LAPORAN HASIL PENELITIAN

PRODUKSI PEKATAN DAN KRISTAL PIGMEN

OLEH MONASIUS PURPUREUS TSTR 3090 SEBAGAI PEWARNA

MERAH ALAMI MAKANAN DAN MINUMAN SERTA

STABILITASNYA SELAMA PENYIMPANAN

Oleh:

DRA. NANI RADIASTUTI, M.Si.

LEMBAGA PENELITIAN

UIN SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA 2005

LEMBAR PENGESAHAN

Ketua Lembaga PeneJitian DIN Syarif Hidayatullah Jakarta mengesahkan penelitiandengan juduI " Produksi Pekatan Dan Kristal Pigmen OIeh Monasius PurpureusTSTR 3090 Sebagai !'ewarna Merah Alami Malmnan Dan Minuman SertaStabilitasnya Selama Penyimpanan" yang dilaksanakan:

OJeh:

Dra. Nani Radiastuti, M.Si.

Mengesahkan :AIN. Rektor UIN SyarifHidayatullah

Ketua Lembaga Penelitian

PROF.DR. SYAMSlR SALAM, MS.NIP. 150183084

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (urN)SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA 2005

PRODUKSI PEKATAN DAN KRISTAL PIGMEN OLEH

Monascus purpureus TISTR 3090

SEBAGAI PEWARNA MERAH ALAMI MAKANAN DAN MINUMAN SERTA

STABILITASNYA SELAMA PENYIMPANAN

Ringkasan

Pingmen angkak atau pigmen Monascus merupakan pigmen alami yang

diproduksi oleh Monascus purpureus. Pigmen merah ini telah banyak

digunakan sebagai zat pewarna makanan dan minuman di negara-negara

Asia seperti Cina, Jepang, Taiwan, Filipina dan Indonesia.

Pada penelitian ini pigmen angkak diproduksi melalui fermnetasi cair

dengan menggunakan media cair yaitu susu kedelai sebagai sumber nitrogen

dan cairan hasil fermentasi Saccharomyces sp R1. Media fermentasi

dilakukan dengan memvariasikan umur fermentasi Saccharomyces sp R1 (2

hari ,4 hari,6 hari,dan 8 hari) sebanyak 2,5% (v/v) dan variasi konsentrasi susu

kedelai (2,5%,5%,7,5%, dan 10% v/v). Fermentasi dilakukan dengan "Sheker

Rotary" pada suhu kamar selama 7 hari. Hasil fermentasi diolah lebih lanjut

menjadi pekatan.

Hasil fermentasi menunjukkan jumlah pigmen yang tertinggi yaitu pada

waktu fermentasi Saccharomyces sp R1 4 hari dan konsentrasi susu kedelai

5% (v/v) dengan produksi pigmen sebesar 15,58 untuk pigmen kuning,

13,31untuk pigmen orange, 15,62 untuk pigmen merah.

Stabilitas zat warna angkak dipengaruhi oleh suhu, lama pemanasan, sinar

matahari, dan pH. Selama pemanasan dalam oven atau pengaruh suhu ,

stabilitas pigmen Monascus menurun semakin lama pemanasan, terlihat

sangat menurun pada pemanasan dalam oven pada suhu diatas 100 DC

selama 1 jam. Penurunan intensitas warna merah yang terjadi mencapai 44 %.

Sedangkan selama pemanasan 4 jam dalam air stabilitas pigmen tidak terlalu

menunjukkan perubahan warna secara visual, tetapi nilai absorbansi warna

merah menurun sampai 38%.

Stabilitas warna merah pekatan terhadap sinar matahari juga sangat

besar sebesar 65%. Sedangkan pengaruh pH lebih stabil pada keadaan netral

dan basa dalam bentuk pekatan daripada dalam suasana asam. Begitu juga

pengaruh kelarutan pigmen angkak dalam bentuk pekatan lebih mudah larut

jika dilarutkan dengan air pada suhu berkisar 80 DC

JUDUL : PRODUKSI PEKATAN DAN KRISTAL PIGMEN OLEH

MonBscus purpureus TISTR 3090 SEBAGAI PEWARNA MERAH

ALAMI MAKANAN DAN MINUMAN SERTA STABILITASNYA

SELAMA PENYIMPANAN

PENELITI • NANI RADIASTUTI

NIP .150318610

PEKERJAAN. DOSEN BIOLOGI FAK. SAINS DAN TEKNOLOGI UIN

SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA.

PENELITI

(NANI RADIASTUTI)

MENGETAHUI

(DR. AGUS SALIM, M.SI)

KONSULTAN PENELITI

PRODUKSI PEKATAN DAN KRISTAL PIGMEN OLEH

Monascus purpureus TISTR 3090

SEBAGAI PEWARNA MERAH ALAMI MAKANAN DAN MINUMAN SERTA

STABILITASNYA SELAMA PENYIMPANAN

Peneliti

Nani Radiastuti

Disahkan Oleh :

Prof. Dr. Syamsir Salam

Kepala Lembaga Penelitian

LEMBAGA PENELITIAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2005

KATA PENGANTAR

Alhamdulliah, puji dan syukur ke hadirat Allah swt, atas Rahmat dan

Hidayah-Nya akhirnya saya dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan

laporan yang diberi judul

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kelemahan pada

laporan penelitian ini. Oleh karena itu penulis menerima saran serta kritik dari

semua pihak, guna perbaikan dan penyempurnaan laporan penelitian ini.

Dalam kesempatan ini penulis ucapan terima kasih yang tulus dan rasa

hormat kepada Bapak Prof. Dr. Rusmin Tumanggor dan Prof. Dr. Syamsir

Salam yang telah memberi binbingan dan arahan, serta memberi masukan

dalam penulisan laporan ini. Terima kasih kepada Bapak Dr. Syopiansyah

Jaya Putra M.Sis atas diterimanya penelitian ini sebagai salah satu utusan dari

Fakultas Sains dan Teknologi, dan terima kasih kepada Bapak DR. Agus

Salim, M.Si sebagai konsultan penelitian ini.

Terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan baik

secara langsung maupun tidak, yang tidak dapat disebutkan namanya satu

persatu. Semoga amal baik mereka semua diterima oleh Allah swt., serta

mendapat balasan yang berlipat. Amin.

Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kehidupan

manusia, karena hanya i1mu yang bermanfaat bagi kehidupan manusia

sebagai amalan baik di akhirat kelak.

DAFTAR 151

Halaman

RINGKASAN ii

KATA PENGANTAR vi

DAFTAR lSI , , , , , , vii

DAFTAR GAMBAR ., , , ,. viii

DAFTAR TABEL ., , , , , , , x

DAFTAR LAMPIRAN xi

I.PENOAHULUAN

A. Latar Belakang , ,. 1

B. Hipotesis ., , , , ,. 3

C. Tujuan , , , , , 4

II. KAJIAN TEORITIS , , , '" ., , '" ,. '" , 4

III. METODE PENELITIAN

A. Bahan , , 9

B. Cara Kerja , , , , , 9

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil .. , '" ., , 15

B. Pembahasan 15

V. KESIMPULAN DAN SARAN 31

VI. DAFTAR PUSTAKA 33

VII. LAMPIRAN 36

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1. Spektrum absorbansi ekstrak pigmen Monaseus pupureusdengan Pelarut organik , ' .. , . 7

Gambar 2. Pengaruh lama pemanasan terhadap stabilitas pigmen merahMonaseus purpureus Went TISTR 3090 ,.. , , .. , 19

Gambar 3. Pengaruh suhu terhadap kestabilan zat warna merah Monaseuspurpureus Went TISTR 3090 , , 20

Gambar 4. Pengaruh lama penyinaran matahari terhadap kestabilan zatwarna merah Monascus purpureus Went TISTR 3090..... , ..... 23

Gambar 5. Pengaruh sul1u air terhadap kelarutan zat warna merahMonascus purpureus Went TISTR 30909 , ,. 25

Gambar 6. Pengaruh pH terhadap kelarutan zat warna merahMonascus purpureus Went TISTR 30909 , , 26

Gambar 7. Kurva densitas optik zat warna merah sintetis pada panjanggelombang Ie 500 nm 28

Gambar 8. Kurva densitas optik pigmen Monascus pada panjanggelombang Ie 500 nm. 28

Gambar 9. Kapang Monascus purpureus Went TISTR 3090 pada agarmiring dengan media PDA (Potato Dextrosa Agar) umur 7hari... 41

Gambar 10. Inokulum Monascus purpureus Went TISTR 3090 padamedia tepung beras umur 4 hari............... 41

Gambar 11. Hasil fermentasi Monascus purpureus Went TISTR 3090umur 7 hari pada perlakuan 2,5%,5%,7,5%, dan 10% susukedelai dan 4 hari waktu fermentasi Saccharomyces sp R1 .... 42

Gambar 12. Hasil fermentasi Monascus purpureus Went TISTR 3090 padaberbagai konsentrasi susu kedelai dan waktu fermentasiSaccharomyces sp R1............................................................ 42

Gambar 13. Hasil fermentasi Saccharomyces sp R1 umur 4 hari ...... ~...... 43

Gambar 14. Perbandingan pengaruh sinar matahari selama 24 jam terhadapzat warna merah pigmen Monascus so A':>

Gambar 15. Perbandingan pengaruh lama pemanasan selama 1 jam,2 jam, 3 jam, dan 4 jam terhadap zat warna merah pigmenMonascus sp 44

Gambar 16. Perbandingan pengaruh lama pemanasan selama 4 jamterhadap zat warna merah pigmen Monascus sp pada suhu29 "C, 100 "C, 125 "C, dan 180 "C 44

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Hasil produksi pigmen ekstrasellular , , 36

Tabel 2. Daftar komposisi susu kedelai ,. 37

Tabel3. Hasil uji pengaruh lama pemanasan terhadap kestabilan zatwarna merah Monascus purpureus Went TISTR 3090... ... ... 38

Tabel4. Hasil uji pengaruh suhu terhadap kestabilan zat warna merahMonascus purpureus Went TISTR 3090 .. , ,. 38

Tabel5. Hasil uji pengaruh lama penyinaran terhadap kestabilan zatwarna merah Monascus purpureus Went TISTR 3090 38

Tabel6. Hasil uji pengaruh kelarutan terhadap kestabilan zat warnamerah Monascus purpureus Went TISTR 3090 , 39

Tabel7. Hasil uji pengaruh pH terhadap kestabilan zat warna merahMonascus purpureus Went TISTR 3090 ., ,. '" 39

Tabel8. Uji pembentuk warna merah antara sirup marjan, bubuk pigmenangkak, dan zat warna sintetis '" , '" .. 40

DAFTAR LAMPIRAN

Hal.

Lampiran 1. Hasil produksi pigmen ekstraselluler ' " .. 36

Lampiran 2. Daftar komposisi susu kedelai 37

Lampiran 3. Hasil uji pengaruh lama pemanasan, suhu, dan lamapenyinaran sinar matahari terhadap kestabilan zat warnamerah Monascus purpureus Went TISTR 3090...... ... .... 38

Lampiran 4. Hasil uji kelarutan dan pengaruh pH terhadap kestabilan zatwarna merah Monascus purpureus Went TISTR 3090... ..... 39

Lampiran 5. Uji pembentuk warna merah antara sirup marjan, bubukpigmen angkak, dan zat warna sintetis 40

Lampiran 6. Gambar Kapang Monascus purpureus Went TISTR 3090pada agar miring dengan media PDA (Potato Dextrosa Agar)umur 7 hari , , , ,. 41

Lampiran 7. Gambar hasil fermentasi Monascus purpureus Went TISTR3090 umur 7 hari 42

Lampiran 8. Gambar hasil fermentasi Saccharomyces sp R1 umur 4 haridan perbandingan pengaruh sinar matahari selama 24 jamterhadap zat warna merah pigmen Monascus sp 43

Lampiran 9. Gambar perbandingan pengaruh lama pemanasan selama1 jam, 2 jam, 3 jam, dan 4 jam terhadap zat warna merahpigmen Monascus sp dan perbandingan pengaruh lamapemanasan selama 4 jam.......... 44

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Warna makanan merupakan salah satu faktor yang menentukan apakah

makanan tersebut akan diterima atau ditolak oleh konsumen. Oleh karena itu

berbagai usaha diupayakan untuk mempertahankan agar makanan tetap

mempunyai warna yang menarik. Salah satu cara yang sejak jaman dahulu telah

diterapkan untuk memberikan warna yang menarik pada makanan adalah

dengan menambahkan pewarna makanan. Saat ini, sejalan dengan

perkembangan industri pangan di Indonesia maka pemakaian pewarna makanan

terutama pewarna sintetik juga semakin meningkat.

Menurut data Biro Pusal statistik (1990) jumlah impor pewarna sintetik

mencapai 372 ton. Akan tetapi, penggunaan pewarna sintetik ini perlu

diwaspadai karena banyak diantaranya yang menimbulkan bahaya terhadap

kesehalan. Dengan adanya kenyataan ini, maka penggunaan pewarna alami

yang umumnya aman bagi kesehatan perlu dipertimbangkan.

Alternatif tidak menggunakan pewarna sintetik yaitu menggunakan

pewarna alami yang diperolell dari tumbuhan, hewan atau mineral. Akan tetapi

menggunakan pewarna alami dari tumbuhan memiliki keterbatasan karena

pertumbuhan tanaman tergantung musim, iklim, dan letak geografis, sehingga

memerlukan waklu yang cukup lama.

Sampai saat ini zat warna sintetis banyak sekali ragamnya, tetapi sangat

sedikit yang diizinkan untuk digunakan sebagai pewarna makanan dan minuman.

Zal warna sintelis pada umumnya mempunyai beberapa keuntungan dari pada

zat warna alami diantaranya, mudah larut dalam air,

lebih stabil terhadap pengaruh fisika dan kimia. Tetapi zat warna sintetis

mempunyai kelemahan dalam hal toksisitasnya, sedangkan zat warna alami

umumnya tidak toksik seperti halnya zat warna sintetis.

Salah satl! mikroorganisme yang diketahui dapat memproduksi pigmen alami

adalah kapang Monascus purpureus. Kapang Monascus purpureus dapat

menghasil pigmen alami yang dikenal dengan nama 'angkak'

Angkak salah satl! pewarna alami yang telah dikenal luas dan digunakan

sejak ratusan tahun lalu. Angkak sebagai pewarna makanan alami berwarna

merah telah lama digunakan di negara-negara Asia terutama Cina, Jepang,

Taiwan, Thailand dan Filipina.

Zat pewarna alami Monascus memiliki warna yang konsisten dan stabil,

dapat bercampur dengan pigmen alami lainnya dan tidak beracun juga tidak

menimbulkan efek samping. Pigmen merah alami Monascus umum digunakan

umtuk memberi warna merah pada produk-produk makanan dan minuman .

Sekarang ini diaplikasikan cukup luas pada produk-produk makanan, bahan baku

obat, dan juga dapat digunakan untuk bahan baku pewarna produk-produk

kosmetika.

Zat pewarna ini dihasilkan melalui proses fermentasi. Dalam proses

fermentasi Monascus juga menghasilkan senyawa organik lain yang berguna

bagi kesehatan manusia, antara lain senyawa statin yang dapat dipakai untuk

menghambat sintesis kolesterol darah.

B. HIPOTESIS

Oi Indonesia, angkak diproduksi dalam skala rumah tangga dengan

menggunakan beras sebagai medium fermentasi padat (Jenie et ai, 1994).

Oalam rangka mengembangkan proses produksi angkak dalam bentuk bubuk

(kristal) atau pekatan diharapkan dapat digunakan sebagai bentuk lain dari

produksi pigmen angkak. Oiharapkan hasil angkak dalam bentuk bubuk memiliki

kelarutan yang lebih baik dibandingkan dengan angkak dalam bentuk beras

merah.

Stabilitas pigmen adalah masalah utama dalam penggunaan pewarna alami

(Wong & Koehler, 1983). Pigmen angkak memiliki kelarutan yang rendah dalam

air, sensitif terhadap panas dan cahaya, sehingga menghambat

perkembangannya untuk digunakan dalam industri makanan. Menurut Yuan

(1980), pigmen yang dihasilkan Monascus bersifat sangat larut dalam alkohol

dan sedikit larut dalam air. Lebih lanjut dilaporkan bahwa pigmen utama angkak

larut dalam metanol, kloroform, benzena, asam asetat dan aseton, tetapi tidak

larut dalam air dan petroleum eter. Berdasarkan hal tersebut diatas maka pigmen

yang dihasil dalam penelitian ini akan dicoba terhadap faktor-faktor fisik dan

kimia seperti pengaruh suhu, kelarutan dalam air dan alkohol, pengaruh pH,

Pengaruh pemanasan, pangaruh zat oksodator dan reduktor. Oari faktor kimia

dan fisik tersebut diatas, diharapkan bentuk bubuk maupun kristal pigmen

memiliki stabilitas yang tinggi, sehingga dapat disimpan dalam jangka waktu

yang lama.

