## POTENSI MIKROEMULSI β-KAROTEN DALAM MENGHAMBAT FOTOOKSIDASI VITAMIN C SISTEM AQUEOUS
[The Potential Inhibition of Β-Carotene Microemulsion on Vitamin C Photooxidation in Aqueous Systems]
Setyaningrum Ariviani 1) *, Sri Raharjo 2) , dan Pudji Hastuti 2)
1) Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret
2) Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada
Diterima 26 Agustus 2010 / Disetujui 11 Juni 2011

## ABSTRACT
Photooxidation  in  food  system  causes  nutritional  losses  and  produces  undesirable  flavor,  toxic  and  color  compounds,  which  make  foods unacceptable  to  consumers.  The  objective  of  this  research  was  to  determine  β–carotene  microemulsion  inhibitory  effect  on  vitamin  C photooxidation  in  aqueous  food  model.  Into  aqueous  food  models  containing  vitamin  C  (450  ppm  for  model  1;  300  ppm  for  model  2)  2% microemulsion or β–carotene microemulsion and erythrosine as photosensitizer, were added. The final β–carotene content in aqueous food model was equal to 0.6 or 12 ppm. The result indicated that microemulsion have ability to inhibit vitamin C photodegradation under light but did not show the ability under dark condition. The inhibitory effectiveness of both 6 and 12 ppm β-carotene microemulsion on vitamin C photodegradation were insignificant. The 6 ppm β-carotene microemulsion was proven to effectively inhibit vitamin C photooxidation in aqueous food model better than that of empty microemulsion or free β-carotene. The vitamin C photodegradation rate on model system 1 and 2 were 9.5 ± 2.48 and 6.4 ± 1.58 mg.L -1 . hour -1 (β-carotene microemulsion); -14.8 ± 1.69 and -9.5 ± 1.23 mg.L -1 . hour -1 (empty microemulsion); -16.0 ± 1.64 and -10.3 ± 0.46 mg.L -1 . hour -1 (freeβ-carotene), respectively.
Key words : Microemulsion, β–carotene , photooxidation, vitamin C, aqueous system

## 1 PENDAHULUAN
Fotooksidasi  dalam  sistem  pangan  menyebabkan terbentuknya  off-flavor,  toksin,  dan  merusak  nutrien  seperti rusaknya  asam  amino  dan  asam  lemak  essensial,  vitamin  D dan  vitamin  C  sehingga  menjadi  kurang  diterima  atau  bahkan tidak diterima oleh konsumen (Lee, 2002). Reaksi fotooksidasi mampu  menginisiasi  kerusakan  oksidatif  dengan  kecepatan 1.500  kali  lebih  cepat  dibanding  kerusakan  autooksidatif (Pokornyetal.,  2001).  Fotooksidasi  dapat  dihambat  oleh antioksidan  yang  memiliki  kemampuan  sebagai  senyawa quencher  melalui  tiga  jalur,  yaitu:  quenching  sensitizer  triplet tereksitasi,  quenching  oksigen  singlet  secara  fisik,  dan quenching  oksigen  singlet  secara  kimiawi.  Efektivitas antioksidan  sangat  dipengaruhi  oleh  medium  reaksinya, dinyatakan  dengan  istilah  ”polar-paradox”.  Antioksidan  polar lebih  efektif  dalam  substrat  minyak  dan  antioksidan  non  polar lebih efektif dalam substrat polar (Pokorny et al ., 2001). β-karoten yang merupakan antioksidan hidrofobik, diketahui mampu  berperan  sebagai  senyawa quencher alami  terbaik untuk meminimalisasi fotooksidasi dalam sistem pangan terkait dengan  kemampuannya  sebagai quencher  sensitizer triplet tereksitasi  sekaligus quencher oksigen  singlet.  β-karoten merupakan  senyawa quencher dengan quenching fisik  paling kuat dalam sistem pangan, reaksinya : 1 O 2 + 1 β-kar  3 O 2 + 3 β- kar * . Quenching  sensitizer triplet  tereksitasi  dengan  transfer energi antara β-karoten singlet ( 1 β-kar ) dengan sensitizer triplet
* Korespondensi Penulis : Email : stya_ariviyani@yahoo.com
tereksitasi  ( 3 Sen*)  membentuk  β-karoten  triplet  tereksitasi  ( 3 β- kar * ) (Beutner et al ., 2000). β-karoten triplet tereksitasi kembali ke kondisi ground state dengan melepaskan panas (Choe and Min, 2006).
