PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : 1411 - 4216
KAJIAN ANALISA KANDUNGAN VITAMIN DAN MINERAL PADA BUAH-BUAHAN TROPIS DAN SAYUR-SAYURAN DI TOYAMA PREFECTURE JEPANG Diki Nanang Surahman dan Doddy A. Darmajana Balai Pengembangan Teknologi Tepat Guna – LIPI Jl. K.S. Tubun 5 Subang 41211 e-mail:
[email protected],
[email protected]
Abstrak Buah dan sayur merupakan bahan pangan utama dalam kehidupan kita sehari-hari, selain ikan, daging, kacang-kacangan, dan sumber karbohidrat seperti nasi, kentang, roti dll. Buah dan sayur banyak sekali mengandung vitamin dan mineral. Selain itu buah dan sayur banyak sekali mengandung serat yang sangat membantu dalam proses pencernaan, bahkan diyakini dapat menghambat terjadinya kanker pada usus besar. Kandungan zat gizi yang cukup tinggi pada buah-buahan dan sayuran adalah vitamin dan mineral. Untuk vitamin buah-buahan terutama banyak mengandung vitamin C dan karoten (pro vitamin A), disamping sejumlah kecil vitamin lainnya. Meskipun buah-buahan dan sayuran bukan merupakan sumber mineral utama, beberapa jenis buah dan sayur ada yang mengandung zat besi, kalium, phosphor dll. Di Toyama Food Research Institute Jepang, studi/kajian analisa yang dilakukan pada buah dan sayur meliputi : kandungan mineral (Na, Mg, Zn, K, Fe), dan vitamin (beta-carotene, C dan E). Sampel yang digunakan pun beragam, mulai dari buah dan sayur asli Jepang, sampai dengan buah tropis seperti durian, manggis, pisang, mangga dan pepaya. Metoda analisa yang digunakan disesuaikan dengan standar analisa di Jepang dengan menggunakan instrument HPLC dan Atomic Absorbtion Flame Emision Spectrofotometer. Hasil analisa yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan standar komposisi gizi/bahan pangan di Jepang, seperti pada papaya, hasil analisa mineral yang diperoleh adalah Na (9,37 mg/100g), Mg (11,43 mg/100g), Zn (0,28 mg/100g), K (202,93 mg/100g) dan Fe (0,28 mg/100g), sedangkan kandungan vitaminnya adalah beta carotene (109,37 ug/100g), vitamin C (81,83 mg/100g) dan vitamin E (0,27 mg/100g). Standar kandungan mineral dan vitamin menurut standar komposisi gizi/bahan pangan di Jepang adalah sebagai berikut : Na (6 mg/100g), Mg (26 mg/100g), Zn (0,1 mg/100g), K (210 mg/100g) dan Fe (0,2 mg/100g), beta carotene (480 ug/100g), vitamin C (50 mg/100g), dan vitamin E (0,3 mg/100g). Dari hasil analisa kandungan vitamin dan mineral pada buah-buahan dan sayuran sangat bervariasi, hal ini disebabkan diantaranya tergantung pada jenis tanah, iklim dan hal teknis pada pelaksanaan analisa. Perbedaan itu akan lebih nyata bila diperhatikan pula derajat kematangan buah dan kesegaran sayuran maupun proses penanganan yang berbeda-beda. Kata kunci : analisa, buah-buahan, sayuran, vitamin, mineral, standar, HPLC, dan Atomic Absorbtion Flame Emision Spectrofotometer. Pendahuluan Buah dan sayur merupakan bahan pangan utama dalam kehidupan kita sehari-hari, selain ikan, daging, kacang-kacangan, dan sumber karbohidrat seperti nasi, kentang, roti dll. Sejak tahun 80-an Badan Kesehatan Dunia (WHO) sudah mengingatkan untuk back to nature (kembali ke alam) karena buah dan sayur merupakan sumber vitamin, mineral dan zat non-gizi lain yang sangat ideal untuk menjaga kebugaran dan penanggulangan penyakit. Besarnya manfaat buah-buahan dan sayuran segar sebagai sumber vitamin dan mineral telah banyak diketahui. Kandungan gizi yang cukup menonjol pada buah-buahan dan sayuran adalah vitamin dan mineral. Untuk vitamin, buah-buahan dan sayuran terutama mengandung banyak vitamin C dan A, disamping sejumlah kecil vitamin lainnya. Meskipun buah-buahan dan sayuran bukan merupakan sumber mineral utama, beberapa jenis buah dan sayur ada yang mengandung zat besi, kalium, phosphor dll. JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