PERPUSTAKAAN UTAMAUIN SYAHID JAKARTA

. .J

C. TUJUAN DAN SIGNIFIKANSI PENELITIAN

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan produksi pigmen dalam

bentuk konsentrat dan kristal sehingga aplikasi pada makanan dan minuman

menjadi lebih praktis dan pemakaiannya dalam jumlah sedikit. Selain itu

diperoleh data pengaruh faktor fisik dan kimia dari pigmen Monascus untuk

membuktikan bahwa pigmen alami Monascus tidak kalah mutunya dengan

pigmen sintetis.

Penelitian ini dapat dipergunakan sebagai bahan informasi produksi zat

warna bagi industri kecil bahan makanan, atau memasyarakatkan pembuatan zat

warna alami dengan mengunakan fungi (cendawan), agar dapat dimanfaatkan

pada pewarna bahan makanan dengan harga yang relatif murah, mudah didapat

dan aman bagi kesehatan, karena selama ini banyak bahan makanan, terlebih

jajanan untuk anak-anak yang mengandung zat warna sintetis yang tidak aman

bagi kesehatan. Dalam penelitian ini akan dicoba pewarna Monascus

digunakan pewarna sirup, agar-agar, pewarna kue bolu, dan lain-lain. Tetapi

sebelum dikonsumsi oleh manusia sebelumnya di uji toksisitasnya.

II. KAJIAN TEORITIS

Salah satu pewarna makanan alami yang telah digunakan sejak ribuan tahun

yang lalu di Cina adalah angkak. Angkak merupakan produk yang dibuat dengan

cara fermentasi beras oleh kapang Monascus purpureus. Menurut Carels dan

Shepherd (1977) beberapa galur yang mampu memproduksi pigmen tersebut

adalah M. purpureus, M. rubropunctatus, M. rubiginosus, M. anka, M. major dan

M. berkeri. Menurut penelitian Fabre et at. (1993) M. ruber pun dapat

memproduksi pigmen merah. Tidak semua galur Monascus sp sesuai untuk

memproduksi angkak, karena galur-galur tersebut tidak dapat menghasilkan

pigmen gelap yang diinginkan, misalnya M. albicans dan M. pilosus. Dari

beberapa macam spesies yang paling umum digunakan untuk membuat angkak

adalah Monascus purpureus (Heseltine, 1965).

Pigmen merah angkak terbentuk karena keluarnya cairan granular melewati

ujung-ujung hifa yang rusak pada Monascus purpureus. Ketika kultur masih

muda, cairan ekstrusi tidak berwarna, tetapi seeara bertahap terjadi perubahan

menjadi kemerahan, merah kekuningan atau jingga bila kultur tersebut

ditumbuhkan pada agar kentang dekstrosa (PDA) (Hesseltine, 1965). Hal ini

terjadi karena pada waktu kultur masih muda, semua nutrien dipakai untuk

pertumbuhan dan setelah dewasa sebagian nutrien digunakan untuk

pembentukan pigmen angkak (Carels & Shepherd, 1977).

Pigmen angkak umumnya digunakan untuk memberi warna merah pada

produk-produk seperti anggur, keju kedelai, pikel sayuran, pasta ikan, keeap

ikan, tofu, wine,daging, dan ikan. (Steinkraus,1983; Leistner, 1998). Selain

sebagai pewarna, angkak dapat pula digunakan untuk preservatif alami

makanan, karena mempunyai sifat antibakteri. Menurut Wong & Bau (1977)

dalam Wong & Koehler, (1981) aktifitas antibakteri dari Monascus purpureus

yang diisolasi dari red rice menunjukkan bahwa produksi antibiotik tersebut aktif

terhadap Baecil/us, Streptococcus, dan Pseudomonas. Tiga genus bakteri ini

umumnya yang ditemukan dalam makanan basi.

Beberapa bahan berguna seperti enzim , ester, alkohol, pigmen dan agen

hypoeholestrerol ditemukan dalam metabolisme Monascus sp. Produksi pigmen

merah yang tinggi dan agen hypocholestrerol, monakolin K dapat

menguntungkan dalam aplikasi bioindustri dan makanan ( Lee AI pd 1qqA\

Selain itu menurut Lin et a/., (1992); Hasegawa, (1992) juga mencatat bahwa

pigmen Monascus dapat digunakan sebagai bahan pewarna dalam industri

minuman dan kosmetika.

Penggunaan angkak sebagai zat warna memiliki beberapa keuntungan,

diantaranya adalah bahan bakunya cukup tersedia, produk yang dihasilkan baik,

pigmen yang dihasilkan konsisten dan stabil, larut dalam air. Angkak dapat

bercampur baik dengan pigmen alami lainnya, dan belum ada bukti

menunjukkan toksisitas atau karsinogen (Steinkraus, 1983).

Angkak dapat diproduksi dengan sistem fermentasi padat maupun cair.

Fermentasi padat maupun cair dapat menggunakan berbagai sumber karbohidrat

seperti beras, jagung dan gandum. Fermentasi dapat berlangsung selama 2-15

hari pada kisaran suhu 25-40° C (Yongsmith, 1998)

Pembentukkan pigmen tergantung berbagai komposisi sumber karbon dan

surnber nitrogen. Beberapa modifikasi forrnulasi medium, faktor pH, dan suhu

dapat berpengaruh terhadap produksi pigmen-pigmen. (Yongsmith, 1998).

Menurut Kujumdzieva et a/., (1995), sumber-sumber karbon dapat berupa gula,

gula amino, gula alkohol (0,1-5%) dan surnber nitrogen dapat berupa amrnonia,

yeast, ekstrak jagung, asam -asam amino, glutamat (0,1-3%). Menurut Juzlova

et a/., (1994) bahwa etanol sebagai penunjang produksi pigmen lebih besar dari

pada gula. Sedang menurut Miyake at a/., (1984) dilaporkan, bahwa kornbinasi

rnaltitol dengan Mg-L-aspartate dan substansi amylosa rnemberikan efek sinergis

yang luar biasa pada produksi pigmen Monascus.

Pigmen yang dihasilkan oleh Monascus sp bersifat sangat larut dalam

alkohol dan sedikit larut dalam air dan pigmen ini mempunyai daerah penyerapan

warna kuning. Puncak penyerapan warna terletak pada daerah sekitar 390 nm

dan 500 nm. Daerah puncak pada 390 nm menunjukkan komponen warna

kuning dan pada 500 nm menunjukkkan komponen warna merah (yuan, 1980).

Broder dan Koehler (1980) menyatakan bahwa pigmen yang dapat dihasilkan

oleh Monascus sp dapat diekstrak dengan menggunakan pelarut kloroform,

metanol, etanol, aseton, dimana hasil ekstrak terbaik adalah dengan

menggunkan metano!. Spektrum absorbansi pigmen yang diektrak dengan

menggunakan pelarut yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Spektrum absorbansi ekstrak pigmen Monascus pupureus denganPelarut organik : metanol .. .. ; kloroform . . . etanol

Aseton ( Broderdan Koehler, 1980) - - , - - --

Pigmen merah merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh

Monascus purpureus. Secara alami sintesis dan produksi metabolit oleh

mikroorganisme sedikit jumlahnya, sehingga untuk memperoleh metabolit

tertentu dalam jumlah yang cukup besar untuk diproduksi secara komersial

diperlukan usaha dan modifikasi, baik terhadap mikroorganismenya maupun

terhadap kondisi pertumbuhannya.

Stabilitas pigmen adalah masalah utama dalam penggunaan pewarna alami

(Wong & Koehler, 1983). Pigmen angkak memiliki kelarutan yang rendah dalam

iar, sensitif terhadap panas dan cahaya, sehingga menghambat

perkembangannya untuk digunakan dalam industri makanan. Menurut Yuan

(1980), pigmen yang dihasilkan Monasclls sp bersifat sangat larut dalam alkohol

dan sedikit larut dalam air. Lebih lanjut dilaporkan bahwa pigmen utama angkak

larut dalam metanol, etanol, klorofonn, benzena, asam asetat dan aseton, tetapi

tidak larut dalam air dan petroleum eter.

Berdasarkan kelarutannya maka ekstraksi pigmen dapat dilakukan dengan

pelarut kloroform, aseton, etanol dan metanol. Puncak absorbansi pigmen terjadi

pada daerah sekitar 390 nm untuk warna kuning dan 500 nm untuk warna merah

(Broder & Koehler, 1980).

Hasil penelitian Sutrisno (1987) terhadap zat warna merah yang dihasilkan,

ternyata zat warna merah yang dimodifikasi dengan menggunakan asam amino

asetat, asam p-amino benzoat dan asam glutamat lebih stabil terhadap pengaruh

fisik dan kimia serta memiliki daya larut yang tinggi dalam air.

Kestabilan zat warna angkak dalam larutan dipengaruhi oleh cahaya

matahari, suhu, pH, oksidator dan surfaktan non ionik (Boelhasrin et aI., 1982).

Menurut Yuan (1980), pada pH netral atau lebih tinggi lagi "hue" yang didapat

adalah merah keunguan pada pelarut etanol 70%. Pada pelarut yang sama juga

ternyata bahwa kestabilan pigmen terhadap pengaruh sinar matahari dalam

jangka waktu 1 minggu lebih baik dibandingkan dalam pelarut air, begitu juga

kestabilan pigmen terhadap panas memberi hasil bahwa pigmen di dalam etano!

70% sangat stabil meskipun dipanaskan lebih dari 100°C pada kondisi netral

atau alkali

III. METODOLOGI

A. BAHAN

Mikroorganisme

Biakan Monascus purpureus TISTR 3090 diperoleh dari culture collection

Pusat Penelilian Bioteknologi LlPI Cibinong-Bogor dan Saccharomycopsis sp R1

dari culture collection BATAN Pasar Jum'at.

Bahan kimia.

- Sumber karbon: fermentasi Saccharomycopsis sp R1

- Sumber nitrogen: susu kedelai (buatan sendiri)

- Bahan kimia : KH 2P04 0,25 w/v%. NaN03 0,21 w/v%. MgS04 7H20 0,1

w/v%, CaCI2. 2H20 0,001 w/v%, etano! 70%, etanol 100%, NaOH 1N, HC! 1N,

asam glutamat, kloroform, petroleum eter..

Medium

Medium pemeliharaan Monascus purpureus TISTR 3090 dan Saccharomycopsis

sp (PDA, Difco).

B.CARA KERJA.

Pembuatan Biakan Monascus purpureus TISTR 3090

f11/"" ,.." , , ...J:t ~. 'It..:_I. .. __ : A __ l ~ L'_I

dan 2 sebagai biakan kerja. Biakan tersebut ditumbuhkan pada agar

miring PDA selama 7 hari pada suhu 30°C (Hamdi at ai, 1998 ; Shin at ai,

1998).

Pembuatan Biakan Saccharomyces sp R1

Saccharomyces R1 ditumbuhkan pada agar miring POA selama 24

jam pada suhu 30°C. Hasil biakan Saccharomyces R1 umur 24 jam

ditumbuhkan pada medium POB 50 ml sebanyak 5 ose, kemudian diinkubasi

selama 24 jam, 120 rpm dan pada suhu kamar.

Persiapan Inokulum Saccharomyces sp R1

Tepung beras sebanyak 1% (w/v) dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500

ml ditambahkan 300 ml aquades. Medium dipanaskan sambil diaduk dengan

magnetik stir kemudian disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121° e, tekanan

1,5 atm selama 15 meni!. Suspensi spora (inokulum awal) Monascus

purpureus sebanyak 20% (v/v) diinokulasi ke dalam medium yang sudah

dingin dandiinkubasi dengan pengocokan pada 120 rpm, suhu ruang, selama

2 hari, 4 hari, 6 hari, dan 8 hari

Persiapan Suspensi Spora Monascus

Kultur yang telah tumbuh pada agar miring POA ditambahkan

dengan 5 ml akuades steri!. Pengerikan dilakukan menggunakan ose,

sehingga diperoleh suspensi spora, kemudian dikocok menggunakan vortex

supaya homogen. Suspensi spora dimasukkan ke dalam erlenmeyer 100 ml

Inokulum untuk Produksi Pigmen.

Tepung beras sebanyak 5% (w/v) dimasukkan ke dalam erlemneyer 250 ml

kemudian ditambahkan 50 ml aquades. Medium dipanaskan sambil diaduk

dengan magnetik stir kemudian disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121 0 C,

tekanan 1,5 atm selama 15 meni!. Suspensi spora (inokulum awal) Monascus

purpureus sebanyak 1 ml diinokulasi ke dalam medium yang sudah dingin dan

diinkubasi dengan pengocokan pada 150 rpm, suhu ruang, selama 4 hari

(Sukara, 2001)

Perhitungan Jumlah Spora (propagul kapang).

Suspensi spora kapang diencerkan sampai pengenceran 10'5 . Kemudian

disebar pada permukaan PDA dalam cawan petri. Inkubasi dilakukan pada suhu

28 °C selama 7 hari. Cara menentukan jumlah mikroorganisme per ml suspensi

dilakukan dengan membagi jumlah koloni terhitung dengan volume suspensi

yang diinokulasi dan dibagi dengan pengenceran yang digunakan (Ganjar et ai,

1992)

Pembuatan Media Fermentasi Monascus

Sebanyak 1000 mllarutan medium mengandung (0,25 w/v %) KH2P04 ,(0,

21 wlv %) NaN03, (0.1 w/v %) MgS04. 7 H20, (0,001 w/v %) CaC12.2 H20

(Miyake et ai, 1984). Sebanyak 50 mllarutan tersebut dimasukan ke dalam

erlenmeyer 250 ml, ditambah 3% tepung beras (w/v) , 5% cairan fermentasi

Saccharomyces sp R1 (v/v) dan susu kedelai (v/v). Media disterillisasi dalam

_ ..... _1.1_£ . 1 _ _ .. I ..t ........... r-. .. ,- ,

Pertumbuhan Monascus purpureus

Medium fermentasi diinokulasi dengan 1 ml inokulum Uumlah spora

Monascus per 1 ml adalah 15 - 19 x 106).. Biakan diinkubasi selama 7 hari,

pada 30 a C pada inkubator shaker dengan kecepatan 150 rpm (Miyake et ai,

1984; Juzlova et ai, 1994).

Penggandaan Skala Produksi Pigmen.

Penggandaan produksi pigmen dilakukan seperti halnya dalam pembuatan

fermentasi cair pigmen Monascus purpureus, namun menggunakan erlenmeyer

500 ml . Penggandaan produksi dibuat sebanyak 1000 ml medium. Hal ini

dilakukan untuk menyiapkan pekatan

Pembuatan pekatan pigmen

Hasil fermentasi dari penggandaan produksi dipisahkan dengan cara filtrasi

menggunakan kertas saring whatman biasa no 4. Filtrat yang diperoleh

mengandung pigmen ekstraselular. Pigmen intraselular yang masih terikat di

dalam sel digerus dengan mortal, kemudian diekstrak 3 kali dengan alkohol 70%.

Kemudian filtrat sekarang mengandung pigmen ekstraselular dan pigmen

intraselular, dipekatkan dalam 'rotary vacum evaporator' pada suhu 70 ac

dengan tekanan 60 cmHg. Konsentrat yang diperoleh dikeringkan dalam oven

pada suhu 50 ac. Konsentrat yang telah kering digerus sampai halus. Serbuk

tersebut kemudian diekstraksi dengan kloroform. Ekstrak dikisatkan di atas

penangas air sampai kental dan ditambahkan petroleum eter berlebih, hingga

b. Pengarllh Lama pemanasan

10 ml dari masing-masing larutan pigmen diatas dimasukkan ke dalam

tabung reaksi dan dipanaskan pada suhu 100°C selama 3 jam. Setiap interval

waktu 1 jam diukur perubahan absorbansinya pada panjang gelombang 400 nm

dan 500 nm. Sebelum dilakukan pengukuran, terlebih dahulu volume larutan

diusahakan sama seperti volume semula dengan menambahkan air suling panas

ke dalamnya.

c. Pengarllh Sinar matahari

10 ml dari masing-masing larutan pigmen diatas dimasukkan kedalam tabung

reaksi dan ditempatkan dibawah sinar matahari dari mulai pukul 09.00 pagi

sampai 15.00 sore setiap hari. Uji ini dilakukan selama 4 hari berturut-turut

sehingga total penyinaran adalah 24 jam.Setiap 6 jam sekali dilakukan

pengukuran dengan spetrofotometer pada panjang gelombang 400 dan 500 nm.

d. Pengaruh pH

Sebanyak 1 ml dari pigmen bubuk maupun pekatan angkak dimasukkan

dalam tabung reaksi, masing-masing ditambahkan 9 ml 0,01 M buffer Na-sitrat

pH 3, Na-fosfat pH 6 dan Na-karbonat pH 9,2, berturut-turut kemudian larutan

disimpan dalam suhu kamar selama 12 jam dan pengukuran dilakukan setiap

interval 3 jam (Jenie et ai, 1997)

e. Pengarllh kelarlltan dalam air.

Air sebanyak 10 ml dalam tabung reaksi masing-masing dipanaskan pada

dalam masing-masing tabung ditambahkan pigmen bubuk / kristal sebanyak 60

mg atau pekatan pigmen sebanyak 2 ml sambil diaduk selama 30 detik.

Pengujian zat warna merah Pigmen Monascus dan sirup marjan

a. Pigmen Monascus

Bubuk pigmen 0,1 9 dilarutkan dalam 10 ml akuades. Suspensi pigmen

diencerkan dengan dilusi serial sampai dapat dibaca pada ), 500 nm.

b. Zat Warna Merah Sintetis

Zat warna untuk makanan sebanyak 0,1 ml (Arlificial cochined colour,

carmosine CI 14720) dilarutkan dalam 100 ml akuades. Selanjutnya

pengenceran dilakukan melalui dilusi serial sehingga dapat dibaca pada Jc 500

nl1l.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Fermentasi substrat cair oleh M. purpureus dengan kombinasi 4 maeam hari

ferl1lentasi Saccharomyces R1 dan 4 l1laeal1l konsentrasi susu kedelai sebagai

sUl1lber karbon l1lenghasilkan warna-warna dengan intensitas yang berbeda.

Pengamatan hasil ferl1lentasi dapat dilihat pada Lal1lpiran 1-1 dan Tabell. Hasil

analisis pengukuran absorbansi dengan menggunkan panjang gelol1lbang 410

nl1l untuk warna kuning, 470 nl1l untuk warna orange dan 500 nm untuk warna

merah terlihat bahwa produksi pigmen tertinggi pada yang ditumbuhkan pada

konsentrasi susu kedelai 5% (v/v) dan lama fermentasi Saccharomyces R1 4

hari.

Fermentasi substrat cair dengan menggunakan sumber karbon berupa hasil

fermentasi Saccharomyces R1 dan susu kedelai menghasilkan warna-warna

dengan intensitas yang berbeda yaitu merah tua, merah muda, orange, dan

kuning. Terjadinya perbedaan-perbedaan kadar zat warna yang dihasilkan dari

ke 16 perlakuan disebabkan oleh komponen-komponen yang terkandung

didalamnya, karena setiap perlakuan medium mempunyai komposisi yang

berbeda-beda. Sehingga kadar sumber karbon dan nitrogen dalam medium

harus yang sesuai untuk pertumbuhan Monascus purpureus. Pada penelitian ini,

fermentasi menggunakan konsentrasi susu kedelai 5% (v/v) dan lama

fermentasi Saccharomyces R1 5 hari memberikan hasil yang terbaik yaitu warna

merah tua yang ditandai dengan nilai absorbansi tertinggi yaitu 1,558 untuk

pengukuran pada gelombang 410 nm (kuning), 1,331 pada pengukuran 470 nm

(oranye), dan 1,562 pada gelombang 500 nm (merah).

Menurut Wong et aI., (1981) pertumbuhan M. purpureus dan produksi pigmen

dipengaruhi oleh perbandingan karbon dan nitrogen dalam substrat. Bila

konsentrasi karbon dalam medium meningkat, maka lebih banyak nitrogen

dibutuhkan untuk mencapai pertumbuhan maksimum. Menurut Carels dan

Sherpherd (1978) bila nitrogen yang tersedia dalam substrat habis, maka

intermediat yang terbentuk dari jalur metabolisme primer (glikolisis) adalah

senyawa metabolit sekunder.

Pada penelitian ini pencampuran susu kedelai dan fermentasi

Saccharomyces sp ke dalam medium fermentasi ternyata dapat meningkatkan

produksi pigmen. Pembentukan pigmen ini terjadi melalui Iintasan asam asetat

malonat yang dimulai dengan pembentukan asam piruvat. Bila nitrogen dalam

·substrat habis maka hasil glikolisis dialihkan untuk membentuk metabolit

sekunder. Oleh karena itu untuk meningkatkan metabolit sekunder dari kapang

ini tidak diperlukan sumber nitrogen yang terlalu banyak karena akan tidak

mengahambat pengalihan glikolisis ke metabolit sekunder. Sehingga untuk lebih

cepatnya pengalihan tersebut diperlukan suatu prekusor yaitu berupa asam­

asam organik, dan asam-asam organik banyak dihasilkan dari fermentasi yeast

salah satunya dari jenis Saccharomyces sp. Hasil fermentasi Saccharomyces sp

banyak mengandung poliol dan asam-asam organik. Berdasarkan analisis

tersebut, maka fermentasi Saccharomyces sp potensial digunakan sebagai

sumber nitrogen alami sebagai pengganti yeast ekstrak alami dalam medium.

Menurut hasil penelitian Juzlova et a/ (1994) yang menggunakan ekstrak yeast

sebanyak 0,025% dan sumber karbon berupa alkohol sebanyak 2%, dan hanya

menghasilkan pigmen kuning dengan nilai absorbansi 0,71 dan pigmen merah

dengan nilai absorbansi 0,27.

Konsentrasi susu kedelai dalam medium yang optimum adalah 5% (v/v) jika

melebihi 5%, maka penambahan susu kedelai tidak menghasilkan pembentukan

pigmen yang optimal. Oleh karena itu untuk pembentukan pigmen yang tinggi

dalam medium fermentasi tidak diperlukan sumber nitrogen yang tinggi, karena

hanya akan menurunkan produksi pigmen.

Berdasarkan waktu fermentasi Saccharomyces sp 4 hari adalah waktu

yang tepat untuk menghasilkan asam-asam organik. Dengan demikian

fermentasi Saccharomyces sp sebagai penghasil alkohol dan asam-asam

organik dapat menunjang peningkatan produksi pigmen.

2. Uji pengaruh lama pemanasan terhadap kestabilan zat warna merah

Hasil uji pengaruh lama pemanasan dapat dilihat pada Tabel 3 dan Gambar

2. Pada Gambar 2 terlihat bahwa pigmen Monacus yang dipanaskan selama 4

jam suhu 100°C menunjukkan terjadi penurunan intensitas pigmen merah akibat

perlakuan inL Penurunan intensitas warna ini disebabkan terjadinya kerusakan

gugus khromofor zat warna tersebut yaitu perubahan-perubahan dari ikatan atau

gugus-gugus fungsionilnya. Hal ini terjadi ditandai oleh penurunan spektrum

absorbansi sebesar 40%. Selain itu, pengaruh lama pemanasan dalam jangka

waktu yang lama akan menyebabl<an timbulnya energi kinetik yang diduga

menjadi penyebab kerusakan tersebut. Kerusakan gugus kromofor ini akan

menyebabkan pemueatan zat warna, tetapi jika dilihat seeara visual tidak tampak

adanya perubahan warna yang berarti (Sutrisno, 1987). Berdasarkan penelitian

Fabr et aI., (1993) didapatkan bahwa pigmen merah angkak mengalami

degradasi sebesar 55 % setelah dipanaskan pada 100°C selama 8 jam. Oleh

karena itu, penggunaan pigmen Monascus dalam bentuk pemanasan atau

penyimpanan pada suhu dibawah <100°C selama 1 jam tidak terlalu

memudarkan warna masakan karena pengaruh penurunan spektrum absorbansi

sangat keeil.

