TUGAS KIMIA PANGAN I

TUGAS KIMIA PANGAN I

PRODUK PANGAN YANG MENGANDUNG PEWARNA ALAMI

Dosen Pengampu : Erryana Martati, STP. MP.

Disusun oleh :

Nama   : Velarida Esa Sakti

NIM    : 135100101111066

            Kelas   : G

PRODI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2014

          Makanan merupakan suatu kebutuhan bagi setiap makhluk hidup untuk melangsungkan kehidupannya. Dalam era modern seperti ini banyak sekali dijumpai inovasi makanan yang unik dan menarik. Salah satunya adalah tampilan warna. Warna yang mencolok dan segar pada suatu produk makanan memiliki daya tarik tersendiri di mata konsumen. Warna memang penting dalam suatu produk makanan karena warna merupakan tampilan fisik suatu produk pangan, sedangkan tampilan fisik adalah tampilan yang pertama kali dilihat konsumen, sehingga harus dibuat semenarik mungkin. Oleh karena itu seringkali para produsen menambahkan zat pewarna untuk mempercantik produk mereka supaya laku di pasaran. Pewarna adalah bahan tambahan makanan yang dapat memperbaiki atau memberi warna pada makanan (Hidayat dan Elfi Anis, 2006). Ada dua jenis zat pewarna makanan yaitu pertama adalah zat pewarna makanan buatan seperti indigoten, allura red, fast green, tartrazine. Kelebihan dari pewarna makanan buatan yaitu warnanya homogen dan penggunaannya sangat efisien karena hanya memerlukan jumlah yang sangat sedikit, akan tetapi kekurangannya adalah jika pada saat proses terkontaminasi logam berat, pewarna jenis ini akan berbahaya. Kedua adalah zat pewarna makanan alami seperti myoglobin, chlorophil, karotenoid, flavonoid dan caramel. Sumber dari pewarna makanan alami adalah dari alam kemudian warna tersebut diperoleh salah satunya dengan cara ekstraksi dari tanaman, dan bagian-bagian tanaman tersebut seperti daun, akar, batang, bunga, kulit, biji, getah, dan buah. Pewarna alami aman dikomsumsi tetapi kelemahannya warnanya sering tidak stabil dan kurang pekat. Berikut adalah beberapa contoh produk pangan yang mengandung pewarna alami:

1.      Minyak goreng FILMA

Pada produk minyak goreng FILMA ini mengandung pewarna makanan alami yaitu beta-karoten. β-Karoten adalah pigmen berwarna dominan merah-jingga yang ditemukan secara alami pada tumbuhan dan buah-buahan. Beta karoten merupakan senyawa organik, secara kimiawi diklasifikasikan sebagai hidrokarbon (karotenoid hidrokarbon C₄₀H₅₆) dan secara spesifik diklasifikasikan sebagai terpenoid (isoprenoid), sehingga ia merupakan turunan unit isoprena dan memiliki rantai karbon berjumlah 40. Beta karoten disintesis oleh tumbuhan dari geranilgeranil pirofosfat. Ketika diaplikasikan sebagai pewarna makanan, beta karoten memiliki bilangan E160. Di alam, beta karoten adalah bentuk awal dari Vitamin A melalui enzim beta-carotene 15,15'-monooxygenase. Vitamin A tidak ditemukan pada makanan nabati, namun demikian tumbuhan mampu membentuk atau mensintesa senyawa karotenoid, yang merupakan prekursor vitamin A. Prekursor vitamin A ini merupakan pigmen warna kuning hingga merah yang dapat ditemukan pada daun atau buah dan sayuran (Mumpuni, 2006). Isolasi beta karoten di dalam buah-buahan umumnya menggunakan metode kromatografi kolom. Pemisahan beta karoten dari campuran dengan senyawa karotenoid lainnya berdasarkan polaritasnya. Karena beta karoten bersifat non-polar sehingga dipisahkan dengan pelarut non-polar seperti heksana. Penyerapan beta karoten oleh tubuh meningkat dengan meningkatnya asupan lemak, karena karoten larut oleh lemak. Biasanya beta karoten ini di gunakan untuk mewarnai produk-produk minyak dan lemak seperti margarin dan minyak goreng (Mumpuni, 2006).

