UJI STABILITAS PIGMEN EKSTRAK UBI BANGGAI ( Dioscorea bulbifera var celebica Burkill) PADA BERBAGAI VARIASI pH DAN LAMA PAPARAN SINAR MATAHARI
[Pigment Stability Assays  of Banggai Cassava Extract ( Dioscorea bulbifera var celebica Burkill)  at Various of Acidity and length of Sun Exposure]
Bryan Agung Rundubelo 1* , Ahmad Ridhay 1 , Jaya Hardi 1 , Dwi Juli Puspitasari 1
1) Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tadulako, Palu Jl. Soekarno Hatta Km.9, Kampus Bumi Tadulako Tondo Palu, Telp. 0451- 422611
*)Coresponding author: bryanagung823@ymail.com (082346862383 )
Diterima 17 November 2018, Disetujui 17 Januari 2019

## ABSTRACT
The investigation about the potential of Banggai cassava ( Dioscorea bulbifera var celebica Burkill)  as a natural dye for foods and drinks in the term of pH stability and sun exposure  has been  done. The aim  of  this  research  was  to  determine  the  effect  of  pH  and  the  sun  exposure  on  the  stability  of cassava  banggai  during  storage  time.  The  applied  storage  time  for  the  effect  of  pH  and  of  sun exposure  were  10  days  and  5  hours,  respectively.  The  result  showed  that  the  dye  from  banggai cassava extract was stable at pH 2 during 10 days in storage with 37.38% of degradation level, while the  effect  of  sun  exposure  on  degradation  level  in  the  dark  bottle  was  lower  than  in  the  light  bottle. The degradation level in the dark bottle and in the light bottle were 36.91% and 41.96%, respectively.
Keywords: Natural dye, the stability of banggai,cassava degradation

## ABSTRAK
Penelitian  tentang  potensi  ubi  banggai  ( Dioscorea  bulbifera  var  celebica Burkill)    sebagai  pewarna alami  makanan  dan  minuman  yang  ditinjau  dari  stabilitas  pH  dan  paparan  sinar  matahari  telah dilaksanakan.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mengetahui  kestabilan  ekstrak  ubi  banggai  terhadap pengaruh  pH  dan  terhadap  paparan  sinar  matahari  selama  masa  penyimpanan.  Waktu  yang digunakan adalah 10 hari untuk penyimpanan terhadap pengaruh pH dan 5 jam untuk paparan sinar matahari. Hasil penelitian menunjukan zat warna ekstrak ubi banggai stabil pada pH 2 setelah masa penyimpanan  10  hari  dengan  presentasi  degradasi  37.38  %  sementara  pengaruh  paparan  sinar matahari  menghasilkan  degradasi  terendah  pada  botol  gelap  yaitu  36,91  %  dibandingkan  dengan botol bening 41,96 %.
Kata Kunci : Zat warna, stabilitas ubi banggai, degradasi

