan oleh nya. Likopen dapat

melindungi sel dari dari kerusakan akibat reaksi

oksigen dengan oksigen singlet. Likopen bermanfaat

dalam mencegah penyakit katarak, kanker, penyakit

jantung. Likopen dengan lipoprotein dapat

menurunkan kadar oksidasi kolesterol sehingga

membantu untuk mencegah kerusakan vaskular.

Likopen banyak ditemukan di tomat, dimana

kandungannya tergantung dari kematangan dan

dimana dia tumbuh. Berbeda dengan pigmen lain yang

akan terdegradasi karena pengolahan, kadar likopen

pada makanan olahan lebih tinggi dari bahan segar[28-

29].

2.2.2 Beta karoten

Beta karoten adalah suatu pigmen berwarna

merah-oranye yang diklasifikasikan sebagai suatu

terpenoid. Beta karoten yang mempunyai rumus

12

molekul C40H56. Sama seperti karotenoid lainnya, beta

karoten menyerap cahaya pada daerah UV dan cahaya

tampak. Kromofor merupakan bagian yang bertanggung

jawab terhadap penyerapan cahaya. Setiap karotenoid

dikarakterisasi berdasarkan absorbsi spektrumnya.

Sehingga spektroskopi absorbansi merupakan suatu

teknik yang penting untuk analisa karotenoid. Posisi

maksimum absorbansi, yang biasanya berjumlah 3

berhubungan dengan jumlahikatan ganda. Posisi

tersebut dipengaruhi oleh panjang kromofor, posisi

akhir ikatan ganda pada rantai maupun cincin atau

pengambilan dari konjugasi satu ikatan rangkap pada

cincin atau kehilangannya karena epoksidasi. Serapan

maksimum pada beta karoten terdapat pada 425 ,451

maupun 478 nm. Gambar 2.2.4 menunjukkan struktur

beta karoten yang terdiri dari 40 atom karbon dengan

ikatan rangkap dua dan tunggal yang berselang-seling.

Gb.2.2.4 Struktur beta karoten

Beta karoten merupakan prekursor vitamin A.

Tidak seperti vitamin A yang dapat menjadi racun bila

dikonsumsi secara berlebihan, beta karoten dapat

dikonsumsi dengan aman dalam jumlah banyak. Beta

karoten dapat ditemukan pada wortel, brokoli, aprikot,13

dan masih banyak sumber yang lainnya. Beta karoten

selain mampu melawan radikal bebas juga dapat

berfungsi sebagai anti penuaan dan anti kanker. Beta

karoten dapat membantumeningkatkan kekebalan

tubuh, oleh karena itu beta karoten telah banyak

digunakan sebagai bagian dari pengobatan maupun

terapi.

2.3 Spektroskopi Near Infrared

Cahaya termasuk dalam gelombang

elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang

dari 300 nm (daerah ultraviolet), meliputi daerah

cahaya tampak (400-700 nm, yang dapat dilihat dengan

penglihatan manusia) sampai daerah infrared (dari

760nm sampai 2500 nm). Saat cahaya berinteraksi

dengan objek, muncul beberapa proses. Cahaya dapat

diserap atau diteruskan, dapat dipantulkan oleh

permukaannya, dihamburkan oleh elemen struktural

nya, atau dapat dipancarkan kembali oleh pigmen-

pigmen internal.

hamburan

Cahaya

Refleksiabsorbsi

transmisi

re-emisi

Gb.2.3.1 Interaksi cahaya dengan objek

14

Spektroskopi adalah suatu kajian dari spektra

dari radiasi elektromagnetik untuk analisa kualitatif

dan kuantitatif dari struktur dan sifat zat. Spektrum

dari sebuah sampel tergantung dari intensitas serapan,

pantulan, terusan, hamburan atau pemancaran

kembali oleh sampel pada panjang gelombang atau

bilangan gelombang dari radiasi elektromagnetik.

Spektroskopi merupakan metode yang sering

digunakan untuk penyelidikan tidak hanya dalam

bidang pertanian namun juga tekstil, farmasi,

kesehatan maupun bidang-bidang yang lain.

