1

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Buah naga merah mempunyai bentuk yang unik dan menarik, berwarna merah dengan

kulit yang menyerupai sisik naga. Buah naga merah memiliki nilai nutrisi dan nilai

ekonomis yang tinggi. Warna merah pada buah ini dikarenakan adanya kandungan

pigmen betalain yang juga memiliki sifat sebagai antioksidan. Masyarakat biasa

mengkonsumsi buah ini dengan membuang kulitnya. Padahal kulit buah naga merah

juga mengandung pigmen betalain sama seperti yang terkandung pada daging buah.

Pigmen betalain sangat potensial untuk dimanfaatkan sebagai pewarna alami yang aman

dan juga dapat memberikan aktivitas antioksidan (Norziah et al., 2008; Stintzing et al.,

2007; Mahatanatawee et al., 2005).

Ubi jalar ungu merupakan sejenis umbi yang banyak dibudidayakan di Indonesia.

Warna ungu pada umbi ini disebabkan oleh kandungan pigmen antosianin. Pigmen

antosianin dan pigmen betalain memiliki kemiripan struktur molekul kecuali adanya

unsur nitrogen pada struktur betalain (Hendry & Houghton, 1996). Kedua pigmen

tersebut bersifat larut dalam air sehingga mudah diekstraksi dengan menggunakan air

sebagai pelarut.

Nutrisi tidak hanya berarti pencegahan kekurangan zat gizi tetapi berkembang menjadi

usaha untuk meningkatkan kesehatan dan mengurangi resiko penyakit. Pangan

fungsional merupakan makanan konvensional yang dikonsumsi dalam pola makan

sehari-hari dan terdiri dari komponen alami yang mungkin merupakan hasil fortifikasi.

Pangan fungsional mempunyai pengaruh positif terhadap kesehatan serta meningkatkan

kualitas hidup, mencakup fisik, psikologis, dan performa (Gibson & Christine, 2000).

Sehubungan dengan trend pangan fungsional, produk-produk confectionery mulai

dikembangkan dengan adanya fortifikasi senyawa-senyawa fungsional. Menurut

Gruenwald (2007), pasar global untuk functional confectionery mencapai 7,4 milyar

dollar, 24 % dari total pasar functional food pada tahun 2005 dan terus meningkat

2

dengan laju pertumbuhan sebesar 1 % di tahun 2006. Marshmallow merupakan produk

confectionery dengan karakteristik stuktur yang elastis dan foamy (Lees & Jackson,

1973).

Berdasarkan cara pembuatannya, marshmallow memiliki keunggulan untuk

dikembangkan sebagai functional confectionery karena suhu pemanasan yang

dibutuhkan tidak terlalu tinggi dibandingkan produk confectionery yang lainnya.

Penelitian ini dilakukan untuk pengembangan produk baru dengan memanfaatkan

ekstrak kulit buah naga merah. Ekstrak ubi jalar ungu ditambahkan sebagai formulasi

marshmallow sehingga marshmallow yang dihasilkan mempunyai nilai fungsionalitas

sebagai antioksidan.

1.2. Tinjauan Pustaka

1.2.1. Buah Naga Merah (Hylocereus polyrhizus) Buah naga sering pula disebut sebagai pitaya atau dragon fruit merupakan tanaman

buah yang banyak mendapat perhatian dari masyarakat Indonesia karena keunikan

bentuknya, harga jual yang tinggi, dan nilai nutrisinya yang tinggi. Buah naga berasal

dari negara-negara Amerika Latin yaitu Chile, Argentina, Peru, dan Mexico. Buah naga

dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu buah naga kulit merah daging putih

(Hylocereus undatus), buah naga kulit merah daging merah (Hylocereus polyrhizus),

dan buah naga kulit kuning daging putih (Selenicereus megalanthus) (Lau et al., 2007).

Menurut Stinzing et al. (2007), buah naga merupakan buah yang memiki potensi yang

bagus dibandingkan buah lainnya. Disamping nilai komersialnya yang tinggi, tanaman

buah naga juga bersifat adaptatif terhadap lingkungan pertumbuhan yang baru (mudah

ditumbuhkan). Tanaman buah naga yang termasuk dalam famili Cactaceae mampu

mentolerir kondisi kering, panas, dingin, serta tanah yang kurang subur. Buahnya pun

memiliki penampakan yang sangat menarik dengan warna kulit yang merah dengan

ujung kehijauan serta daging buah yang merah atau putih dengan biji hitam yang dapat

di makan.