## LATAR BELAKANG
Produk-produk  makanan  saat  ini tidak lepas dari pewarna makanan.
Pewarna  yang  sangat  banyak  beredar dipasaran  dan  digunakan  oleh  para pedagang  makanan  dan  minuman  adalah pewarna  sintesis  karena  memiliki  harga yang  lebih  murah.  Dilain  pihak  jika  hal  ini terus  berlangsung  maka dikhawatirkan akan  menyebabkan  tingkat  kesehatan masyarakat  menurun  mengingat  dampak yang  dapat  ditimbulkan  oleh  pewarna sintesis. Jenie (1994) dalam Hidayah et al.
(2014) menemukan bahwa pewarna sintetis  pada  makanan  atau  minuman memiliki  resiko  tinggi  terhadap  kesehatan karena bersifat karsinogenik. Lebih lengkap diuraikan  oleh  Depkes  RI  (2012),  bahwa penggunaan pewarna sintetis pada makanan  secara  terus  menerus  akan mengakibatkan kerusakan organ hati.
Dampak  negatif  dari  penggunaan pewarna  sintetis  dapat  berkurang  jika digantikan pewarna alami. Namun, pemakaian  zat  warna  alami  saat  ini  masih belum  menjadi  prioritas  di  lingkungan masyarakat karena proses untuk memperoleh zat warna tersebut lebih sukar dibandingkan zat warna sintetis (Mahayana, 2012). Untuk itu perlu diupayakan untuk mencari sumber pewarna  alami  dari  bahan  alam  seperti pada  tumbuhan.  Salah  satu  hasil  tanaman yang  berpotensi  menghasilkan  pewarna alami adalah ubi banggai baku makulolong. Ubi  banggai  baku  makulolong  ( Dioscorea bulbifera  var  celebica Burkill)  berwarna
merah  keunguan  dan  diduga  mengandung zat  warna  antosianin.  Ashari  (2010), melaporkan bahwa pigmen merah keunguan  pada  ubi  banggai  makulolong (Dioscorea  bulbifera  var  celebica Burkill ) merupakan  senyawa  antosianin yang dapat  diekstrak  dengan  menggunakan etanol. Namun saat ini belum dimanfaatkan sepenuhnya oleh masyarakat selain hanya manjadi produk makanan untuk menggantikan beras.
Winarno  (1995)  dalam  Neliyanti (2014)  menjelaskan  bahwa  kestabilan  zat warna  yang  bersumber  dari  tumbuhan dapat dipengaruhi beberapa kondisi, tergantung  dari  jenis  zat  warna  tumbuhan tersebut. Penggunaan zat warna antosianin  pada  produk  olahan  pangan dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya stabilitas pewarna alami terhadap kondisi lingkungan seperti perubahan pH, paparan sinar matahari dan lain-lain.  Penggunaan  antosianin  sebagai pigmen  atau  pewarna  makanan  dan minuman  seringkali  dilakukan  pada  pH rendah, seperti untuk minuman beralkohol, minuman  ringan,  saos,  manisan,  yoghurt, makanan  beku.  Menurut  Hidayah et  al.
(2014),  zat  warna  alami  kulit  buah  naga stabil  pada  pH  2-5  dan  lama  waktu pemanasan dapat menurunkan absorbansi zat  warna.  Merujuk  dari  hal-hal  tersebut, maka pigmen ubi banggai sangat potensial dijadikan  pewarna  alami  makanan  yang ditinjau dari stabilitas pH dan paparan sinar matahari.

## METODE PENELITIAN Bahan dan Peralatan
Bahan  yang  akan  digunakan  pada penelitian  ini  adalah  ubi  banggai;  buffer klorida pH 2; buffer sitrat pH 3, 4, 5 dan 6; etanol  96%;  kertas  saring;  aluminium  foil; dan akuades.
Peralatan  yang  digunakan  pada penelitian  ini  adalah  loyang,  pisau/alat pemotang,  gelas  ukur  (10,  100  dan  500 ml),  botol  vial,  seperangkat  alat  sentrifuse, pipet tetes, corong kaca, pipet volum 1 ml, rotari  vakum  evaporator,  corong buchner , pompa  vakum,  labu  ukur  25  ml,  sendok zat, seperangkat alat spektrofotometer UV- Vis,  pH  meter,  alat  pengocok  dan  alat-alat gelas lainnya.

## Prosedur Penelitian
Preparasi Sampel
Ubi banggai yang diperoleh dibersikan  dari  kulit  terluarnya.  Kemudian dicuci  dengan  air  mengalir.  Lalu  bagian dalam dicacah dan siap untuk diekstraksi.
Ekstraksi  Ubi  Banggai  (Hidayah  et  al., 2014)
Proses  ekstraksi  dilakukan  dengan metode maserasi selama 24 jam. cacahan kulit ubi banggai ditimbang sebanyak 500 g lalu  dimasukan  ke  dalam  wadah  kedap cahaya,  selanjutnya  ditambahkan  1000  ml etanol  96%  dengan  rasio  perbandingan antara  sampel  dan  pelarut  sebesar  1:2 (b/v), lalu ditutup rapat. Setelah itu dikocok selama  1  jam  setiap  6  jam  menggunakan alat pengocok. Kemudian disaring menggunakan  corong buchner dengan
bantuan pompa vakum untuk memisahkan ekstrak dari residu. Ekstrak yang didapatkan  kemudian  dipisahkan  dari pelarutnya  dengan  menggunakan  rotari vakum  evaporator.  Setelah  itu  ekstrak pekat yang didapatkan disentrifuse dengan kecepatan 3000 rpm selama 30 menit.
Penentuan
Panjang