Semua material tersusun atas molekul-molekul

dan atom-atom. Jika cahaya dari panjang gelombang

tertentu berinteraksi dengan sebuah objek yang

mempunyai atom dengan frekuensi vibrasi yang sama,

maka atom-atom tersebut akan menyerap energi

cahaya dan akan mengubah energi vibrasi nya menjadi

energi termal oleh karena interaksinya dengan atom-

atom disekitarnya. Cahaya terdiri dari beberapa

frekuensi yang berbeda dan objek akan menyerap

frekuensi tertentu secara selektif. Tipe atom dan

molekul yang berbeda akan menyerap frekuensi yang

berbeda. Salah satu contohnya adalah klorofil yang

menyerap cahaya biru dan merah, yang berarti

memantulkan cahaya hijau. Hal tersebut membuatnya

warna hijau pada daun dapat dibedakan.

15

�

Serapan adalah proses dimana radiasi energi

yang datang pada suatu bahan disimpan tanpa

dipantulkan atau diteruskan (pada benda yang

memungkinkancahaya untuk lewat). Absorbansi

adalah kemampuan dari suatu bahan untuk menyerap

radiasi. Absorbansi (A) secara matematis ditunjukkan

sebagai negatif lorgaritmik dari nilai transmitansi

��bahan. Absorbansi ܣ = −��

బ

= − lg T dimana It adalah

intensitas yang diteruskan; I0 intensitas mula-mula

dan T adalah transmitansi. Sedangkan hubungan

absorbansi dengan reflektan adalah A= log (1/R),

dimana R adalah reflektansi [30,31].

Spektroskopi Near Infrared (NIR) / Inframerah

dekat adalah salah satu jenis spektroskopi vibrasi yang

menggunakan energi foton (ℎ�) dalam rentang energi

dari 2.65 x 10-19 hingga 7.96 x 10-20 J yang

berhubungan dengan panjang gelombang 750-2500 nm

(13,300 – 4,000 cm-1). Spektroskopi NIR dapat

digunakan untuk analisa kuantitatif maupun kualitatif

dari sampel. Beberapa kelebihan penggunaan

spektrometer NIR antara lain adalah cepat (pengukuran

untuk sebuah sampel dapat dilakukan kurang dari 1

menit); non-destrukstif (tidak merusak sampel); non-

invasif; tidak membutuhkan preparasi sampel, dan

dapat digunakan untuk pengukuran benda yang

berbentuk padat, cair maupun gel [32].

16

Dalam beberapa tahun ini, Near Infrared

Spectroscopy (NIRS) menjadi teknik analitik yang efektif

dan ekonomis untuk mengukur kualitas makanan.

NIRS dapat mengukur sanpel dengan cepat dan dapat

menentukan parameter yang berfarivasi pada sampel

dengan simultan. NIRS bersifat tidak merusak dan

tidak membutuhkan persiapan sampel [27]. Lebih lagi,

instrumen spektroskopinya lebih murah dari instrumen

metode lainnya (misalnya kromatografi). Namun ada

juga kekurangan dari NIRS, antara lain interpretasi

spektra yang lebih sulit dibanding spektroskopi Infrared

karena spektra yang nampak merupakan kombinasi

ban dan overtone dari penyusun nya. Dalam

spektroskopi, ban dapat diproduksi dua kali atau tiga

kali dari frekuensi fundamental. Frekuensi yang lebih

tinggi ini disebut sebagai overtone.

Panjang gelombang NIR berkisar antara 750nm

dan 2500nm. Panjang gelombang ini terdiri overtone

dan kombinasi vibrasi dari ikatan O-H, C-H dan N-H

yang merupakan penyusun komponen molekul organik

yang penting[18]. Informasi analitik dapat diambil dari

spektrum NIR melalui aplikasi dari teknik analisa yang

bervariasi. Pendekatan ini telah ditunjukkan dalam

sejumlah studi tentang NIR, antara lain untuk

makanan dan madu[15].

17