3

Buah naga merah memiliki kelebihan dibandingkan dengan buah naga putih, yakni

pigmen merah yang terkandung di dalam daging dan juga kulit buahnya (Gambar 1).

Pigmen tersebut digolongkan dalam kelompok betalain dan berpotensi untuk

dikembangkan menjadi natural food coloring (Harivaindaran et al., 2008; Rebecca et al.,

2008; Wybraniec & Mizrahi, 2002). Pigmen merah tersebut tidak hanya dapat

memberikan warna tetapi juga memiliki aktivitas antioksidan (Stintzing et al., 2007;

Mahatanatawee et al., 2005). Komposisi kimia kulit buah naga dapat dilihat pada

Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi Kimia Kulit Buah Naga Merah

Kandungan Kimia Kadar (%) Kadar air 4,73 Kadar Protein 3 Kadar Lemak 0,8 Kadar Abu 19,1 Kadar Karbohidrat 72,3 (Norziah et al., 2008)

Skala 1:6

Gambar 1. Kulit Buah Naga Merah Berwarna Merah Keunguan (Dokumentasi Pribadi)

1.2.2. Ubi Jalar (Ipomoea batatas) Ubi Jalar (Ipomoea batatas) adalah tanaman dengan umbi akar yang berpati dan berasa

manis. Bentuk umbi biasanya bulat sampai lonjong dengan permukaan rata sampai tidak

rata. Kulitnya berwarna putih, kuning, ungu atau ungu kemerah-merahan, tergantung

varietasnya. Daging umbi berwarna putih, kuning atau jingga sedikit ungu. Kulit

maupun dagingnya mengandung pigmen karotenoid dan antosianin yang menentukan

warnanya. Keberadaan pigmen karotenoid dan antosianin dengan kombinasi dan

4

intesitas yang berbeda-beda menghasilkan warna putih, kuning, oranye, atau ungu pada

kulit dan daging ubi (Teow et al., 2007).

Ubi jalar merupakan sumber karbohidrat dan sumber kalori yang cukup tinggi. Adapun

komposisi kimia beberapa jenis ubi jalar dapat dilihat pada Tabel 2. Ubi jalar ungu

(Gambar 2) mengandung pigmen antosianin. Keberadaan senyawa antosianin pada ubi

jalar ungu dapat berfungsi sebagai antioksidan. Antosianin mampu menghalangi laju

perusakan sel radikal bebas akibat nikotin, polusi udara dan bahan kimia lainnya.

Antosianin berperan dalam mencegah terjadinya penuaan, penyakit jantung koroner,

penyakit kanker dan penyakit-penyakit degeneratif, seperti arteosklerosis. Selain itu,

antosianin juga memiliki kemampuan sebagai antimutagenik dan antikarsinogenik

terhadap mutagen dan karsinogen yang terdapat pada bahan pangan dan olahannya,

mencegah gangguan pada fungsi hati, antihipertensi dan menurunkan kadar gula darah

(antihiperglisemik). Hampir semua zat gizi yang terkandung dalam ubi jalar ungu

mendukung kemampuannya memerangi serangan jantung koroner (Cho et al., 2003).

Tabel 2. Komposisi Kimia Ubi Jalar

Kandungan Kimia Kadar (%) Air 77,22 Protein 1,58 Lemak 0,08 Karbohidrat 20,15 Abu 0,98 (USDA, 2008)

Skala 1:4,5

Gambar 2. Ubi Jalar Ungu (Dokumentasi Pribadi)

1.2.3. Radikal Bebas dan Antioksidan Suatu radikal bebas dapat dinyatakan sebagai atom berisi satu atau lebih elektron yang

tidak berpasangan. Radikal bebas dapat bereaksi menyerang senyawa lipida disebut

5

reaksi oksidatif. Aktivitas radikal bebas dalam tubuh dapat memberikan pengaruh

negatif bagi kesehatan. Radikal bebas dalam tubuh dapat merusak senyawa lipoprotein

penyusun sel dan mengakibatkan terbentuknya sel-sel kanker. Aktivitas radikal bebas

dalam makanan dapat menyebabkan ketengikan. Selain itu radikal bebas juga dapat

menyebabkan kerusakan nutrisi jika bereaksi dengan vitamin (Papetti et al., 2002;

Pokorny et al., 2001).