## Gelombang Maksimum
Diambil  1  ml  ekstrak  etanol  ubi banggai  dengan  pipet  volum  1  ml  lalu dimasukan  ke  dalam  labu  ukur  25  ml kemudian  ditambahkan  akuades  sampai tanda batas. Kemudian ditentukan panjang gelombang maksimum menggunakan spektrofotometer UV-Vis.

## Penentuan Absorbansi Awal
Diambil  1  ml  ekstrak  etanol  ubi banggai  dengan  pipet  volum  1  ml  lalu dimasukan  ke  dalam  labu  ukur  25  ml kemudian  ditambahkan  akuades  sampai tanda batas. Kemudian diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer UV-Vis.
Perlakuan dilakukan sebanyak 3 kali.
Uji  Stabilitas  Ekstrak  Ubi  Banggai Terhadap  Pengaruh  pH  Selama  Masa Penyimpanan (Yudiono, 2011)
Diambil    1  ml  ekstrak  ubi  banggai dengan pipet volum 1 ml lalu dimasukan ke dalam  masing-masing  5  labu  ukur  25  ml lalu  ditambahkan  larutan  penyangga  yang telah disediakan pada masing-masing labu ukur secara berturut-turut yaitu penyangga pH  2,  3,  4,  5  dan  6  sampai  tanda  batas. Kemudian disiapkan wadah yaitu botol vial
yang  telah  dibungkus  dengan  aluminium foil  dan  diberi  label  pH  2,  3,  4,  5  dan  6. Kedalam  masing-masing  botol  vial  diisi dengan  larutan  dari  labu  ukur  sesuai dengan  pH  masing-masing  botol  yang tersedia  dan  diletakan  pada  suhu  ruang. Sampel disimpan selama masa penyimpanan 10 hari dan diukur absorbansinya  pada  panjang  gelombang 550 nm setiap 24 jam sekali menggunakan
spektrofotometer UV-Vis. Perlakuan
dilakukan sebanyak dua kali. Lalu mengitung  persen  degradasi  zat  warna dengan menggunakan persamaan berikut Degradasi (%) =
x 100 % …….. (1)
Dimana :
A 0 = absorbansi sebelum dilakukan pengujian At  = absorbansi  setelah  dilakukan  pengujian terhadap waktu
Uji  Stabilitas  Ekstrak  Ubi  Banggai Terhadap Paparan Sinar Matahari Selama  Masa  Penyimpanan  (Yudiono, 2011)
Disediakan  5  botol  vial  gelap  dan  5 botol vial bening. Masing-masing botol vial diisi  dengan  1  ml  ekstrak  ubi  banggai. Kemudian  masing-masing  botol  diletakan diluar ruangan agar terpapar sinar matahari. Paparan sinar matahari berlangsung  selama  5  jam.  Setiap  1  jam selama  5  jam  diambil  1  botol  vial  bening dan botol vial gelap kemudian sampel yang berada  didalam  botol  diencerkan  dalam labu  ukur  25  ml  dengan  menambahkan akuades  sampai  tanda  batas.  Kemudian dilakukan  pengukuran  absorbansi  dengan
spektrofotometer UV-Vis. Perlakuan dilakukan sebanyak dua kali. Lalu menghitung  persen  degradasi  zat  warna dengan persamaan berikut:
Degradasi (%) = x 100 % ……(2)
Dimana :
A 0 = absorbansi sebelum dilakukan pengujian At = absorbansi  setelah  dilakukan  pengujian terhadap waktu