Di Jepang, hampir semua penduduknya mengkonsumsi buah-buahan dan sayuran dalam bentuk segar, mengingat manfaat dari kandungan gizi dari buah-buahan dan sayuran. Hal ini dapat dilihat dari tingkat/masa hidup dari masyarakat Jepang yaitu rata-rata 85 tahun, jika dibandingkan dengan tingkat/masa hidup masyarakat Indonesia yang rata-rata 60 tahun. Namun demikian terkadang kandungan vitamin dan mineral dari buah-buahan dapat hilang dalam jumlah besar apabila dalam penanganan, pengolahan dan pemilihannya tidaklah tepat. Hal inilah yang menjadi tujuan utama dari penulis untuk mengkaji kandungan buah-buahan dan sayuran di Jepang, khususnya di Toyama Prefecture Jepang, dengan mengambil sample buah-buahan dan syuran yang paling banyak dikonsumsi oleh masyarakat Toyama, Jepang. Hasil analisa yang diperoleh, dibandingkan dengan Standar Komposisi Gizi/ Bahan Pangan di Jepang. Metodologi Metodologi yang digunakan untuk kajian ini adalah dengan menganalisa kandungan vitamin dan mineral pada beberapa buah-buahan dan sayuran yang biasa atau sering dikonsumsi oleh masyarakat Jepang, khususnya Toyama Prefecture. Analisa dilakukan dengan menggunakan HPLC dengan spesifikasi sebagai berikut : 1. HPLC, LC-6A dengan UV-VIS Spectrophotometric Detector (SPD-6AV). Column yang digunakan Shodex SIL-5A dengan nomor column A37829. Mobile phase yang digunakan adalah Hexan : Acetyl Acid : Acetic Acid , masing-masing 4 : 5 : 1. Panjang gelombang yang digunakan 495 nm, flow rate : 10 ml/min. Instrument ini digunakan untuk analisa vitamin C, dengan volume injection 10 ul. 2. HPLC, merk Shimadzu, dilengkapi dengan Flouresence Detector (RF-10AXL), Sistem Controler (SCL10A), Liquid Chromatograph (LC-10AD), Degasser (DGU-12A), dan Column Oven (CTO-10A). Mobile phase yang digunakan adalah perbandingan antara m-hexan : THF : Metanol, masing-masing 97,38 : 2,5 : 0,12. Volume injection 20 ul, dengan retention time 20 menit. Instrumen ini digunakan untuk analisa vitamin E. 3. HPLC, merk Shimadzu, volume injection : 20 ul, Rt : 8 menit Standar beta carotene dilarutkan dalam alkohol 99,5 %. Deret standarnya sebagai berikut : 0,7 ug/ml, 1,4 ug/ml, 2,8 ug/ml, 5,6 ug/ml. Eluant yang digunakan : Metanol (96) : Chloroform (4). Instrumen ini digunakan untuk analisa vitamin A. 4. Atomic Absorbtion Flame Emision Spectrophotometer AA-6500, merk Shimadzu, digunakan untuk analisa mineral. Pelarut yang digunakan adalah HCL 1% V/V. Gas yang digunakan Etilen dan Oksigen. Instrumen ini digunakan untuk analisa kandungan mineral. Prosedur analisa kandungan vitamin dan mineral adalah sebagai berikut : A. Prosedur Analisa Vitamin E Sample 1 – 10 gram + NaCl 1% w/v 1 ml + Pyrogallol 3% w/v dalam Etanol 30 ml Homogenizer +KOH 60% w/v 3 ml Inkubasi dalam water bath 700C 30 menit Cooling Down (air dingin + es) + NaCl 1% w/v 22,5 ml + Ethyl Acetat (1) : n-hexan (9) 15 ml (3 x ulangan) Shaking 10 menit (3 x ulangan) Sentrifuse V=3000 rpm, 5 menit (3 x ulangan) Ambil bagian atas, masukkan ke dalam labu evaporator 100 ml
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
Evaporasi 400C Bilas dengan Hexan Mess-up ke dalam labu takar 5 ml, dengan Hexan HPLC, V : 20 ul, Rt : 5 – 20 menit Catatan : Standar untuk alfa, beta, gamma, dan delta tocoferol dilarutkan dengan Hexan. Deret standarnya sbb : 1 ug/ml, 2.5 ug/ml, 5,0 ug/ml, 10 ug/ml. Retention time untuk alfa tocoferol (5 – 6 menit), beta tocoferol (10 – 11 menit), gamma tocoferol (12 menit), dan delta tocoferol (19 – 20 menit). Volume injection = 20 ul. B. Prosedur Analisa Vitamin A (beta-carotene) Sample 1 – 10 gram + NaCl 1% w/v 1 ml + Pyrogallol 3% w/v dalam Etanol 30 ml Homogenizer +KOH 60% w/v 3 ml Inkubasi dalam water bath 560C 20 menit Cooling Down (air dingin + es) + NaCl 1% w/v 23 ml + 2-propanol 6 ml + Ethyl Acetat (1) : n-hexan (9) 15 ml (3 x ulangan) Shaking 10 menit (3 x ulangan) Sentrifuse V=3000 rpm, 5 menit (3 x ulangan) Ambil bagian atas, masukkan ke dalam labu evaporator 100 ml Evaporasi 400C Bilas dengan Etanol 99,5 % Mess-up ke dalam labu takar 5 ml, dengan Etanol 99,5 % HPLC, V : 20 ul, Rt : 8 menit Catatan : Standar beta – carotene dilarutkan dalam alkohol 99,5 %. Deret standarnya sbb : 0,7 ug/ml, 1,4 ug/ml, 2,8 ug/ml, 5,6 ug/ml. Eluant yang digunakan : Metanol (96) : Chloroform (4).