Antioksidan merupakan senyawa yang dapat menghambat, memperlambat, atau

mencegah terjadinya reaksi oksidasi. Berdasarkan mekanismenya, antioksidan dibagi

menjadi:

Antioksidan primer seperti seruloplasmin, transferin dan ferritin berfungsi untuk

mencegah terbentuknya radikal bebas yang baru.

Antioksidan sekunder seperti vitamin E, vitamin C, -karoten, asam urat,

bilirubin dan albumin akan memutus jalur pembentukan reaksi rantai dari radikal

bebas.

Antioksidan tersier seperti enzim-enzim yang memperbaiki DNA dan metionin

sulfoksida reduktase berfungsi untuk memperbaiki struktur sel yang rusak akibat

serangan radikal bebas tadi.

Keberadaan antioksidan dalam bahan pangan dapat mencegah terjadinya ketengikan

oksidatif. Konsumsi antioksidan dalam pola makan akan dapat menghambat oksidasi

dan mencegah penyakit degeneratif (Pokorny et al., 2001).

1.2.4. Senyawa Aktif Buah Naga Merah (Betalain) Betalain tergolong sebagai pigmen yang merupakan turunan dari asam betalamat dan

bersifat larut dalam air. Struktur kimia betalain mirip dengan flavonoid dan antosianin,

hanya saja betalain mengandung unsur nitrogen. Betalain dibagi menjadi dua kelas,

yaitu betacyanin yang berwarna merah keunguan dan betaxanthin yang berwarna

kekuningan. Betacyanin terbentuk dari asam betalamat yang membentuk ikatan

kondensasi dengan cyclic 3,4-dihydroxyphenylalanine (cyclo-DOPA) dan terglikosilasi.

Lebih dari itu betalain memiliki aktivitas antioksidan karena strukturnya sebagai

cationized compounds (Vitti et al., 2005; Tesoriere et al., 2004). Sebagai cationized

compounds, betalain dapat menjadi donor hidrogen yang berfungsi untuk inaktivasi

6

radikal bebas dalam tubuh yang dapat sebabkan penyakit degeneratif. Dengan demikian

betalain dapat mengurangi resiko penyakit degeneratif yang disebabkan oleh aktivitas

destruksi radikal bebas di dalam tubuh.

Sifat stabilitas betalain sangat perlu untuk diketahui berkaitan dengan fungsinya sebagai

pewarna dan antioksidan yang banyak diaplikasikan pada produk pangan. Beberapa

faktor yang mempengaruhi stabilitas betalain yaitu suhu, pH, cahaya, oksigen, dan

enzim. Suhu adalah faktor utama yang mempengaruhi stabilitas betalain. Suhu

pasteurisasi dapat mereduksi betalain hingga 5 % sedangkan suhu sterilisasi dapat

mereduksi betalain secara drastis. Ikatan glikosidik antara cyclodopa dan asam

betalamat rusak saat betalain terdegradasi. Degradasi betalain bersifat reversibel pada

suhu yang tidak terlalu tinggi. Artinya, ikatan glikosidik antara cyclodopa dan asam

betalamat dapat terjadi kembali membentuk betalain. Pada suhu yang terlalu tinggi,

pembentukan kembali senyawa betalain dari cyclodopa dan asam betalamat terganggu

karena adanya reaksi mailard. Degradasi betalain pada suhu tinggi juga dapat

disebabkan karena adanya reaksi dekarboksilasi dan dehidrogenasi (Stintzing et al.,

2007; Hendry & Houghton, 1996).