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Ekstrak Ubi Banggai
Ekstrak  pekat  ubi  banggai  pada penelitian  ini  diperoleh  dengan  metode maserasi  selama  sehari  semalam  Ekstrak pekat  yang  diperoleh  berwarna  ungu sebanyak  150  ml.  Pemilihan  metode maserasi ini dikarenakan prosesnya sederhana dan dilakukan tanpa pemanasan, sehingga tidak merusak pigmen  yang  terkandung  dalam  ubi banggai. Menurut Achmad (1986), antosianin  adalah  senyawa  yang  berperan dalam  memberikan  warna  merah,  ungu dan  biru  pada  beberapa  bagian  tumbuhan misalnya kelopak bunga dan buah.
Ekstrak  ubi  banggai  ditentukan  jenis senyawanya dengan menggunakan analisis kualitatif menggunakan spektrofotometer UV-Vis.
Panjang gelombang  maksimum  ditentukan  dengan mengukur  sampel  ekstrak  ubi  banggai pada rentang panjang gelombang 470-560 nm.  Hasil  pengukuran  didapatkan  bahwa nilai  absorbansi    maksimum  ekstrak  ubi banggai  yaitu  550  nm.  Hasil  ini  berada pada  serapan  senyawa  antosianin  yang
terletak  pada  panjang gelombang  490-580 nm  (Harborne, 1987).
Panjang gelombang 550 nm ini akan digunakan  untuk  menentukan  absorbansi awal  (A 0 )  antosianin.  Hasil  yang  diperoleh berdasarkan  pengukuran  dengan  tiga  kali pengulangan,  yaitu  0,522;  0,545;  dan 0,538  dengan  rata-rata  absorbansi  awal (A 0 )  adalah  0,535.  Absorbansi  awal  akan digunakan  selanjutnya  pada  penentuan degradasi pigmen ekstrak ubi banggai.
Stabilitas
Ekstrak Ubi
Banggai Terhadap  Pengaruh  pH  Selama  Masa Penyimpanan
Hasil  uji  stabilitas  yang  dilakukan selama  masa  penyimpanan  10  hari diketahui  bahwa  degradasi  tertinggi  pada pH 4 sebesar 83,73 % dan terendah pada pH 2 sebesar 37,38 %.
Gambar 1  Degradasi zat warna terhadap
pengaruh pH selama masa
penyimpanan
Masing-masing  pH  2,  3,  4,  5,  dan  6 mengalami  degradasi  pigmen  yang  berarti bahwa  suasana  asam  yang  berbeda mempengaruhi  kestabilan  zat  warna  ubi banggai,  sedangkan pada  pH  yang  lebih
rendah (pH 2), pigmen antosianin cenderung  stabil  (Gambar  1).  Hal  ini membuktikan  bahwa  suasana  asam  yang berbeda  berpengaruh  terhadap  kestabilan antosianin.
Kenaikan degradasi zat warna terhadap  waktu  penyimpanan  selama  10 hari  diketahui  terjadi  karna  penurunan absorbansi  yang  berarti  bahwa  waktu penyimpanan  masing-masing  variasi  pH dapat  menurunkan  kestabilan  zat  warna. Dalam perlakuan ini terlihat pH 3, 4, 5, dan 6  mengalami  degradasi yang  lebih  tinggi dibandingkan dengan pH 2 yang mengalami degradasi namun tidak signifikan.  Menurut  Francis  (1992)  dalam Hidayah et  al. (2014),  pada  kondisi  pH yang  rendah  atau  mendekati  pH  1,  warna konsentrat  akan  semakin  berwarna  merah dan stabil.
Pada  saat  ekstrak  ditambahkan larutan  buffer  terjadi  perubahan  warna dimana  semakin  tinggi  nilai  pH  maka warna ekstrak semakin memudar.