Menurut Association of Vitamin Chemistry, London dalam Method of Vitamin Assay, secara umum karotenoid mempunyai sifat fisik dan kimia yaitu larut lemak, larut dalam kloroform, pewarna, karbon disulfida, petroleum eter, sukar larut dalam alkohol, sensitif terhadap oksidasi, auto oksidasi, stabil terhadap panas di dalam udara bebas oksigen kecuali untuk  beberapa perubahan stereo isometrik dan punya spektrum serapan yang spesifik. Pada beta karoten adanya struktur ikatan rangkap pada molekul beta karoten (11 ikatan rangkap pada 1 molekul beta karoten) menyebabkan bahan ini mudah teroksidasi ketika terkena udara. Pengaruh suhu terhadap oksidasi pada karotenoid yaitu bahwa karotenoid  belum mengalami kerusakan karena pemanasan pada suhu 60⁰C, sedangkan dalam literatur lain menyebutkan bahwa reaksi oksidasi karotenoid berjalan lebih cepat  pada suhu yang relatif tinggi terutama jika terdapat prooksidan. Struktur molekul dari beta karoten adalah 

Beberapa macam kerusakan karotenoid yang mungkin terjadi antara lain

·         Kerusakan pada suhu tinggi

karotenoid akan mengalami kerusakan pada suhu tinggi yaitu melalui degradasi thermal sehingga terjadi dekomposisi karotenoid yang mengakibatkan turunnya intensitas warna karoten atau terjadi pemucatan warna. Hal ini terjadi dalam kondisi oksidatif.

·         Oksidasi

oksidasi dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu oksidasi enzimatis dan oksidasi non enzimatis. Oksidasi enzimatis dikatalis oleh enzim lipoksigenase. Hasil proses oksidasi ini  berupa hidroksi beta karoten, semi karoten, beta karotenon, aldehid, dan hidroksi beta neokaroten yang menyebabkan penyimpangan citarasa.

·         Isomerisasi Bentuk

All trans memberikan warna kuat. Makin banyak ikatan cis, warna makin terang. Rantai poliene pada karoten bertanggung jawab akan ketidakstabilan karoten seperti kepekaannya terhadap oksidasi oleh oksigen dan peroksida, penambahan elektrofil (H⁺ dan asam Lewis), isomerisasi E atau Z oleh panas, cahaya dan bahan kimia.

Khusus pada kerusakan beta karoten selama pengolahan dapat dinyatakan salah satunya dengan persentase aktivitas provitamin A. Senyawa beta karoten dalam bentuk isomer trans mempunyai aktivitas provitamin A sebesar 100 persen. Kehilangan aktivitas provitamin A dapat terjadi selama sterilisasi anaerob dan  bervariasi dari 5 sampai 50 persen tergantung pada suhu, waktu dan bentuk karotenoi. Karakteristik lain dari karotenoid adalah fenomena cis-trans. Secara teoritik, masing–masing ikatan rangkap dalam beta karoten dapat membentuk 2 macam konfigurasi. Kurva absorpsi spektra dari karotenoid yang mengalami isomerisasi dari bentuk trans ke cis, menggambarkan puncak trans isomer pada Spektrum absorbsi 3 macam stereoisomer beta karoten, trans beta karoten T, neo beta karoten U, neo beta karoten B. Lebih lanjutnya, pemanfaatan antioksidan pangan akan mampu meningkatkan stabilitas beta karoten maupun karotenoid. Karotenoid yang digunakan sebagai bahan pewarna makanan  biasanya distabilkan dengan tokoferol dan asam askorbat serta penambahan pati jagung dan sulfit mampu memperlambat penurunan maupun rusaknya alpha, beta karoten dan total karoten pada wortel kering selama penyimpanan.