Betalain stabil dan tetap dapat mempertahankan warnanya pada rentang pH 3 -7 (asam

hingga netral). Pada pH basa betalain akan terdegradasi karena adanya pembebasan

asam betalamat. Penambahan asam sitrat dilakukan untuk meningkatkan stabilitas

pigmen pada saat ekstraksi (Esquivel et al., 2007; Delgado-Vargas & Octavio, 2003;

Hendry & Houghton, 1996). Pada pH 7 (netral), larutan betalain dengan paparan

oksigen akan terdegradasi 15% lebih besar daripada larutan betalain pada kondisi

nitrogen atmosphere. Keberadaan oksigen dapat memicu terjadinya reaksi oksidasi yang

dapat merusak komponen betalain. Betalain juga rentan terdegradasi dengan keberadaan

radiasi cahaya ultraviolet (UV) dan sinar gamma. Keberadaan cahaya dapat memicu

terjadinya reaksi oksidasi yang dapat merusak komponen betalain (Delgado-Vargas &

Octavio, 2003; Hendry & Houghton, 1996).

7

Betalain lebih stabil pada sistem kering. Hal tersebut berkaitan dengan adanya oksigen

yang terlarut dalam air. Selain itu, reaksi degradasi betalain cenderung melibatkan air

jadi pengurangan air dapat meminimalkan reaksi degradasi betalain. Keberadaan enzim

peroksidase dapat menyebabkan degradasi enzimatik betalain (Delgado-Vargas &

Octavio, 2003).

1.2.5. Senyawa Aktif Ubi Jalar Ungu (Antosianin) Antosianin merupakan kelompok flavonoid yang mempunyai struktur kerangka inti

berupa C6C3C6 dan bersifat larut dalam air. Struktur kerangka tersebut dapat

mengalami glikosilasi dengan polihidroksi atau dengan polimetoksi membentuk

aglycones (antosianidin). Antosianin memiliki kelebihan proton yang menyebabkannya

memiliki aktivitas antioksidan (Sanchez et al., 2006; Hendry & Houghton, 1996).

Antosianin bersifat tidak stabil dan mudah mengalami kerusakan. Stabilitas antosianin

dipengaruhi oleh pH, suhu, enzim, cahaya, dan oksigen (Shahidi et al., 1995).

Antosianin bersifat lebih stabil pada pH < 3. Peningkatan pH akan menurunkan

intensitas warna dan hilangnya ikatan ganda (Ozela et al., 2007; Hendry & Houghton,

1996). Menurut peneliatian Tensiska dan Natalia (2007), asam sitrat, asam asetat, dan

asam tartarat dapat meningkatkan stabilitas antosianin. Suhu yang tinggi juga dapat

mengakibatkan kerusakan pada antosianin. Kerusakan thermal antosianin akan

menyebabkan terbentuknya warna coklat terutama dengan keberadaan oksigen dan

kondisi yang basa (Ozela et al., 2007; Laleh et al., 2006; Hendry & Houghton, 1996).

Inaktivasi enzim dapat meningkatkan stabilitas antosianin. Enzim yang dapat memicu

kerusakan antosianin adalah glikosidase yang dapat memutuskan ikatan aglycone yang

diikuti oleh degradasi antosianin yang menjadi lebih tidak stabil. Selain glikosidase,

peroksidase dan fenolase juga dapat menyebabkan kerusakan enzimatik pada antosianin.

Aktivitas fenolase akan meningkat dengan adanya komponen fenol seperti catechol dan

caftaric acid (Hendry & Houghton, 1996).

8

Antosianin bersifat lebih stabil dan dapat mempertahankan warnanya pada kondisi

penyimpanan gelap. Berdasarkan penelitian Ozela et al. (2007), waktu paruh antosianin

lebih besar pada kondisi gelap. Hal tersebut berarti degradasi antosianin terjadi lebih

lambat pada kondisi gelap. Pengaruh kerusakan antosianin oleh oksigen dapat terjadi

melalui reaksi oksidasi baik secara langsung maupun tidak langsung, dimana komponen

yang teroksidasi akan mengalami reaksi dengan antosianin menyebabkan kehilangan

warna. Kerusakan oksidatif antosianin juga dipengaruhi oleh suhu, pH, dan cahaya

dimana kerusakan yang terjadi akan menjadi minimal pada suhu rendah, pH asam, dan

tempat gelap (Hendry & Houghton, 1996).