## Gambar 2  Perubahan  warna  saat  ekstrak ditambahkan buffer
Hasil  ini  sesuai  dengan  penelitian Mastuti et  al. (2013),  bahwa  dalam  hal warna,  semakin  tinggi  nilai  pH  dalam suasana asam warna ekstrak akan
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 2 4 6 8 10 Deg rad a s i (% ) Lama penyimpanan (Hari)
pH 2 pH 3 pH 4
pH 5 pH 6
menjadi  pudar.  Menurut  Hidayah et  al.
(2014),  peningkatan  pH  akan  membuat warna  antosianin  memudar  karena  kation flavilium  yang  berwarna  merah  mengalami hidrasi menjadi karbinol yang tidak berwarna.
Rein  (2005)  dalam  Neliyanti  (2014) melaporkan  bahwa  pada  pH  rendah antosianin berbentuk kation flavilium merah, sedangkan pada saat pH dinaikkan (>5),  maka  proton  lebih  cepat  hilang sehingga terbentuk basa quinoidal berwarna  biru  atau  ungu.  Kenaikan  pH juga  dapat  menyebabkan  hidrasi  kation flavilium  sehingga  terbentuk  karbinol  yang tidak berwarna.
Stabilitas Ekstrak Ubi Banggai Terhadap Paparan Sinar Matahari

## Selama Masa Penyimpanan
Hasil  uji  stabilitas  terhadap  paparan sinar  matahari  diketahui  tingkat  degradasi pada  botol  vial  bening  41,96  %  dan  pada botol vial gelap 36,91 %.
Setelah  sampel  dalam  botol  bening dan  botol  gelap  dipaparkan  terlihat  bahwa setiap satu jam degradasi dari setiap botol vial  meningkat  (Gambar  3).  Hal  ini menunjukan  bahwa  sinar  UV  berpengaruh terhadap  kestabilan  zat  warna  sehingga semakin  lama  waktu  penyinaran  maka warna  akan  semakin  memudar.  Terlihat perbedaan degradasi antara sampel dalam botol  vial  bening  dan  juga  sampel  dalam botol vial gelap dimana sampel dalam botol vial bening memiliki tingkat degradasi yang lebih  besar  dibandingkan  dengan  sampel dalam botol vial gelap.
Gambar 3 Degradasi zat warna terhadap paparan  sinar  matahari  selama masa penyimpanan
Lama  paparan  sinar  matahari  juga berpengaruh  terhadap  kestabilan  ekstrak ubi banggai dimana semakin lama paparan sinar matahari maka tingkat degradasi juga semakin besar. Pada penelitian Hidayah et al. (2014)  mengenai  stabilitas  sampel  kulit buah  naga  terhadap  lama  paparan  sinar matahari  menunjukkan  bahwa  semakin lama waktu pemanasan maka nilai absorbansi  semakin  menurun  dan  zat warna  memudar  akibat  kerusakan  atau dekomposisi antosianin .
Menurut  Markakis  (1982),  antosianin yang  terdapat  dalam  zat  warna  merah dapat  mengabsorbsi  sinar  UV.  Energi radiasi sinar menyebabkan reaksi fitokimia pada spektrum tampak yang dapat merusak  struktur  antosianin  sehingga mengakibatkan perubahan warna.
Menurut Wisnubroto (1983), matahari adalah  sumber    sinar  utama    untuk  bumi dan  atmosfer  dengan  energi  berkisar  2,25 x  10 27 joule/detik.  Energi  radiasi  matahari atau insolasi terdiri atas sinar-sinar dengan panjang  gelombang  yang  berbeda-beda.
0 10 20 30 40 50 0 2 4 6 Deg rad a s i (% ) Lama paparan sinar matahari (Jam) botol gelap
botol bening
Sinar  dengan  panjang  gelombang  lebih pendek  akan  menghasilkan  efek  fotokimia tertentu  dan mampu mempercepat proses oksidasi biomolekul. Jenie (1994) menyatakan  bahwa  waktu  penyinaran dengan cahaya matahari 24 jam menyebabkan degradasi pigmen mencapai 56%. Sinar matahari mengandung gelombang ultraviolet yang memiliki energi yang  besar,  sehingga  saat  meradiasi senyawa  fiotkimia  akan  menyebabkan terbentuknya  radikal  bebas  yang  berujung pada pigmen menjadi tidak stabil. Menurut Effendi (1991) dalam Wulaningrum (2013), kesetimbangan  diantara  struktur-struktur antosianin sangat dipengaruhi oleh cahaya.