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
C. Prosedur Analisis Vitamin C Sample 1 – 10 gram + Metaphosporic acid 5% w/v 50 – 60 ml Homogenizer Mess-up ke dalam labu takar 100 ml dengan Metaphosporic acid 5% w/v Over Night (dalam lemari pendingin) Ambil 5 ml (Sample /Standar) + 0,2% w/v DCP (2,6 Dichloroindophenol) 2-3 tetes (warna konstan) +2% w/v Thiourea dalam 5% w/v Metaphosporic acid 5 ml + 2% w/v DNPH (Dinitrophenilhidrazine) dalam Asam Sulfat 9 N 1 ml Inkubasi dalam water bath 500C, 90 menit Cooling Down + Acetyl Acid 5 ml Shaking 1 jam Sentrifuge V : 3000rpm, 5 menit HPLC, V : 10 ul, Rt : 5 – 6 menit
Catatan : 10 mg Ascorbic acid, dilarutkan sampai 100 ml dgn metaphosporic acid = 100 ug/ml. 100 ug/ml : 20 ug/ml (2ml/10ml), 10 ug/ml (1ml/10ml), 20 ug/ml : 4 ug/ml (2ml/10 ml) 10 ug/ml : 1 ug/ml (1ml/10ml) Perlakuan persiapan standar sama dengan perlakuan pada sampel. D. Prosedur Analisa Mineral I. Prosedur Pengabuan Sample Sampel 2 gram (Cawan porselen) Pengabuan I, T = 1050C, t = + 4 jam Pengabuan II, T = 2000C, t = + 2 jam Pengabuan III, T = 2500C, t = + 1 jam Pengabuan IV, T = 3500C, t = + 18 jam Pengabuan V, T = 5500C, t = + 5 jam Cooling Down, T = 1000C, over night Sample Abu JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
II. Analisa Sample Sample Abu Dilarutkan/Dibilas dengan 1% v/v HCl 25 ml (fp = 1) Ambil 2,5 ml + 1% v/v HCl 25 ml (fp = 10) Ambil 2,5 ml + 1% v/v HCl 25 ml (fp = 100) Atomic Absorban Flame Emission Spectrophotometer Perhitungan : [C] x fp x 25/ws = …….ppm/10 = ……..mg/100gram Hasil analisa yang diperoleh dibandingkan dengan Standar Komposisi Gizi/Bahan Pangan di Jepang, untuk mengetahui perbedaan kandungan vitamin dan mineral yang diperoleh dari hasil analisa. Hasil dan Pembahasan Analisa Kandungan Mineral Analisa kandungan mineral pada beberapa buah-buahan dan sayuran yang meliputi : Natrium (Na), Kalium (K), Magnesium (Mg), Zinc (Zn), dan Ferum (Fe). Hasil analisa kandungan mineral pada beberapa buah-buahan dan sayuran, dapat dilihat pada Tabel 1., dibawah ini. Tabel 1. Hasil Analisa Kandungan Mineral pada Beberapa Jenis Buah-Buahan dan Sayuran Mineral (mg/100g) Sampel Na Mg Zn K Fe Alpukat 11.87 6.44 0.3 315.12 0.14 Anggur 1.94 4.5 0.07 130.67 0.09 Apel 2.77 2.41 0.03 104.65 0.09 Durian 5.88 16.81 0.43 540.56 0.32 Grape Fruit 7.09 5.66 0.03 68.25 0.13 Kiwi 10.66 7.46 0.11 87.31 0.08 Kol 4.14 12.75 0.34 244.89 0.38 Moyashi (Toge) 4.54 5.33 0.48 129.56 0.19 Nasu (Terong Ungu) 2.57 6.32 0.14 254.26 0.23 Oranges 3.81 10.06 0.17 161.92 0.22 Parsimmon 6.05 2.29 0.27 153.34 0.19 Papaya 9.37 11.43 0.28 202.93 0.28 Piman (Cabe Hijau) 0.83 12.57 0.26 288.24 0.43 Shitake 6.11 4.6 0.56 121.56 0.22 Sweet Corn 82.45 5.68 0.36 373.59 0.33 Tomat 9.06 5.16 0.31 61.67 0.05 Ubi Jalar 66.79 4.19 0.26 404.64 0.59 Wortel 14.08 12.65 0.24 276.36 0.09 Data analisa yang diperoleh tersebut, kemudian dibandingkan dengan Standar Komposisi Gizi/Bahan Pangan di Jepang, seperti yang terdapat pada Tabel 2.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