ojam 1 Jam

.......-.-- ..-~-..-..- -----.-~··--···~·~·-·-····--·l

100% ·,--~-·---··_~~~···-·-··---·-·---··-···-·-I

I

80% i

60% 1--·-·~·-""'--.e:::""-1II:::--~~·-----··~-1 [:~~~~~;~pem-a-";o.'; III

40% 1········--··----·-···-····---··-··---···-··- 1~400 __--.---J

0% I--.-~~.-~-__- ....~_--_I2 jam 3 jam 4 jam

__.~__.__..... ..__~ __.__..__~ ..__ .._.... .. ... ~__ ._...J

Gambar 2. Pengaruh lama pemanasan terhadap stabilitas pigmen merahMon8scus purpureus Went TISTR 3090

2. Uji pengaruh suhu terhadap kestabilan zat warna merah

Hasil uji pengaruh panas dapat dilihat pada Gambar 2 dan Tabel 4

menunjukkan bahwa terjadj penurunan intensjtas pjgmen merah. Dari data

perlakuan antara suhu pemanasan masing-masing berbeda nyata. Penyimpanan

pigmen pada suhu kamar 28°C selama 1 jam tidak menyebabkan perubahan

spektrum absorbansi warna merah, begitu juga penyimpanan pada suhu 100°C

mas!h tetap stabil, tetapi setelah disimpan pada suhu diatas 100°C selama 1

jam terjadi perubahan warna yang nyata. Perubahan in! berupa pergeseran

k!saran absorbansi pada spektrum yang berart! telah terjadinya pemueatan

warna. Pada suhu lebih dari 125°C selama 1 jam terjadi perubahan kisaran

panjang gelombang dominan, perubahan in! berarti bahwa telah terjadi

pemueatan pigmen merah Mon8scus walaupun seera visual tidak tampak. Oleh

karena itu, sebaiknya pemasakan dalam oven dengan menggunakan pigmen

Monascus tidak melebih! suhu diatas 100°C selama 1 jam.

Hasil penurunan intensitas warna tersebut didukung oleh perubahan

spektrum absorbansi yang menunjukkan terjadinya kerusakan gugus kromofor

akibat adanya energi kinetik dari panas yang menyebabkan pemucatan warna.

Pigmen lainnya yang sensitif terhadap pengaruh pemanasan adalah

antosianin, betalain, klorofil dan pigmen heme. Penyebab utama yang umum dari

kerusakan ini adalah karena timbulnya energi kinetik akibat pemanasan hingga

suhu 110 cC. ada dua mekanisme yang diduga menjadi penyebab kerusakan

tersebut, yaitu (1) terjadi hidrolisis pada ketiga ikatan glikosidik antosianin dan

menghasilkan aglikon-aglikon yang labil; (2) terbukanya cincin pirilium sehingga

terbentuk gugus karbinol yang tidak berwarna. (Simpson et al., 1976)

20%1------------------------1

~----l'

-+-suhu II__ 500

-1>-400

28 C 100 C 125 C 150 C 180 C______. .J

Gambar 3. Pengaruh suhu terhadap kestabilan zat warna merah Monascuspurpureus Went TISTR 3090

3. Uji pengaruh sinar matahari terhadap kestabilan zat warna merah

Berdasarkan hasil anal isis terhadap pengaruh sinar matahari didapatkan

bahwa perlakuan pigmen terhadap lama penyinaran sangat berbeda nyata.

Waktu penyinaran 6 jam hari pertama menyebabkan penurunan nilai absorbansi

warna merah. Secara visual perubahan pigmen setelah lama penyinaran 6 jam

menjadi sangat pudar yaitu berwarna merah pucat atau merah sangat muda

kebening-beningan. Pengaruh sinar matahari terhadap kestabilan zat warna

Monascus menurun intensitas warna merah sampai 65%.

Degradasi pigmen ini jelas terlihat dari perubahan spektrum yang terukur

pada Tabel 5 dan Gambar 4 terlihat bahwa adanya penurunan kisaran

absorbansi spektrum pada panjang gelombang 11 400 dan 11 500. Begitu juga

pada penyinaran hari kedua dan ketiga. Secara visual hari ketiga larutan pigmen

telah berubah dari merah tua pekat menjadi bening kerusakan ini terus terjadi

dengan bertambahnya waktu penyinaran.

Sinar matahari sangat mempengaruhi senyawa-senyawa kimia, begitu juga

terhadap zat warna akan mengakibatkan pemucatan, terutama terhadap zat-zat

warna alami yang kestabilannya sangat lemah. Pengaruh penyinaran ini

didasarkan atas sifat reduksi dari fotokimia yang dapat merubah struktur kimia

zat warna hingga warnanya lambat laun akan mengalami pemucatan dan

akhirnya hilang ( Sutrisno, 1987). Selain itu, cahaya matahari secara umum

menyebabkan kerusakan pada bahan-bahan pangan, hal ini dimungkinkan besar

sinar matahari mengandung sinar ultra violet yang memiliki energi gelombang

yang sangat besar yang dapat menyebabkan terbentuk reaksi kimia dalam

produk bahan makanan (Jenie, 1997).

Menurut Yuan (1980), pada pH netral atau lebih tinggi lagi "hue" yang didapat

adalah merah keunguan pada pelarut etanol 70%. Pada pelarut yang sama juga

ternyata bahwa kestabilan pigmen terhadap pengaruh sinar matahari dalam

jangka waktu 1 minggu lebih baik dibandingkan dalam pelarut air. Pada

penelitian ini pigmen dilarutkan dalam air sellingga stabilitasnya sangat menurun

pada pengaruh sinar matahari. Oleh karena itu, untuk melarutkan pekatan

pigmen sebaiknya ditambahkan sedikit etanol kemudian etanol yang ada

diuapkan kembali.

Selain itu untuk menghindari pengaruh sinar matahari terhadap pigmen

angkak sebaiknya pekatan pigmen disimpan dalam suatu kemasan gelas yang

berwarna coklat atau polipropilen berlapis alumunium untuk menjaga stabilitas

pigmen. Menurut hasil penelitian Mitrajanty (1994) bahwa terjadi penurunan

kadar pigmen selama penyimpanan dapat disebabkan banyak hal. Mekanisme

penyebab kerusakan angkak secara pasti belum diketahui, tetapi diduga bahwa

selama penyimpanan dalam kemasan terjadi reaksi-reaksi yang menyebabkan

perubahan gugus kromofor pigmen. Kemungkinan perbedaan intensitas pigmen

tersebut disebabkan karena perbedaan daya tembus cahaya dari tiap kemasan.

Polipropilen berlapis almunium memiliki daya pantul yang cukup besar yaitu lebih

dari 95 %, sehingga hanya sedikit cahaya yang dapat menembus

100% r--·------

80% 1_--',,_

60% 1--· ---.--\'\:.- ..-_.--- - - --..- ----.-- .•. ------1 [=+-Iama penyinaran II1--ll1l-S00 JI

1__ - -.\-------- -...::~~-__I,. .. -. I -L-400 II

20% .1-----...-··.

o jam 6 jam 12 jam 18 jam 24 jam

Gambar 4. Pengaruh lama penyinaran matahari terhadap kestabilan zatwarna merah Monascus purpureus Went TISTR 3090

4. Uji pengaruh kelarutan terhadap kestabilan zat warna merah

Hasil uji kelarutan dalam air dapat dilihat dalam Tabel 6 dan Gambar 5. Pada

Garnbar 5 terlihat bahwa suhu 80°C rnerupakan suhu yang paling baik untuk

melarutkan pekatan pigmen Monascus dari pada suhu yang lainnya. Setelah

dilarutkan pada suhu yang lebih tinggi yaitu 100 ac, kelarutan pjgmen tetap

stabil.

Sentuk pigmen dalam pekatan mudah larut dibandingkan dalam bentuk

bubuk rnenurut hasil penelitian Sutrisno (1987). Oleh karena itu kelarutan pigmen

angkak dalam air dipengaruhi oleh peningkatan suhu. Sehingga untuk aplikasi

pigmen Monascus lebih baik dilarutkan pada air panas yang suhunya berkisar

antara 80-100 ac, dan lebih cepat larut dalam bentuk pekatan dari pada bubuk.

Selain itu karena pigmen angkak sukar larut dalam air, maka dengan adanya

peningkatan suhu air dapat mernbantu pigmen angkak memiliki daya larut yang

tinggi

adalah senyawa polar yang mudah larut dalam air. Menurut Wong & Koehler

(1981) terjadinya peningkatan kelarutan pigmen angkak dalam air karena

substitusi atom oksigen pada lJ1onas/(orubrin dan rubropunl\tatin oleh atom

nitrogen dari grup amino membnetuk senyawa kompleks. Struktur kompleks ini

juga lebih stabil terhadap panas, cahaya dan perllbahan pH.

100%

80%

60%

20%

20'C 80'C 100 'r

-+-suhu air·_IDJ·· 500

-fr-'400

Gambar 5. Pengarllh sllhll air terhadap kelarlltan zat warna merahMonascus pUipureus Went TISTR 30909

5. Uji pengarllh pH terhadap kestabilan zat warna morah

Hasil uji pengarllh pH terhadap kestabilan zat warna merah Monascus

terlihat bahwa perlakllan bentuk pigmen berbeda terhadap stabilitas warna

pigmen angkak, pada sllasana asam kestabilan pigmen lebih rendah

dibandingkan pada sllasana basa atau netral. Hasil ini didllkllng oleh Fabre et

al, (1993) yang menyatakan bahwa pigmen merah paling sensitif terhadap ph

asam dan lebih stabil pada kondisi alkali. Stabilitas ini dapat dipertahankan

selama dua bulan bila disimpan dalam gelas berlapis almunium foil (Mitrayanti,

1994 )

lOO%

80% ----------60%

40%

20%

0%

ajam 3jam 6jam 9 jam

........-jam

·-iill---·-asam

--netra!

basa

Gambar 6. Pengaruh pH terhadap kelarutan zat warna merahMonascus plllpureus Went TISTR 30909

Pada Gambar 5. terlihat bahwa pada waktu kontak selama 3 jam intensitas

pigmen sudah mengalami penurunan yang lebih banyak pada kondisi asam dari

pada alkali dan basa. Selanjutnya waktu kontak selama 12 jam pigmen dalam

kondisi asam stabilitasnya berkurang hingga 30 %.

Pigmen alami lainnya yang sensitif terhadap pH asam terdapat dalam bentllk

Flavilium kation yang berwarna merah dan kekurangan elektron. Dengan

meningkatnya pH gllglls f1avilillm kation mendapat donor elektron dan berubah

menjadi chalcone yang tidak berwarna. Hal ini ditunjllkkan dengan penurllnan

spektrum absorbansi dan pergeseran kisaran panjang gelombang maksimllmnya

(Jenie, dkk. 1997).

Mekanisme kerusakan pigmen angkak akibat perubahan pH belum jelas,

tetapi dapat didllga bahwa kerllsakan juga terjadi adanya perubahan donor atau

akseptor elektron pada gllglls kationnya, sehingga menyebabkan strllktur

senyawa berllbah.

Pigmen angkak dibuat mudah larut dalam air jika terlarut dalam protein larut

air peptida larut air atau asam amino, hal ini terjadi pada pH 5,0-8,5. Oleh karen3

itu, untuk melarutkan pigmen angkak dalam aplikasinya sebaiknya dibuat kondisi

pH lebih cenderung basa, apalagi jika produk bahan makanan mengandung

protein yang terlarut dalam air akan lebih mempercepat pigmen angkak lebih

larut dalam air.

Pengujian zat warna merah pada pigmen angkak dan pigmen sintetis

Dari hasil penelitian ini pigmen yang diperoleh dalam bentul< bub uk. Jumlah

bubuk yang diperoleh dengan menggunakan waktu fermentasi Saccharomyces

sp 7 hari dan susu kedelai 5% sebagai komponen utama dari medium produksi

diperoleh bubuk pigmen sebanyak 8,1 giL. Bubuk pigmen tersebut sukar

dilarutkan dalam air. Kelarutannya menjadi lebih tinggi jika digunakan air

mendiclih.

Dalam penelitian ini kemungkinan penggunaan pigmen Monascus sebagai

pewarna produk makanan cair diuji coba. Sebagai pembanding, dipergunakan

zat warna merah sintetis dengan merek dagang Artificial cochined colour,

carmosine CI 14720.

rPERPUSTAKA/,N UTAMAL UIN SYAHID JAI<ARTA

2 S

"lllit Y = 3,25 -0,00021 X-t 3.54X"

"

" 5

u WOO() JIlOO()

p{)"U~f\CI"~"

~;OOllll

Gambar 7. Kurva densitas optik zat warna merah sintetis pada panjanggelombang ), 500 nm

I.',

1]

Qo'::; 00

"E5 O.G

8

02

600Pengenccran

800 1000 1200

-+- Garis regresi

l%1 Data asli

Gambar 8. Kurva densitas optik pigmen Monascus pada panjanggelombang ), 500 nm.

Untuk mengetahui kemungkinan penggunaan pigmen Monascus di dalam

produk pangan, sirup marjan juga dianalisis densitas optiknya pada panjang

gelombang ). 500 nm. Dari hasil analisis, densitas optik sirup marjan adalah

0,190 unit setelah mengalami pengenceran 20 kali. Gambar 6 mengindikasikan,

bahwa jika zat warna sintetis yang digunakan untuk memproduksi sirup dengan

densitas optik mendekati produk sirup marjan akan diperlukan pengenceran

pewarna sintetik sanlpai dengan 50x10 3 kali. Sementara itu dengan

menggunakan data pada Gambar 7 maka untuk membuat warna merah dengan

menggunakan pigmen Monasclis yang mendekati produk sirup marjan

diperlukan pengenceran pigmen ini sebanyak 11 xi 0' kali. Hasil penelitian ini

memperlillatkan bahwa pigmen MonasClIs dapat dipergunakan sebagai zat

warna produk makanan menggantikan zat warna sintetis sekalipun diperlukan

pigillen dalam jumlah yang jauh lebih banyak dibandingkan dengan pewarna

sintetis.

Hasil penelitian memperlillatkan, bahwa pigmen Monasclis dapat dipakai

untuk menggantikan zat pewarna sintetis untuk mewarnai produk pangan cair

(dengan contoh kasus sirup marjan). Sekalipun demikian, masih ada kesulitan.

Bubuk pigmen tersebut sukar dilarutkan dalam air. Kelarutannya dapat

ditingkatkan bila dipergunakan air mendidih. Oari fenomena ini diperkirakan

bahwa pigmen akan lebih mudah diekstrak dengan menggunakan suhu yang

lebih tinggi jika menggunakan pelarut air. Hasil penelitian Sutrisno (1987) daya

kelarutan pigmen Monasclis dalam air dapat diperbaiki dengan menambahkan

asam amino atau protein yang larut dalam air. Penambahan asam amino

tersebut juga dapat meningkatkan kestabilan pigmen dalam air. Asam amino

yang ditambahkan untuk maksud tersebut diatas adalah sebanyak 4% (w/v).

Untuk mendapatkan hasil yang baik juga perlu ditambahkan NaOH 1 N sebanyak

0,25% (w/v). Menurut Yuan (1980) dalam Justiawan (1997) produksi pigmen

yang mudah larut dalam air dapat dihasilkan, jika dalam medium berisi protein

yang larut dalam air, misalnya peptida atau asam amino. Medium harus dialur

agar kondisi pH berkisar antara 7 dan 9. Suasana dalam keadaan aerob dan

suhu antara 27° C dan 48° C selama 72 jam.

Hasil penelitian ini memperlihatkan bahwa pigmen Monasclis dapat

dipergunakan sebagai zat warna produk makanan menggantikan zat warna

sinletis sekalipun diperlukan pigmen dalam jumlah yang jauh lebih banyak

dibandingkan dengan pewarna sintetis. Dari penelitian ini, pigmen Monasclis

tampaknya akan lebih ideal bila dipergunakan untuk mewarnai produk pangan

cair yang mengandung alkohol seperti sake, anggur (wine), produk pangan

berupa padatan seperti sosis, atau produk makanan yang mengandung protein

leilarut seperti susu.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIIVIPULAN

Pada fermentasi cair dengan menggunakan Monascus purpureus dengan

kombinasi beberapa waktu fermentasi Saccharomyces sp R1 dan konsentrasi

susu kedelai menghasilkan berbagai jenis warna yaitu warna merah tua, Illerah

muda, orange, dan kuning Illuda. Waktu fermentasi Saccharomyces sp R1 4 hari

dan konsentrasi susu kedelai 5 % (v/v) merupakan kombinasi yang terbaik untuk

menghasilkan pigmen merah Monascus.

Selama pemanasan dalam oven atau pengaruh suhu , slabilitas pigmen

MonascLis menurun semakin lama pemanasan, terlihat sangat menurun pad a

pemanasan dalam oven pada suhu diatas 100 DC selama 1 jam. Penurunan

intensitas warna merah yang terjadi mencapai 44%. Sedangkan selama

pemanasan dalam air (suhu 100 DC) selama 4 jam dalam air stabilitas pigmen

tidak terlalu meilunjukkan perubahan warna secara visual, telapi nilai absorbansl

warna merah menurun sampai 38%.