## KESIMPULAN
Setelah  masa  penyimpanan  selama 10  hari  ekstrak  ubi  banggai  mengalami degradasi  pada  masing-masing  variasi  pH 2,  3,  4,  5,  dan  6  sehingga  stabilitas  zat warna  menurun.  Penurunan  tertinggi  pada pH 4 sebesar 83,73 % dan terendah pada pH 2 sebesar 37,38 %.
Setelah  terpapar  sinar  matahari selama  5  jam  ekstrak  ubi  banggai mengalami  degradasi  baik  pada  botol  vial bening  maupun  pada  botol  vial  gelap sehingga  stabilitas  zat  warna  menurun. Penurunan tertinggi pada botol  vial bening sebesar  41,96  %  dibandingkan  dengan botol vial gelap sebesar 36,91 %.

## DAFTAR PUSTAKA
Achmad,  S,  A.  1986. Buku  Materi  Pokok Kimia Organik Bahan Alam . Jakarta: Karunika.
Ashari,  2010.  Ekstraksi  Dan  Karakterisasi Antosianin  Dari  Ubi  Banggai  Baku Makulolong ( Dioscorea  bulbifera  var celebica Burkill). Skripsi . Palu: Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Tadulako
Depkes  RI,  2012. Parameter  Standar Umum  Ekstrak  Tumbuhan  Obat.
Jakarta: Departemen Kesehatan
Republik Indonesia.
Harborne,  J,  B.  1987. Metode  Fitokimia . Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan. Alih bahasa Kosasih Padmawinata. Bandung: Institut Tehnologi Bandung.
Hidayah, T., Pratjojo, W., Widiarti, N. 2014.
Uji Stabilitas Pigmen dan
Antioksidan  Ekstrak  Zat  Warna Alami  Kulit  Buah  Naga. Indonesian Journal  of  Chemical  Science. 3  (2):
135-140.
Jenie,  B.S.L.,  Helianti,  dan  S.  Fardiaz. 1994.  Pemanfaatan  Ampas  Tahu, Onggok,  dan Dedak untuk Produksi Pigmen Merah oleh Monascus purpureus. Buletin    Tekhnologi  dan Industri Pangan . (5):22-29
Kumalaningsih, S. 2006. Antioksidan Alami . Surabaya: Trubus
Agrisarana.
Mahayana, A. 2012. Pengaruh Pelarut dan Waktu  Ekstraksi  pada  Isolasi  Zat Warna  dari  Daun  Jati.  Surakarta. J. Teknol. dan Industri Pangan . 25 - (2)
Markakis,  P.  1982. Anthocyanin  as  Food Colors . New York: Academic Press.
Mastuti,  E.,  Fristianingrum,  G.,  Andika,  Y. 2013.  Ekstraksi  Dan  Uji  Kestabilan Warna  Pigmen  Antosianin  Dari Bunga  Telang  ( Clitoria  ternatea L.) Sebagai  Bahan  Pewarna  Makanan. Simposium Nasional RAPI XII - 2013
FT UMS , hlm. 44-51.
Neliyanti. 2014. Ekstraksi Dan Uji Stabilitas Zat Warna  Alami    Dari  Buah  Lakum ( Cayratia  trifolia (L.)  Domin). JKK. 3
(2): 30-37
Wisnubroto, S., Aminah, S.L., dan
Nitisapto, M. 1983. Asas-asas Meteorologi    Pertanian .  Jakarta:
Ghalia Indonesia.
Wulaningrum, R, A. 2013. Pengaruh Asam Organik  Dalam  Ekstraksi  Zat Warna
Kulit Buah Manggis ( Garcinia
mangostana ). Indonesian  Journal  of Chemical Science . 2 (2): 2252-6951
Yudiono,  K.  2011.  Ekstraksi  Antosianin Dari  Ubi  jalar  Ungu  ( Ipomoea batatas Cv.  Ayamurasaki)  Dengan
Teknik  Ekstraksi  Subcritical  Water.
Jurnal Teknologi Pangan . 2 (1): 1-30