           Buavita Guava

Produk ini merupakan produk jus dalam kemasan yang ber-merk “BUAVITA GUAVA”. Pada produk jus jambu biji atau guava dalam kemasan ini ditemukan pewarna alami yaitu karmin. Dalam literatur menyebutkan bahwa karmin diperoleh dengan cara mengekstraksi asam karminat, kemudian dilapisi dengan aluminium. Asam karminat sendiri  terdapat pada serangga Chochineal. Pewarna dari serangga disebut juga Cochineal extract. Hal ini dikarenakan warna tersebut diekstrak dari serangga Cochineal (Dactylopuis coccus costa) betina yang dikeringkan, hewan ini hidup di sejenis kaktus di kepulauan Canary dan Amerika Selatan. Terdapat dua bentuk pewarna cochineal, yaitu Ochineal extract (E120 (ii)) dan Carmine (E120(i)). Cochineal extract terbuat dari bahan serangga yang dikeringkan dan dihaluskan dengan kandungan asam karminat 20%. Sedangkan, karmin merupakan bentuk pewarna cochineal lebih murni (lake asam karminat). Karmin diperoleh dengan cara mengekstraksi asam karminat, kemudian dilapisi dengan aluminium. Karmin digunakan untuk melapisi bahan protein yang diproses dengan menggunakan retort dan memberikan lapisan merah jambu. Asam karminat dan karmin stabil terhadap sinar tetapi tidak stabil terhadap panas, pH dan iradiasi. Warna larutan asam karminat dipengaruhi oleh nilai pH. Pada pH rendah (kondisi asam) memberikan warna jingga sementara itu pada pH tinggi (kondisi basa) memberikan warna violet. Karmin juga disebut Crimson Lake, cochineal, Merah Natural 4, CI 75470, atau E120. Biasa digunakan untuk melapisi bahan berprotein, berwarna merah. Struktur molekul karmin yaitu

   

           Futami 17 Green Tea

Futami 17 Green Tea ini merupakan produk minuman teh dengan tambahan madu dan melon. Pada produk ini dijumpai pewarna alami makanan yaitu karamel. Pewarna karamel adalah cairan gelap tanpa gula, yang terkonsentrasi dan merupakan hasil mendekati karamelisasi total yang digunakan untuk kebutuhan komersial dan industrial. Beberapa produk seperti minuman kola mengunakaan pewarna karamel, dan juga sebagai pewarna makanan. Karamel terbentuk dengan memanaskan gula pada suhu 170°C. Ketika gula meleleh dan mendekati suhu tertinggiya, molekulnya memecah dan membentuk menjadi cairan lengket berwarna cokelat. Karamel sendiri berbentuk amorf yang berwarna coklat gelap dan dapat diperoleh dari hidrolisa pati, dekstrosa, gula inverb, laktosa, syrup malt, dan glukosa. Warna karamel umumnya dibuat secara batch dalam reaktor stainless steel dilengkapi dengan agitator, pemanasan dan pendinginan kumparan atau jaket ukuran mengandung sampai beberapa ribu galon gula cair. Beberapa jenis warna karamel yang terbaik yang dibuat di ceret terbuka atau atmosfer sementara jenis lain memerlukan reaktor tekanan tertutup, mampu hingga 70 psi tekanan gauge dengan suhu sampai 320°F. Komposisi karamel sangat kompleks dan sukar didefinisakan. Bila diencerkan karamel mebentuk koloid yang bermuatan listrik. Karena sifat tersebut pemakaian karamel harus memperhatikan pH bahan. Di bawah pH 2.0 (titik isolistrik karamel), karamel bermuatan positif dan akan mengendap. Untuk mencegah terjadi pengendapan, maka harus diusahakan pH di atas titik isolistrik. Penggunaan karamel biasanya dicampur dengan zat pewarna buatan (Azo dye), dengan perbandingan yang harus dijaga agar tidak terjadi kekeruhan. Karamel membantu mempertajam warna dan menghasilkan warna yang lebih baik.

Karamel ini terdapat tiga jenis yakni pertama karamel tahan asam yang digunakan untuk mewarnai minuman yang mengandung CO₂ dan bersifat asam, karamel ini berbentuk cairan. Kedua karamel untuk roti yang juga berbentuk cairan, merupakan kelas yang lebih rendah dan digunakan untuk produk seperti biskuit, cake dan roti. Ketiga karamel kering yang  digunakan untuk campuran dm bentuk kering atau untuk produk cair dalam jumlah banyak. Struktur karamel ini adalah

 

Sebelum warna karamel dipasarkan, evaluasi yang lengkap harus dilakuka. Pengujian berikut ini dibuat oleh produsen untuk mengukur warna karamel dan karakteristik penting lainnya:

·         Warna Pengukuran

Metode awal umumnya visual, misalnya Klett Colorimeter dan Lovibond Tintometer. Meskipun sangat berguna, teknik perbandingan visual kini umumnya telah digantikan oleh spektrofotometer yang dengan tepat menghasilkan hasil yang direproduksi. Nilai dinyatakan sebagai absorbansi atau dalam beberapa kasus transmisi persen. Definisi FCC Warna Intensitas didefinisikan sebagai absorbansi warna karamel 1 gram per liter pengenceran (menggunakan air suling), pada spektrofotometer kualitas pada panjang gelombang 610 nanometer melalui sel persegi 1 cm.

·         Berat

Spesifik gravitasi diperoleh dengan hydrometer atau densitometer dan berat per galon dapat ditentukan dengan mengalikan angka ini dengan 8,328, berat satu galon AS air.

·         Persen Padat

Ini dapat diperkirakan dari tabel gula yang berhubungan gravitasi spesifik untuk padatan persen atau lebih tepatnya ditentukan oleh prosedur AOAC klasik atau densitometer.

·         pH

Ini biasanya ditentukan dengan elektroda kaca komersial dan pH meter. PH warna karamel untuk minuman ringan akan berkisar 2,5-3,5. Warna karamel cair untuk keperluan lain mungkin memiliki nilai pH hingga 5.0. Beberapa warna karamel bubuk mungkin memiliki pH setinggi 8,0.

·         Viskositas: Umumnya, produsen warna karamel mencoba untuk membuat produk untuk minuman ringan dengan serendah viskositas mungkin dengan tetap menjaga berat jenis yang diinginkan. Sebuah warna karamel minuman yang sudah diolah secara tidak benar akan menunjukkan ini dalam viskositas abnormal tinggi. Pengukuran dilakukan dengan cara viskometer pada 20°C dan dinyatakan dalam centipoises.

·         Haze

Titik kabut merupakan indikasi perlawanan dari warna karamel ke dalam larutan asam fosfat pekat. Salah satu bagian dari asam ditambahkan ke dua bagian warna karamel dan campuran dipanaskan dalam bak air mendidih. Penurunan diambil setiap lima menit, ditempatkan dalam tabung air suling dan larutan diamati untuk kejelasan. Waktu di mana drop membuat solusi keruh dicatat sebagai titik kabut.

·         Gel

Titik gel merupakan perpanjangan dari kabut, dan merupakan waktu di mana campuran asam-karamel tidak lagi cairan.

·         Resinification

Warna karamel adalah suatu pertimbangan penting bagi pembeli dan uji resinification memberikan indikasi daya tahan warna terhadap kurun waktu. Jumlah waktu yang dibutuhkan sampel untuk mencapai titik di mana ia tidak akan mengalir adalah nilai resinification. Setiap 20 jam nilai resinification kira-kira setara dengan satu tahun penyimpanan di bawah kondisi normal.

·         Isoelektrik Point

Titik isoelektrik adalah pH dimana muatan koloid netral dan dibentuk oleh bahan-bahan dan proses warna karamel. Sebuah warna karamel bermuatan negatif memiliki pH lebih tinggi dari titik isoelektrik nya. Metode yang digunakan untuk menentukan titik netral ini didasarkan pada daya tarik saling partikel dengan muatan yang berlawanan. Prosedur yang digunakan umumnya mempekerjakan solusi dengan biaya koloid dikenal untuk mendeteksi pH di mana muatan karamel partikel warna perubahan. Karena minuman ringan berkonsentrasi membutuhkan warna karamel bermuatan negatif, titik isoelektrik pH 1,5 atau lebih rendah dianjurkan.

     Curcuma Plus Emulsion

Curcuma plus adalah sebuah produk berupa suplemen vitamain yang ditujukan untuk anak-anak dan dapat berguna untuk membantu memenuhi kebutuhan vitamin dan juga kebutuhan mineral pada masa pertumbuhan anak. Pada Curcuma plus ini mengandung pewarna kuning alami yaitu kurkumin. Kurkumin merupakan zat warna alami yang diperoleh dari tanaman kunyit (Zingeberaceae) yang menghasilkan warna kuning. Kurkumin banyak ditemukan pada kunir adalah senyawa aktif berupa polifenol dengan rumus kimia C₂₁H₂₀O_6.  Kurkumin memiliki dua bentuk tautomer : keton dan enol. Struktur keton lebih dominan dalam bentuk padat, sedangkan struktur enol ditemukan dalam bentuk cairan.

Pada kurkumin terdapat gugusan OH fenolik yang menggambarkan bahwa kurkumin memiliki sifat yang asam dengan nila pKa sebesar 7,8 sampai 9. Apabila struktur yang bersifat asam berada dalam lingkungan asam maka struktur itu akan berada dalam bentuk aslinya, sedangkan apabila berada dalam lingkungan basa maka akan terjadi reaksi asam-basa membentuk suatu garam. Pada pH asam kurkumin berwarna kuning hingga kuning jingga sedangkan dalam pH basa berwarna merah. Perubahan warna ini dapat terjadi karena adanya sistem tautomeri pada molekulnya. Untuk mendapatkan stabilitas yang optimum dari sediaan kurkumin maka pH nya dipertahankan kurang dari 7. Pada pH lebih dari 7 kurkumin sangat tidak stabil dan mudah mengalami disosiasi. Struktur kurkumin dibagi menjadi tiga bagian yaitu bagian A dan C merupaka gugus aromatis dan B adalah ikatan dien-dion. Hubungan struktur dan aktivitas kurkumin terkait dengan gugus-gugus fungsional senyawa tersebut, yaitu sebagai berikut:

·         Gugus hidroksi pada cincin aromatik menunjukkan aktivitas antioksidan pada senyawa kurkumin

·         Gugus keton dan ikatan rangkap berperan dalam aktivitas biologis sebagai antiinflamasi, antikanker dan antimutagenik

·         Dua cincin aromatis simetris ataupun tidak simetris menentukan potensi ikatan antara senyawa obat dengan reseptor .

Tim riset hasil kolaborasi beberapa universitas dan badan riset di Korea Selatan, membuktikan secara in vitro dengan analisa SPR (Surface Plasmon Resonance) maupun in vivo dengan analisa APN-specific antibody competition, bahwa salah satu senyawa aktif yang terkandung di kunyit ternyata mampu menahan laju pertumbuhan kanker.

Sifat kimia kurkumin antara lain titik leleh 183^oC, massa molarnya 368.38 gram per mol, tidak larut dalam air dan eter tapi larut dalam alkohol, pada susana basa berwarna merah kecoklatan sedangkapan pada suasana asam berwarna kuning terang. Sifat fisiknya berbentuk serbuk dan warnanya tergantung pH. Struktur molekul dari kurkumin adalah

 

Dari beberapa contoh produk yang menggunakan pewarna makanan alami dapat diketahui bahwa warna pada suatu produk bukan hanya berfungsi dalam segi estetika tetapi kaya akan manfaat bagi tubuh apabila dikonsumsi. Setiap zat pewarna juga memiliki sifat masing-masing sehingga perlu pengetahuan dalam mengolahnya supaya zat pewarna tersebut dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan produk yang baik pula.