Tabel 2. Standar Komposisi Gizi/Bahan Pangan pada Beberapa Jenis Buah-buahan dan Sayuran di Jepang Mineral Sampel Na Mg Zn K Fe Alpukat 7 33 0.7 720 0.7 Anggur 1 6 0.1 130 0.1 Apel Tr 3 0.04 110 Tr Durian Tr 27 0.3 510 0.3 Grape Fruit 1 9 0.1 140 Tr Kiwi 2 13 0.1 290 0.3 Kol 5 14 0.2 200 0.3 Moyashi (Toge) 3 23 0.4 160 0.5 Nasu (Terong Ungu) Tr 17 0.2 220 0.3 Oranges 1 11 0.2 140 0.3 Parsimmon 1 6 0.1 170 0.2 Papaya 6 26 0.1 210 0.2 Piman (Cabe Hijau) 1 11 0.2 190 0.4 Shitake 2 14 0.4 280 0.3 Sweet Corn 4 215 0.2 470 0.7 Tomat 3 9 0.1 210 0.2 Ubi Jalar Tr 37 1 290 0.8 Wortel 24 10 0.2 280 0.2 Dari kedua tabel tersebut, dapat dilihat adanya perbedaan hasil analisa. Namun perbedaan tersebut masih dapat ditolelir, dikarenakan perbedaan yang tidak begitu jauh atau mencolok. Adapun perbedaan hasil analisa yang terjadi disebabkan oleh beberapa faktor antara lain : 1. Pengambilan sampel yang tidak merata. 2. Data standar yang ada merupakan hasil rata-rata dari sekian banyak perlakuan analisa. 3. Human error. Menurut Clydesdale, dalam Trace Minerals in Foods (1988), mengatakan bahwa kandungan mineral pada buah-buahan dan sayuran berbeda-beda, hal ini tergantung pada beberapa faktor antara lain : genetik, agricultural practices, variasi pada kandungan mineral dalam tanah, penggemukan tanah dan pH, serta faktor lingkungan dan kematangan lahan. Hal tersebut dapat diminimalkan dengan langkah-langkah sebagai berikut : memverifikasi teknik analisa yang digunakan, teknik pengambilan sample yang menjamin keseragaman pengambilan sample, melaporkan/mendokumentasikan secara lengkap dari sample termasuk species, varietas, dan asal dari sample tersebut, dan juga termasuk mendeskripsikan secara lengkap dari efek proses lain atau preparasi sample yang digunakan. Analisa Kandungan Vitamin (beta-carotene, C, dan E) Analisa vitamin yang dilakukan terdiri dari vitamin C, E dan beta carotene, sampel yang dianalisa terdiri dari beberapa jenis buah dan sayuran yang umum dikonsumsi. Hasil analisa kandungan vitamin C, E dan beta-carotene pada beberapa bahan pangan (buah dan sayur), dapat dilihat pada Tabel 3, 4 dan 5. Tabel 3. Hasil Analisa dan Standar Kandungan Vitamin C pada Beberapa Jenis Buah-buahan dan Sayuran Vitamin C Standar Vitamin C Sample (mg/100gram) (mg/100gram) Apel 1.37 4 Banana 15.32 16 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
Brokoli Durian Grape fruit Kiwi Moyashi (Toge) Oranges Papaya Parsimon (Kaki)
67.59 35.29 43.79 106.08 7.71 49.61 81.83 13.58
120 31 36 69 5 s/d 11 40 50 55 s/d 70
Tabel 4. Hasil Analisa dan Standar Kandungan Vitamin E pada Beberapa Jenis Buah-buahan dan Sayuran Standar Vitamin E (Tocoferol) (mg/100g) Vitamin E Vitamin E Sample Alfa Beta Gamma (mg/100g) (mg/100g) Apel 0.7 0 0 0.7 0.2 Banana 0.35 0 0 0.35 0.5 Brokoli 1.36 0.02 0.39 1.41 1.8 Durian 2.05 0 0 2.05 2.3 Grape fruit 0.16 0 0 0.16 0.1 Kiwi 1.33 0 0 1.33 1.3 Moyashi (Toge) 0.06 0 0.1 0.06 0.1 Oranges 0.35 0 0 0.35 0.3 Papaya 0.24 0.02 0.16 0.27 0.3 Parsimon (Kaki) 0.04 0 0 0.04 0.1 Tabel 5. Hasil Analisa dan Standar Kandungan Vitamin A (beta-Caroten) pada Beberapa Jenis Buahbuahan dan Sayuran beta-Carotene Standar Vitamin A Sample (ug/100gram) (ug/100gram) Apel 12.32 21 Banana 21.63 56 Brokoli 746.26 810 Durian 10.71 36 Grape fruit 1.48 21 Kiwi 16.29 66 Moyashi (Toge) 1.85 0 Oranges 82.6 120 Papaya 109.37 480 Parsimon (Kaki) 137.56 420 Hasil analisa pada beta-Carotene, sedikit berbeda jauh dengan standar vitamin A yang ada. Hal ini disebabkan karena, vitamin A terdiri dari alfa-carotene, beta-carotene dan dua jenis vitamin A yang lain, sedangkan analisa yang dilakukan hanya pada beta-carotene saja. Sedangkan hasil analisa pada vitamin C, perbedaan hasil analisa yang diperoleh dengan standar yang ada tidak terlalu jauh. Adapun perbedaan tersebut lebih pada sifat dari vitamin C tersebut yang mudah teroksidasi dan kesegaran dari sample yang diperiksa. Hasil analisa pada vitamin E, dibandingkan dengan data standar hasil analisa hampir sama, dapat dikatakan perbedaan yang ada tidak significant. Secara umum, kandungan zat gizi dan non-gizi pada buah-buahan dan sayuran sangat bervariasi, diantaranya tergantung pada jenis tanah dan iklim. Perbedaan itu akan lebih nyata bila diperhatikan pula derajat kematangan buah dan kesegaran sayuran maupun proses penanganan yang berbeda-beda. Buah yang dipetik dalam keadaan matang dipohon akan berbeda kandungan vitaminnya jika dibandingkan dengan buah JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
peraman. Demikian pula halnya dengan sayuran yang dikonsumsi dalam keadaan segar akan berbeda kandungan vitaminnya disbanding dengan sayuran yang sudah layu. Cara penanganan yang kurang sempurna seperti transportasi, suhu penyimpanan yang tidak tepat atau penyimpanan yang terlalu lama juga dapat menurunkan kandungan zat gizi, bahkan penurunannya bias mencapai lebih dari 50 % (Wirakusumah, 1996). Kesimpulan Dari hasil analisa yang diperoleh, kemudian dibandingkan dengan standar komposisi gizi/bahan pangan di Jepang, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Analisa yang dilakukan mempergunakan peralatan yang cukup modern dengan tingkat akurasi yang tinggi dan sesuai dengan metoda analisa yang berlaku di Jepang. 2. Hasil analisa yang diperoleh boleh dikatakan hampir mendekati dengan standar komposisi gizi/bahan pangan di Jepang. 3. Perbedaan hasil analisa dengan standar, diakibatkan oleh itngkat kematangan buah dan kesegaran sayuran, serta hal lain seperti iklim dan kondisi tanah. Daftar Pustaka ___________ (1996),” Pangan”, Media Komunikasi dan Informasi, No. 26 Vol. VII – 1996, Jakarta, hal. 49. Clydesdale, Fergus M, (1988), “Minerals : Their Chemistry and Fate in Food in Trace Minerals in Foods”, Marcel Dekker, Inc, 1st Edition, New York, page 73. Resources Council, Science and Technology Agency, (2000), “Standard Tables of Food Composition in Japan”, Fifth revised Edition, Japan. Smith, Kenneth Thomas, (1998), “Trace Minerals in Foods”, Marcel Dekker, Inc, 1st Edition, New York, page 73. Wirakusumah, E.S., (1996), “Juice Buah dan Sayur Suatu Alternatif Pengganti Soft Drink”, Media Komunikasi dan Informasi Pangan, No. 26 Vol. VII – 1996, Jakarta, hal 49.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
G-5-1