Kecepatan quenching oksigen  singlet  oleh  β-karoten  lebih tinggi  dibanding  quersetin,  alfa-tokoferol,  askorbil  palmitat maupun asam askorbat, yaitu 4,6 x 10 9 M -1 s -1 (β-karoten ), 2,7 x 10 7 M -1 s -1 (α-tokoferol), 3,2 x 10 9 M -1 s -1 (quersetin), 1,0 × 10 8 M -1 s -1 (askorbil palmitat), 5,77 x 10 8 M -1 sec- -1 (asam askorbat) (Min and Boff, 2002; Lee et al. , 1997; Sibeua, 2005). β-karoten terbukti berperan sebagai quencher oksigen singlet yang efektif pada  minyak  kedelai  yang  mengandung  klorofil  sebagai fotosensitiser  (Jung et  al .,  1991),  pada  vitamin  D 2 yang mengadung riboflavin sebagai fotosensitiser (Li et al. , 2000) dan pada minyak kedelai dengan eritrosin sebagai sensitizer (Yang et al ., 2002), dengan kecepatan quenching berturut-turut 4,60 x 10 9 M -1 s -1 , 5 x 10 9 M -1 s -1 dan 7,3 x 10 9 M -1 s -1 . Kemampuan β- karoten  ini  terkait  dengan  strukturnya  yang  memiliki  banyak diena  terkonjugasi,  sehingga  mampu  melepaskan  energi oksigen  singlet  sebagai  panas  (Edge et  al. ,  1997;  Li et  al ., 2000).
β-karoten  bersifat  hidrofobik,  oleh  karena  itu  pencampuran β-karoten  ke  dalam  sistem  aqueous  memerlukan  teknik  yang memungkinkan  β-karoten  terdispersi  merata,  sehingga  akan lebih  efektif  dalam  penghambatan  fotooksidasi  dan  sekaligus memberikan  kenampakan  yang  lebih  menarik.  Teknik mikroemulsi o/w memungkinkan  pelarutan substansi yang ber- sifat  hidrofobik  ke  sistem  yang  bersifat  hidrofilik.  Mikroemulsi merupakan dispersi isotropik yang terdiri dari fase minyak dan fase  air  yang  memiliki  ukuran  droplet  fase  terdispersi  kurang
dari  1  µm  (5  –  100  nm),  stabil  terhadap  perubahan  suhu, transparan, viskositasnya rendah, dan dapat digunakan sebagai delivery  system substansi  yang  bersifat  hidrofob  agar  dapat didispersikan  ke  dalam  sistem  yang  bersifat  hidrofilik  dan sebaliknya  sehingga  dapat  meningkatkan  efektivitas  dan bioavailabilitas  substansi  tersebut  (Flanagan  and  Singh,  2006; Spernath et al ., 2003). Efektivitas  β-karoten  sebagai  senyawa quencher telah banyak  dipelajari  baik  dalam  minyak  maupun  model  larutan aqueous,  tetapi  umumnya  dalam  kondisi  homogen.  Dalam sistem  yang  heterogen,  keberadaan  oksigen  singlet  dan reaksinya  lebih  kompleks  dibanding  dalam  sistem  yang homogen.
Sari  buah  jeruk  merupakan  salah  satu  contoh  pangan dengan  sistem  heterogen  yang  banyak  dikonsumsi,  kaya vitamin  C,  namun  rentan  terhadap  kerusakan  fotooksidatif. (Solomon et  al. ,  1995)  melaporkan  bahwa  cahaya  fluoresen memiliki  pengaruh  yang  signifikan  terhadap  kerusakan  vitamin C dan penerimaan sensoris sari buah jeruk yang disimpan pada suhu kamar (25  – 30 0 C) selama 32 hari. Vitamin C sari buah jeruk yang dipapar cahaya matahari, cahaya fluoresen maupun UV mengalami degradasi dengan kinetika reaksi ordo nol. Laju kerusakan  vitamin  C  sari  buah  jeruk  bervariasi  pada  kondisi pemaparan cahaya yang berbeda dan kurang dipengaruhi oleh UV (Concard et al ., 2005).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menentukan  efektivitas mikroemulsi  β-karoten  dalam  menghambat  kerusakan  oksidatif vitamin  C  pada  model  pangan  aqueous  yang  terdiri  dari  dua sistem  model  yang  mendekati  sistem  sari  buah  jeruk,  yaitu sistem  model  yang  tersusun  atas  air,  gula,  vitamin  C,  asam sitrat,  dengan  pewarna  sintetik  FD&C  Red  No.  3  ( erythrosine ) sebagai  fotosensitiser  dan  sistem  model  minuman  rasa  jeruk dengan sensitizer FD&C Red No. 3. Penelitian ini juga mengkaji stabilitas  dispersi  mikroemulsi  β-karoten  dalam  model  pangan aqueous selama illuminasi dengan cahaya fluoresen.

## METODOLOGI

## Bahan dan alat
Bahan  utama  yang  digunakan  pewarna  sintetik  FD&C  red No. 3 (erythrosine) dari Intisari Yogyakarta, β-karoten, Span 80, Span  40,  Span  20  dan  riboflavin  dari  Sigma,  L-ascorbic  acid dari Aldrich, Tween 80, KH 2 PO 4 K 2 HPO 4 dan NaOH dari Merck, gula  (sukrosa), food  grade asam  sitrat,  aquades,  bubuk minuman rasa jeruk, minyak kedelai (”Happy salad oil”) di beli di Yogyakarta.
Alat  utama  yang  digunakan Hotplate  magnetic  stirer Lab. Companion  HP-3000,  Kotak  kayu  (70  X  50  X  60  cm)  yang dilengkapi 3 buah lampu cool white fluoresen low UV radiation (osram,  18  Watt),  Lux  meter,  Spectrofotometer  shimadzu  UV 1650 pc, transfer pipet, peralatan gelas.

## Pembuatan mikroemulsi β-karoten
Mikroemulsi  dibuat  dengan  metode  emulsifikasi  (Flanagan and  Singh,  2006)  menggunakan  kombinasi  3  campuran surfaktan  HLB  rendah  (Span  80),  sedang  (Span  40,  span  20) dan  tinggi  (Tween  80),  minyak  dan  air.  Mikroemulsi  dibuat
dengan  menambahkan  air  ke  dalam  campuran  minyak- surfaktan  dengan  cara  pengadukan  dan  pemanasan  meng- gunakan hotplate  magnetic  stirer suhu  70±5 0 C  selama  20 menit. Pembuatan mikroemulsi β-karoten sama dengan proses pembuatan  mikroemulsi,  namun  β-karoten  ditambahkan  ke dalam campuran minyak-surfaktan sebelum penambahan air.

## Pengujian penghambatan kerusakan fotooksidatif vitamin C dan stabilitasnya selama illuminasi
Model  pangan  aqueous  dengan  berbagai  perlakuan penambahan β-karoten dimasukkan dalam botol serum dengan atau  tanpa  dibungkus  al-foil,  ditutup,  dipapar  dengan  cahaya fluoresen 2000 lux selama 8 jam. Setiap interval waktu 2 jam (0, 2, 4, 6 dan 8 jam) dilakukan analisis vitamin C dengan metode UV  photodynamic (Jung et  al .,  1995)  dan  diuji  stabilitasnya selama illuminasi dengan pengamatan visual terhadap dispersi yang  terbentuk  antara  sistem  model  dengan  β-karoten  yang ditambahkan.
Model pangan aqueous yang diuji meliputi 2 model. Model 1 tersusun  atas  vitamin  C  (450  mg/l  =  0,045%),  sukrosa  (6%), asam  sitrat  (1%),  dan  aquadest  (92,89%)  dengan  20  ppm pewarna  FD&C  Red  No.  3  (eritrosin)  sebagai  fotosensitizer. Model 2 adalah minuman rasa jeruk yang tersusun atas serbuk jeruk,  sukrosa,  perisa  jeruk,  vitamin,  penstabil,  pemanis aspartam, asam sitrat, mineral trikalsium fosfat, pewarna sintetik tartrazin  dan  sunset  yellow,  sebagai sensitizer ditambahkan  5 ppm eritrosin.
Analisis  vitamin  C  dengan  metode riboflavin-sensitized photodynamic uv spectrophotometry (Jung et al., 1995) Prinsip  analisis  vitamin  C  dengan  metode  ini  adalah oksidasi vitamin C sampel dengan penyinaran 5500 lux selama 15 menit dengan ditambah 6 ppm riboflavin sebagai sensitizer. Absorbansi  sampel  diukur  pada  panjang  gelombang  265  nm sebelum dan setelah penyinaran menggunakan spectrofotometer  Shimadzu  UV  1650  pc.  Selisih  absorbasi sebelum  dan  setelah  penyinaran  sebanding  dengan  vitamin  C dalam  sampel.  Kuantifikasi  kadar  vitamin  C  dilakukan  dengan membuat  kurva  standar  vitamin  C.  Sebagai  blanko  digunakan larutan  6  ppm  riboflavin  dalam  buffer  fosfat  pH  7,5.  Laju penurunan  vitamin  C  ditentukan  dengan  membuat  kurva hubungan  antara  kadar  vitamin  C  (sumbu  Y)  dengan  waktu illuminasi cahaya (sumbu X). Slope merupakan laju kerusakan fotooksidatif vitamin C.

## Analisis data
Data  dianalisis  menggunakan  ANOVA  dan  untuk  menguji perbedaan antar perlakuan dilakukan uji DMRT.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Efektivitas mikroemulsi β-karoten dalam menghambat Kerusakan  fotooksidatif  vitamin  C  sistem  model dengan sensitizer 20 ppm eritrosin (Model 1)
Eritrosin  dipilih  sebagai sensitizer ,  disamping  karena sifatnya  yang  larut  air  juga  karena  dalam  sistem  dengan eritrosin sebagai fotosensitizer, β-karoten memiliki kemampuan
sebagai quencher oksigen  singlet  dan sensitizer triplet tereksitasi, sedang dalam sistem yang sama dengan sensitizer klorofil,  β-karoten  hanya  memiliki  kemampuan  sebagai quencher singlet oksigen tetapi tidak mampu berperan sebagai quencher sensitizer triplet tereksitasi (Lee and Min, 1988; Yang et al ., 2002).
Potensi  mikroemulsi  β  karoten  dalam  menghambat kerusakan  fotooksidasif  vitamin  C  pada  model  1  ditentukan dengan  menguji  aktivitas  antifotooksidatifnya  pada  berbagai konsentrasi (0, 6 dan 12 ppm).
Konsentrasi  ini  dipilih  dengan  alasan,  antara  lain  untuk mendekati kadar karotenoid sari buah jeruk, yaitu 12 ± 6,7 mg/l pada sari buah segar dan 10,4± 6,9 mg/l pada sari buah jeruk yang  telah  dipasteurisasi  (Gama,  Sylos,  2005).  Selain  itu  juga terkait  dengan  konsentrasi  yang  menunjukkan  kemampuan  β- karoten  sebagai quencher oksigen  singlet  maupun  sensitizer triplet tereksitasi serta kapasitas β-karoten dalam menghambat fotooksidasi produk pangan.
Yang et  al. (2002)  melaporkan  bahwa  β-karoten  dengan konsentrasi kurang dari 1.86 x 10 -6 M (1 ppm) memperlihatkan aktivitas  sebagai quencher oksigen  singlet  pada  model  sistem minyak kedelai dalam pelarut aseton dengan sensitiser pewarna sintetik FD&C Red No 3 (Erythrosine), tetapi pada konsentrasi di atas 3.72 x 10 -6 M (2 ppm) dapat berperan sebagai quencher oksigen  singlet  maupun quencher fotosensitiser  erythrosine triplet tereksitasi. (De Azeredo et al., 2003) melaporkan bahwa konsentrasi  minimum  β-karoten  yang  diperlukan  untuk mencapai  stabilitas  oksidatif  minyak  kedelai  yang  memadai selama  6  bulan  penyimpanan  dalam  botol  PET  ( polyethylene terephthalate ) pada suhu 25 0 C adalah 7 ppm.
Berdasarkan  Gambar  1  dan  Tabel  1  diketahui  bahwa  baik pada  kondisi  gelap  maupun  kondisi  terang  terjadi  penurunan kadar  vitamin  C  pada  semua  perlakuan,  dan  penyimpanan terang memperlihatkan tingkat kerusakan yang lebih tinggi. Hal ini  menunjukkan  bahwa  terjadi  autooksidasi  vitamin  C  pada kondisi  gelap  dan  fotooksidasi  vitamin  C  pada  kondisi  terang. Laju  penurunan  kadar  vitamin  C  model  1  pada  berbagai konsentrasi mikroemulsi β-karoten yang disimpan dalam kondisi gelap tidak berbeda nyata dengan kontrol. Namun, pada kondisi penyimpanan  terang,  memperlihatkan  laju  kerusakan  yang secara  signifikan  lebih  rendah  daripada  kontrol.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  mikroemulsi  β-karoten  tidak  mem- perlihatkan  aktivitas  antioksidan  pada  penyimpanan  gelap, tetapi memiliki kemampuan penghambatan fotooksidasi vitamin C sistem model 1.
Li et  al .  (2000),  Lee et  al .  (1988),  dan  Yang et  al .  (2002) menyatakan  bahwa  β-karoten  tidak  memperlihatkan  aktivitas antioksidan  pada  kondisi  gelap  tetapi  memperlihatkan kemampuan  antifotooksidatif  pada  minyak  kedelai  yang disensitasi klorofil maupun eritrosin.
Potensi  mikroemulsi  β  karoten  dalam  menghambat kerusakan  vitamin  C  akibat  fotooksidasi  pada  Tabel  1 menunjukkan  bahwa  mikroemulsi  β-karoten  0  ppm  mem- perlihatkan  potensi  penghambatan  kerusakan  fotooksidatif vitamin C meskipun lebih kecil dibanding konsentrasi 6 dan 12 ppm.  Hal  ini  dimungkinkan  karena  mikroemulsi  memiliki kemampuan  membentuk  film  tipis  yang  mampu  menghambat kontak sensitizer dan  vitamin  C  maupun sensitizer dengan
oksigen  sehingga  menghambat  terjadinya  fotooksidasi  vitamin C.
Keterangan :
♦, ◊ : Kontrol;
■, □ : mikroemulsi β karoten 0 ppm;
●, ○: mikroemulsi β karoten 6 ppm;
▲, ∆ : mikroemulsi β karoten 12 ppm
Gambar 1.   Grafik  laju  kerusakan  vitamin  C  dalam  model  1  dengan perlakuan  cahaya  (A)  dan  gelap  (B)  pada  berbagai konsentrasi mikroemulsi β-karoten
Tabel 1.   Potensi  mikroemulsi  β-karoten  dalam  menghambat kerusakan vitamin C pada model 1 akibat fotooksidasi
Sampel Model 1
pada Berbagai Konsentrasi Mikroemulsi β-Karoten Laju Kerusakan Vitamin C (mg. L -1 . Jam -1 ) Terang (A) Gelap (B) Kontrol -17,9 ± 1,02 c -6,4 ± 0,86 a Mikroemulsi β karoten 0 ppm -14,8 ± 1,69 b -5,5 ± 1,77 a Mikroemulsi β karoten 6 ppm -9,5 ± 2,48 a -6,3 ± 0,75 a Mikroemulsi β karoten 12 ppm -8,1 ± 1,89 a -5,2 ± 1,32 a Ket: Huruf yang  sama  dalam kolom yang  sama  menunjukkan  tidak berbeda nyata pada taraf signifikansi 95%.
Gambar  2  memperlihatkan  bahwa  perlakuan  penambahan mikroemulsi  β-karoten  0  ppm  (mikroemulsi  saja)  pada  kondisi terang menyebabkan warna eritrosin menghilang (menjadi tidak berwarna),  mengindikasikan  mikroemulsi  memiliki  kemampuan penghambatan fotooksidasi vitamin C dengan mengurangi efek sensitasi dari eritrosin.
Kenampakan  model  1  dengan  berbagai  perlakuan penambahan β-karoten yang dipapar cahaya fluoresen 2000 lux pada  kondisi  terang  maupun  gelap  (dibungkus  al-foil)  dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar tersebut memperlihatkan tidak adanya  pemisahan,  mengindikasikan  bahwa  dispersi mikroemulsi  β  karoten  stabil  terhadap  illuminasi  cahaya fluoresen.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/ l) Waktu (jam) (Gambar A) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/ l) Waktu (jam) (Gambar B)
(Gambar 2a) (Gambar 2b)
Gambar  2.  Kenampakan  model  sistem  dengan  perlakuan  kontrol  (A), mikroemulsi β-karoten (B), mikroemulsi saja (C), β-karoten langsung  (D)  yang  dipapar  cahaya  fluoresen  2000  lux dalam botol tembus cahaya (terang) (2a) dan dalam botol yang dibungkus al-foil (gelap) (2b)
Laju  kerusakan  vitamin  C  pada  perlakuan  mikroemulsi  β- karoten 6 ppm dan 12 ppm tidak berbeda nyata, sehingga dipilih konsentrasi  6  ppm  untuk  pengujian  efektivitas  mikroemulsi  β- karoten  dalam  menghambat  fotooksidasi  model  1.  Hasilnya (Gambar  3  dan  Tabel  2)  memperlihatkan  bahwa  penambahan β-karoten  langsung  ( free  β-carotene )  memiliki  laju  kerusakan vitamin  C  yang  tidak  berbeda  dengan  kontrol  maupun mikroemulsi  saja  ( empty  microemulsion ),  meskipun  perlakuan mikroemulsi saja ( empty microemulsion ) berbeda nyata dengan kontrol.  Ini  berarti  penambahan  β-karoten  langsung  ( free  β- carotene )  tidak  memperlihatkan  aktivitas  penghambatan fotooksidasi  vitamin  C  dalam  model  1.  Hal  ini  terkait  dengan sifat β-karoten yang sangat lipofilik dan tidak larut dalam sistem aqueous,  sehingga  tidak  mampu  berperan  dalam penghambatan  fotooksidasi  vitamin  C  dalam  sistem  tersebut. Efektivitas  penghambatan  fotooksidasi  β-karoten  dipengaruhi oleh jenis solven yang digunakan (Min, Boff, 2002; Yang et al ., 2002; Edge et al ., 1997), dan aktivitas quenching oleh β-karoten meningkat  dengan  semakin  meningkatnya  hidrofobisitas (Kobayashi, Sakamoto, 1999).
Berdasarkan Tabel 2 mikroemulsi β karoten 6 ppm terbukti efektif dalam menghambat fotooksidasi vitamin C pada model 1 dengan  penghambatan  lebih  besar  dibanding  masing-masing komponen  (mikroemulsi  saja  maupun  β-karoten  saja).  Hal  ini dikarenakan  mikroemulsi  mampu  memfasilitasi  pelarutan  β- karoten dalam sistem aqueous sehingga mampu meningkatkan efektivitasnya  sebagai  agensia  antifotooksidasi.  Menurut Flanagan  dan  Sing  (2006)  dan  (Spernath et  al .,  2003) mikroemulsi dapat digunakan sebagai delivery system substansi yang bersifat hidrofob agar dapat didispersikan ke dalam sistem yang  bersifat  hidrofilik  dan  sebaliknya  sehingga  dapat
meningkatkan efektivitas dan bioavailabilitas substansi tersebut. Hasil  penelitian  ini  sejalan  dengan  penelitian  yang  dilakukan oleh (Zang et al ., 2008) yang memperlihatkan bahwa efektivitas antimikrobia  GML  (gliserol  monolaurat)  lebih  efektif  dalam bentuk  mikroemulsi  dibandingkan  GML  saja  atau mikroemulsinya saja (campuran etanol-Tween 20-air).
Keterangan : ♦, ◊ : Kontrol;
■, □ : mikroemulsi β karoten 0 ppm;
●, ○: mikroemulsi β karoten 6 ppm;
▲, ∆ : mikroemulsi β karoten 12 ppm;
Gambar 3. Grafik laju kerusakan vitamin C dalam model 1 pada kondisi terang  (A)  dan  gelap  (B)  dengan  berbagai  perlakuan penambahan β-karoten
Tabel  2.  Efektivitas  mikroemulsi  β-karoten  dalam  menghambat kerusakan fotooksidatif vitamin C pada model 1
Sampel Model 1
pada Berbagai Perlakuan Penambahan β-Karoten Laju Kerusakan Vitamin C (mg. L -1 . Jam -1 ) Terang (A) Gelap (B) Kontrol -17,9 ± 1,02 c -6,4 ± 0,86 a Mikroemulsi β karoten 6 ppm -9,5 ± 2,48 a -6,3 ± 0,75 a Mikroemulsi ( empty microemulsions ) -14,8 ± 1,69 b -5,5 ± 1,77 a β karoten langsung (free β-carotene ) 6 ppm -16,0 ± 1,64 bc -5,4 ± 0,76 a
Ket: Huruf yang  sama  dalam kolom yang  sama  menunjukkan  tidak  berbeda nyata pada taraf signifikansi 95%
Efektivitas mikroemulsi β-karoten dalam menghambat kerusakan  fotooksidatif  vitamin  C  pada  model minuman rasa jeruk dengan Sensitizer 5 ppm eritrosin (Model 2)
Berdasarkan  penelitian  pendahuluan  yang  telah  dilakukan pewarna  tartrazin  maupun  sunset  yellow  yang  terdapat  dalam
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/ l) Waktu (jam) (Gambar A) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/ l) Waktu (jam) (Gambar B) C B D A C B D A
minuman  rasa  jeruk  terbukti  tidak  memperlihatkan  efek sensitasi,  oleh  karena  itu  ditambahkan  eritrosin  sebagai sensitizer. Konsentrasi eritrosin yang digunakan 5 ppm, karena pada konsentrasi ini warna eritrosin tidak mempengaruhi warna minuman  rasa  jeruk  tersebut  sehingga  masih  terlihat  seperti warna aslinya.
Penghambatan  kerusakan  fotooksidatif  vitamin  C  model  2 oleh  mikroemulsi  β  karoten  berbagai  konsentrasi  dapat  dilihat pada Gambar 4 dan Tabel 3. Gambar 4 memperlihatkan bahwa eritrosin  5  ppm  yang  ditambahkan  pada  model  minuman  rasa jeruk  mampu  memberikan  efek  sensitasi  dan  sebagaimana dalam  model  1,  dalam  model  2 ini  mikroemulsi  β-karoten  juga hanya  memiliki  aktivitas  antifotooksidatif  dan  tidak memperlihatkan  aktivitas  antiautooksidatif.  Mikroemulsi  β- karoten 6 dan 12 ppm dalam model 2 memperlihatkan aktivitas antifotooksidatif  yang  tidak  berbeda  nyata,  hal  ini  sejalan dengan kemampuan antifotooksidatifnya dalam model 1 (Tabel 1).
Keterangan : ♦, ◊ : Kontrol ■, □ : mikroemulsi β karoten 0 ppm;
●, ○: mikroemulsi β karoten 6 ppm;
▲, ∆ : mikroemulsi β karoten 12 ppm
Gambar 4. Grafik laju kerusakan vitamin C dalam model 2 pada kondisi terang  (A)  dan  gelap  (B)  dengan  berbagai  konsentrasi mikroemulsi β-karoten
Tabel 3. Potensi mikroemulsi β-karoten dalam menghambat kerusakan fotooksidatif vitamin C pada model 2
Sampel Sistem Model 2 pada Berbagai Konsentrasi
Mikroemulsi β-Karoten
Laju Kerusakan Vitamin C
(mg. L -1 . Jam -1 ) Terang (A) Gelap (B) Kontrol -11,3 ± 0,18 b -5,6 ± 0,71 a Mikromulsi β karoten 0 ppm -9,5 ± 1,23 b -6,0 ± 0,93 a Mikroemulsi β karoten 6 ppm -6,4 ± 1,58 a -5,6 ± 1,02 a Mikroemulsi β karoten 12 ppm -7,3 ± 0,55 a -5,2 ± 1,10 a Ket: Huruf yang  sama  dalam kolom yang  sama  menunjukkan  tidak berbeda nyata pada taraf signifikansi 95%
Dalam  model  2  ini,  mikroemulsi  β-karoten  0  ppm  tidak memperlihatkan aktivitas penghambatan fotooksidasi vitamin C, meskipun  dalam  model  1  memperlihatkan  aktivitas  tersebut (Tabel  1).  Hal  ini  dimungkinkan  karena  konsentrasi  sensitizer pada model 2 jauh lebih kecil (1/4 nya). Berdasarkan penelitian pada  model  1  (Gambar  2),  mengindikasikan  bahwa penghambatan  fotooksidasi  vitamin  C  oleh  mikroemulsi  terkait dengan  kemampuannya  dalam  mengurangi  efek  sensitasi eritrosin. Karena dalam model 2 ini eritrosinnya jauh lebih kecil, mengakibatkan  aktivitas  penghambatan  fotooksidasi  vitamin  C oleh  mikroemulsi  tidak  dapat  terdeteksi.  Selain  itu,  hal  ini dimungkinkan  juga  karena  tingkat  kerusakan  fotooksidatif vitamin C dalam model 2 jauh lebih rendah dibanding model 1.
Laju  kerusakan  fotooksidatif  vitamin  C  dalam  model  2 mencapai  11,339  mg/l  jam,  sedangkan  dalam  model  1 mencapai 17,931 mg/l jam. Hal ini dikarenakan kadar vitamin C (substrat)  pada  model  2  juga  lebih  kecil  dibanding  model  1, yaitu 282 ± 7,3 mg/l dalam model 2 dan 401 ± 10,1 mg/l dalam model 1, sehingga laju kerusakan fotooksidatif yang terjadi juga lebih  kecil  (Yatella,  Min,  2008).  Fenomena  ini  sejalan  dengan penelitian  yang  dilakukan  oleh  Yang et  al .  (2002),  Lee et  al . (1988), Lee et al . (1990), dan Li et al . (2000) yang menyatakan bahwa  makin  tinggi  konsentrasi  substrat  minyak  maka kerusakan fotooksidatifnya semakin tinggi.
Gambar 5 dan Tabel 4 memperlihatkan bahwa dalam model 2  ini  mikroemulsi  β-karoten,  mikroemulsi  maupun  β-karoten langsung  tidak  memperlihatkan  peranan  sebagai  antioksidan pada  kondisi  gelap.  Hal  ini  sejalan  dengan  hasil  yang ditunjukkan pada model 1.
Keterangan : ♦, ◊ : Kontrol
■, □ : mikroemulsi β karoten 0 ppm;
●, ○: mikroemulsi β karoten 6 ppm;
▲, ∆ : mikroemulsi β karoten 12 ppm
Gambar 5. Grafik laju kerusakan vitamin C dalam model 2 pada kondisi terang  (A)  dan  gelap  (B)  dengan  berbagai  perlakuan penambahan β-karoten
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/ l) Waktu (Jam) (Gambar A) -50 50 150 250 350 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/l) Waktu (Jam) (Gambar B) -50 50 150 250 350 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/ l) Waktu (Jam) (Gambar A) -50 50 150 250 350 450 0 2 4 6 8 10 Ka da r V it C (m g/ l) Waktu (Jam) (Gambar B)
Tabel  4.  Efektivitas  mikroemulsi  β-karoten  dalam  menghambat kerusakan fotooksidatif vitamin C model 2 Sample Model 2 pada Berbagai Perlakuan Penambahan β- Karoten Laju Kerusakan Vitamin C (mg. L -1 . Jam -1 ) Terang (A) Gelap (B) Kontrol -11,4 ± 0,18 b -5,6 ± 0,71 a Mikroemulsi β karoten 6 ppm -6,4 ± 1,58 a -5,6 ± 1,02 a Mikroemulsi ( empty microemulsions ) -9,5 ± 1,23 b -6,0 ± 0,93 a β karoten langsung ( free β-carotene ) 6 ppm -10,3 ± 0,46 b -6,3 ± 0,72 a
Ket:   Huruf  yang  sama  dalam kolom yang  sama  menunjukkan  tidak berbeda nyata pada taraf signifikansi 95%
Data  pada  Tabel  4  menunjukkan  bahwa  dalam  model  2 hanya mikroemulsi β-karoten 6 ppm saja yang memperlihatkan kemampuan  penghambatan  kerusakan  fotooksidatif  vitamin  C, sedang  perlakuan  mikroemulsi  saja  maupun free  β  carotene memiliki  laju  kerusakan  fotooksidatif  vitamin  C  yang  tidak berbeda  nyata  dengan  kontrol  atau  tidak  memperlihatkan aktivitas antifotooksidatif. Sebaliknya, dalam model 1, perlakuan mikroemulsi  saja  memperlihatkan  aktivitas  penghambatan fotooksidasi  meskipun  perlakuan free  β-  carotene juga  tidak memperlihatkan  aktivitas  tersebut.  Mikroemulsi  tidak  memper- lihatkan aktivitas penghambatan fotooksidasi vitamin C model 2 terkait  dengan  kadar  eritrosinnya  dan  tingkat  kerusakan fotooksidatif yang jauh lebih kecil dibanding model 1.
Kenampakan  model  2  dengan  berbagai  perlakuan penambahan β-karoten yang dipapar cahaya fluoresen 2000 lux pada  kondisi  terang  maupun  gelap  (dibungkus  al-foil)  sama dengan pada model dengan sensitizer 20 ppm (model 1), yaitu selama  perlakuan  pemaparan  cahaya  fluoresen  dispersi mikroemulsi  β  karoten  tetap  stabil,  ditunjukkan  dengan  tidak adanya  pemisahan.  Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa dalam model minuman rasa jeruk  yang  lebih  kompleks  dibanding  model  1,  mikroemulsi  β- karoten  masih  memperlihatkan  kemampuan  penghambatan kerusakan fotooksidatif vitamin C.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat disimpulkan  bahwa  mikroemulsi  β-karoten  hanya  memper- lihatkan kemampuan penghambatan oksidasi vitamin C  sistem aquoeus  pada  kondisi  terang.  Potensi  penghambatan kerusakan  fotooksidatif  vitamin  C  pada  pangan  aqoeus  oleh mikroemulsi  β-karoten  6  ppm  tidak  berbeda  nyata  dengan mikroemulsi  β-karoten  12  ppm.  Mikroemulsi  β-karoten  6  ppm memperlihatkan potensi penghambatan kerusakan fotooksidatif vitamin  C  pada  kedua  model  pangan  aqueous  dan  terbukti stabil  terhadap  illuminasi  cahaya  fluoresen  2000  lux  selama  8 jam.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  terselenggara  atas  dukungan  penyediaan dana insentif riset terapan oleh Kementerian Negara Riset dan Teknologi tahun 2008-2009.

## DAFTAR PUSTAKA
Beutner  S,  Bloedorn  B,  Hoffman  T  and  Martin  HD.  2000.
Synthetic Singlet Oxygen Quenchers. Dalam Packer L, Sies H  (Eds).  Methods  In  Enzymology.  P  226  –  241.  Academic Press. New York.
Choe E, Min DB. 2006. Mechanisms and factors for edible oil. oxidation. CRFSFS 5:169 – 186. Conrad KR, Davidson VJ, Mulholland DL, Britt IJ and Yada S. 2005. Influence of PET and  PET/PEN  blend  packaging  on  ascorbic  acid degradation and color in juices expose to fluoresent and UV light. J Food Sci 70:E19 – E 25.
De  Azeredo  HMC,  Faria  JAF,  Da  Silva  MAAP.  2003.  The efficiency of TBHQ, β-carotene, citric acid, and tinuvin 234® on  the  sensory  stability  of  soybean  oil  packaged  in  PET bottles. J Food Sci 68:302 – 306.
Edge  R,  Garvey  MC,  Truscott  TG.  1997.  The  carotenoids  as antioxidants-a  review.  J  Photochem  Photobiol  B  41:189  – 200.
Flanagan J, Singh H. 2006. Microemulsions: a potential delivery system for bioactive in food. Crit Rev Food Sci Nutr 4:221– 237.
Gama  JJT,  Maria  de  Sylos  C.  2005.  Major  carotenoid composition of brazilian valencia orange juice: identification and quantification by HPLC. Food Res Int 38:899–903.
Jung  MY,  Kim  SK,  Kim  SY.  1995.  Riboflavin-sensitized photodynamic  uv  spectrometry  for  ascorbic  acid  assay  in beverages. J Food Sci 60:360–368.
Jung MY, Choe E, Min DB. 1991. α-, γ and δ-tocopherol effects on  chlorophyll  photosensitized  oxidation  of  soybean  oil.  J Food Sci 56:807 – 810.
Kobayashi  M,  Sakamoto  Y.  1999.  Singlet  oxygen  quenching ability  of  astaxanthan  esters  from  the  green  alga Haematococcus pluvialis . Biotech Lett 21:265 – 269.
Lee EC, Min DB. 1988. Quenching mechanism of β-carotene on the  chlorophyll  sensitized  photooxidation  of  soybean  oil.  J Food Sci 53:1894 – 1895.
Lee JH. 2002. Photooxidation and Photosensitized Oxidation of Linoleic  Acid,  Milk,  and  Lard.  Dissertation.  The  Ohio  State University, Columbus, Ohio, U.S.A.
Lee  KH,  Jung  MY,  Kim  SY.  1997.  Quenching  mechanism  and kinetics  of  ascorbyl  palmitate  for  the  reduction  of  the photosensitized  oxidation  of  oils.  J  Am  Oil  Chem  Soc 74:1053 – 1057.
Lee  SH,  Min  DB.  1990.  Effects,  quenching  mechanism  and kinetics  of  carotenoids  in  chlorophyllsensitized  photo- oxidation  of  soybean  oil.  J  Agric  Food  Chem  38:1630  – 1634.
Li  TL,  King  JM,  Min  DB.  2000.  Quenching  mechanisms  and kinetics  of  carotenoids  in  riboflavin  photosensitized  singlet oxygen oxidation of  vitamin D2.  J Food Biochem 24:477  – 492.
Min  DB,  Boff  JM.  2002.  Chemistry  and  reaction  of  singlet oxygen in foods. CRFSFS 1:58 – 72.
Pokorny  J,  Yanishlieva  N,  Gordon  M.  2001.  Antioxidants  in Food.  CRC  Press.  Boca  Raton  Boston  New  York Washington, DC.
Sibuea  P.  2005.  Mekanisme  Quenching  Oksigen  Singlet  oleh Kuersetin dan Peran Emulsifier terhadap Stabilitas Oksidatif Emulsi  Minyak  dalam  Air.  Disertasi,  Ilmu  Pangan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Solomon O, Svanberg U,  Sahlstrom A. 1995. Effect of oxygen and  fluorescent  light  on  the  quality  of  orange  juice  during storage at 8°C. J Food Chem 53:363 – 368.
Spernath A, Yaghmur A, Aserin A, Hoffman RE, Garti N. 2003. Self-diffusion  nuclear  magnetic  resonance,  microstructure transitions,  and  solubilization  capacity  of  phytosterol  and
cholesterol in winsor IV food-grade microemulsions. J Agric Food Chem 51:2359 – 2364.
Yang  WT,  Lee  JH,  Min  DB.  2002.  Quenching  mechanism  and kinetics  of  α-tocopherol  and  β-carotene  on  the photosensitizing effect of synthetic food colorant FD&C red No. 3. J Food Sci 67:507 – 510.
Yettella  RR,  Min  DB.  2008.  Quenching  mechanisms  and kinetics  of  trolox  and  ascorbic  acid  on  the  riboflavin- photosensitized oxidation of tryptophan and tyrosine. J Agric Food Chem 56:10887 – 10892.
Zhang  H,  Shen  Y,  Bao  Y,  He  Y,  Feng  F,  Zheng  X.  2008. Characterization  and  synergistic  antimicrobial  activities  of food-grade  dilution-stable  microemulsions  against  bacillus subtilis. Food Res Int 41: 495-499.