Stabilitas warna merah pekatan terhadap sinar matahari sebesar 65%.

Sedangkan pengaruh pH lebih stabil pada keadaan netral dan basa dalam

bentuk pekatan. Begitu juga pengaruh kelarutan pigmen angkak dalam bentuk

pekatan lebih mudah larut jika dilarutkan dengan air pada suhu berkisar 80 DC.

Stabilitas zat warna angkak ternyata dipengaruhi oleh suhu, lama

pemanasan, sinar matahari, dan pH. Sedang kelarutan dalam air lebih mudah

larut jika menggunakan air dengan suhu 80 DC

B. SARAN

Pengujian pigmen pada penelitian ini merupakan pigmen merah alami yang

di uji kestabilitasannya sehingga dapat diperoleh informasi bagaimana cara

proses peillasakan dan penyilllpanan yang benar dan tidak Illerusak warna,

tetapi penelitian ini tidak dibandingkan dengan Illenguji zat warna sintetis dan zat

warna Illerah alami lainnya. Oleh karena itu, perlu adanya penelitian lebih lanjut

guna sebagai pembanding stabilitas pigillen angkak, sintetis dan pigillen Illerah

alami ainnya.

Kujumdzieva, A, V. Savov, A Wartenberg, E. Fdavidova, 1. Rasheva.1995. Food coloring production from Monascus fungi. EnglishrJatent 9509755.

Lee, CZ., C.B. Wang, C.C. Chen, C.H. Teng, G.F. Yuan & C.C. Liao.1998. A Monascus strain with high productivity in both red pigmenand Monakolin f<. Culture Collection and Research Center, FoodIndustry Research and Development Institute, Taiwan.

Leistner, L. 1998. Use of red-mould rice and Monascus-extracts for meatproduct. The Symposia on Monascus culture and Aplications, July8-101998. Toulouse, France.

Lin, T.F., K. Yakushijin, G.H. Buechi & AL. Demain. 1992. Formation ofWater-soluble Monascus red pigment by biological and syntheticprocesses. US Patent US92-11986.

Mitrajanty, K.D. 1994. Pengaruh faktor fisik dan kimia terhadap selamamutu pigmen angkak serta stabilitasnya selama penyimpanandalarn beberapa jenis kemasan. FATETA IPB. Bogor

Miyake, T., S. Ohno, & S. Sakai. 1984. Process for the production of Monascuspigment. US Patent US4442209

Rahayu, L. K. 2001. Produksi pigmen dan senyawa statin rnelalui fermentasiSubstrat cair dan substrat padat oleh Monascus purpureus Went Tesis.FMIPA Program Pasca Sarjana. UI. Jakarta

Shepherd, D. 1977. The Relationships between pigment production andsporulation in Monascus. Biotechnology and fungal differentition.Fems Symposium No.4. Academic Press. New York. 107-118.

Shin, SC., J-Y Ju, & J-H Suh, 1998. Analysis of enzymes whichstimulate Monascus pigment production and optimization offermentation procedures. Symposium on Monascus culture andapplication, July 8-10,1998, Toulouse, Perancis.

Steinkraus, K.H. 1983. Handbook of Indigenous Fermented Foods.Marcel Dekker, Inc. New York. 243-553.

Sutrisno, AD. 1987 Pembuatan dan peningkatan kualitas zat warnaalarni yang dihasilkan oleh Monascus purpurueus. Di dalam: S.Fardiaz, R. Dewanti dan S. Budijanto (eds). Risalah seminarbahan makanan tambahan kimiawi, PAU Pangan dan Gizi,Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Wong, H.C. dan Koehler, PE 1983. Production of red water solubleMonascus pigment. Journal Food Science, 48: 1200-1203

Yongsmith, B., C. Chaisrisook, P. Chimanage & S. Krairak. 1998.Productionof yellow pigmen by MonasCLIs molds growing incassava substrat. The Symposia on Monascus Culture andAplicalion, July 8 - 10 1998 Toulouse.

Wong, H-C & P.E. Koehler. 1981. Production and isolation of an antibiotic fromMonascus purpureus and its relationship to pigment production. Journal offood Science. 46: 589-592

Y""n C S H180 Ferment:otive oroduction of imkil oiqlllent Dillilill' Procedinq of. - -'die UI"ient3i FeTllienlt'-.l F0uus. 1\•. Ii. St0iilt\raU2 ~e\..).) G~il'i9hOI'\, 1I11,.111dll0

LANIPIRAN 2.

Tabel 2. Oaftar komposisi susu kedelai (per 100 9 bahan)

No Komposisi Jumlah

1 Kalori (kal) 41

2 Protein (g) 3,5

3 Lemak (g) 2,5

4 Karbohidrat (g) 5,0

5 Kalsium (mg) 50

6 Fostor (mg) 45

7 8esi (mg) 0,7

8 Nilai vit A (S.I.) 200

9 ViI. 81 (mg.) 0,08---..-- .. "-

10 ViI. C (mg) 2

11 Air (g) 87,0

12 b.d.d (%) 100

(Sumber: Oirektorat Gizi Oepartemen Kesehatan RI, 1996)

LAMPI RAN 3.

Tabel 3. Hasil uji pengaruh lama pemanasan terhadap kestabilan zat warnamerah Monascus purpureus Went TISTR 3090

r'o,. .--.-.-,--------~-.---,-....---------.- -~-----------------_.

[.. L<l.Ill<l.f:>l;IllClI],:lsa njjaIllL__!'~QO ~40C' _i 0 I 87.8 87.9

1=----=_-- "T'-'~-'--'1~-6T7-0 - 55.30

I_~~-.~_. - ~~_. -~-~I.~~._;:_~.~-_. .~;_~_~1 __ _ . __ :!. .._.[.4750 4_4.80.J

Tabel4. Hasil uji pengaruh suhu terhadap kestabilan zat warna merahMonascus purpureus Went TISTR 3090

.~~h~_Lo9 __ .__ .. ~~9.Q....... A 40028 87.80 87.90

100 86.00 86.10_.._-.----_._~.~--~- -------_.._------.

125 65.50 69.10_....._._---_._-...

150 53.10 65.60

180 43.70~.=~.·~0~-1

Tabel 5. Hasil uji pengaruh lama penyinaran terhadap kestabilan zat warnamerah Monascus purpureus Went TISTR 3090

27.30

25.20

40.50

39.00

LAMPIRAN 5.

Tabel 8. Uji pembentuk warna merah antara sirup marjan, bubuk pigmenangkak, dan zat warna sintetis

1 Sirup marjanR Perlakuan Pengenceran " 500

l-~l---'--5 1,05310 0,377

~~~15 0,28220 0,190

2 Bubuk pigmen angkakNo Perlakuan Pengenceran (102) UOO

I-t- P1 2 1,177~-,_.- .

P2 3 0,8763 P3 4 0,6404 P4 5 0,5015 P5 6 0,4486 P6 7 0,3617 P7 8 0,2288 P8 9 0,2119 P9 10 0,208

10 P10 11 0,191-_. .._---- ."~-_..

LAMPIRAN 7

Gambar 11. HasH fermentasi Monascus purpureus Went TISTR 3090 umur 7hari pada perlakuan 2,5%, 5%,7,5%, dan 10% susu kedelai dan 4hari waktu fermentasi Saccharomyces sp R1

Gambar 12. HasH fermentasi Monascus purpureus Went TISTR 3090 padaBerbagai konsentrasi susu kedelai dan waktu fermentasiSaccharomyces sp R1

LAMPIRAN 8

Gambar 13. Hasil fermentasi Saccharomyces sp R1 umur 4 hari

Gambar 14. Perbandingan pengaruh sinar matahari selama 24 jam terhadap zatwarna merah pigmen Monascus sp

LAMPIRAN 9

Gambar 15. Perbandingan pengaruh lamaperhanasahselama 1 jam, 2 jam, 3jam, dan 4 jam terhadap zat warna merah pigmen Monascus sp

Gambar 16. Perbandingan pengaruh lama pemanasan selama 4 jam terhadapzat warna merah pigmen Monascus sp pada suhu 29 ac, 100 ac,125 ac, dan 180 ac

44