Keberadaan oksigen dan cahaya akan mempengaruhi stabilitas antosianin. Selama

proses oksidasi, ion flavilium yang berwarna merah akan berubah menjadi basa karbinol

dan akhirnya menjadi kalkon (Gambar 3). Kalkon akan berubah menjadi senyawa

turunan yang mengalami reaksi-reaksi lanjutan menghasilkan pigmen kecoklatan

melanoidin (Ozela et al., 2007; Laleh et al., 2006; Sari et al., 2005; Lydia et al., 2001).

Gambar 3. Reaksi Oksidasi Antosianin (www.photobiology.info)

1.2.6. Produk Marshmallow Marshmallow merupakan produk kembang gula dengan karakteristik struktur yang

elastis dan foamy. Faktor-faktor penting yang mempengaruhi tingkat kualitas

marshmallow adalah kadar air, tekstur, dan kestabilan struktur foam (Lees & Jackson,

1973). Berdasarkan metode pembuatannya, marshmallow dibedakan menjadi 2 macam,

Flavylium cation

9

yaitu deposited marshmallow dan extruded marshmallow. Pada metode deposited

marshmallow, adonan marshmallow dituangkan ke tepung yang sudah dibentuk seperti

cetakan dan didiamkan hingga mengeras. Sedangkan pada metode extruded

marshmallow, adonan marshmallow diekstrusi melewati lubang die dan membentuk

semacam rope. Selanjutnya rope didiamkan hingga mengeras dan dipotong sesuai

dengan ukuran yang diinginkan (Zietlow et al., 2001).

Terbentuknya marshmallow ditentukan oleh bahan-bahan penyusunnya seperti gula,

sirup glukosa, gelatin, putih telur, air, tepung, asam sitrat, pewarna, dan perasa

secukupnya. Gula berfungsi memberi rasa manis dan sebagai filler. Sirup glukosa

ditambahkan untuk mencegah rekristalisasi gula yang menimbulkan tekstur berpasir

yang tidak diinginkan pada marshmallow. Gelatin berfungsi sebagai gelling agent dan

foaming agent. Kekuatan gel yang dibentuk oleh gelatin dinyatakan sebagai obloom.

Gelatin yang baik digunakan untuk pembuatan marshmallow adalah gelatin

200 250 obloom (Lees & Jackson, 1973).

Gelatin dengan obloom yang tinggi lebih direkomendasikan untuk pembuatan produk

aerated confectionery. Jumlah penambahan gelatin yang dibutuhkan untuk pembuatan

marshmallow akan berkurang jika digunakan gelatin dengan obloom yang tinggi.

Jumlah penambahan gelatin yang lebih sedikit dapat menghasilkan adonan dengan

viskositas yang lebih rendah sehingga dapat menurunkan lower back pressure dan

discharge temperature. Dengan demikian, efisiensi pembuatan marshmallow akan

menjadi lebih baik (Lees & Jackson, 1973).

Putih telur bersama dengan gelatin membentuk lapisan protein yang menjebak udara

menciptakan struktur foamy pada marshmallow. Air berfungsi untuk melarutkan gula,

asam sitrat, dan gelatin. Tepung berfungsi sebagai media untuk mencetak dan asam

sitrat berfungsi memberikan rasa asam. Pewarna dan perasa ditambahkan untuk

meningkatkan penampakan, rasa, dan aroma. Bahan perasa biasanya berupa edible oil

dan ekstrak dalam bentuk emulsi. Pewarna yang bersifat larut air dapat ditambahkan ke

adonan marshmallow yang putih. Pada umumnya umur simpan marshmallow dapat

10

mencapai 2 3 bulan jika disimpan pada suhu ruang dalam kemasan rapat (Zietlow et

al., 2001; Edwards, 2000).

1.3. Tujuan Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk:

Mengetahui pengaruh penggunaan ekstrak kulit buah naga merah dan ubi jalar ungu terhadap perubahan sifat fisikokimiawi marshmallow selama penyimpanan.

Mengetahui pengaruh penggunaan ekstrak kulit buah naga merah dan ubi jalar ungu terhadap karakteristik sensori marshmallow ditinjau dari segi warna, tekstur, dan

rasa.

logo: