zat warna alam

I. pendahuluan
Warna adalah hal penting bagi suatu produk. Sebaik apapun produk yang dihasilkan jika tidak didukung pewarnaan yang baik, maka hasilnya tidak bisa dikatakan sempurna. Makanan dengan rasa yang lezat tidak akan mamapu menarik pembeli jika tidak mempunyai warna yang menarik. Kain dengan kualitas terbaik tidak mamapu menggugah pembeli jika hanya berupa selembar kain polosan tanpa polesan warna. Dan lain sebagainya.
Dalam bahasan ini, kita lebih memfokuskannya kepada pewarna makanan, Karena memang makanan adalah hal yang paling dekat dan paling rentan juga pada manusia.
Zat warna/pewarna makanan secara umum dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu : zat warna alami, zat warna yang identik dengan zat warna alami, dan zat warna sintetis.
1. Zat Warna Alami
Zat warna alami adalah zat warna (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan,hewan, atau dari sumber-sumber mineral. Zat warna ini telah sejak dahulu digunakan untuk pewarna makanan dan sampai sekarang umumnya penggunaannya dianggap lebih aman daripada zat warna sintetis. Selain itu….
penelitian toksikologi zat warna alami masih agak sulit karena zat warna ini umumnya terdiri dari campuran dengan senyawa-senyawa alami lainnya. Misalnya, untuk zat warna alami asal tumbuhan, bentuk dan kadarnya berbeda-beda, dipengaruhi faktor jenis tumbuhan, iklim, tanah, umur dan faktor-faktor lainnya.
Bila dibandingkan dengan pewarna-pewarna sintetis
penggunaan pewarna alami mempunyai keterbatasan-keterbatasan, antara lain :
a.Seringkali memberikan rasa dan flavor khas yang tidak diinginkan
b.Konsentrasi pigmen rendah
c.Stabilitas pigmen rendah
d.Keseragaman warna kurang baik
e.Spektrum warna tidak seluas seperti pada pewarna sintetis.
Jenis zat warna alami yang sering digunakan untuk pewarna makanan antara
lain ialah :
a. Karotenoid
b. Antosianin
c. Kurkum
d. Biksin
e. Karamel
f. Titanium oksida
g. Cochineal, karmin dan asam karminat
2. Zat Warna yang Identik dengan Zat Warna Alami
Zat warna ini masih satu golongan dengan kelompok zat warna alami, hanya zat warna ini dihasilkan dengan cara sintesis kimia, bukan dengan cara ekstraksi atau isolasi. Jadi pewarna identik alami adalah pigmen-pigmen yang dibuat secara sintetis yang struktur kimianya identik dengan pewarna-pewarna alami. Yang termasuk golongan ini adalah karotenoid murni antara lain canthaxanthin (merah), apo-karoten (merah-oranye), beta-karoten (oranye-kuning). Semua pewarna-pewarna ini memiliki batas-batas konsentrasi maksimum penggunaan, terkecuali beta-karoten yang boleh
digunakan dalam jumlah tidak terbatas.
3. Zat Warna Sintetis
Berdasarkan rumus kimianya, zat warna sintetis dalam makanan menurut“Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives” (JECFA) dapat digolongkan dalam beberapa kelas, yaitu : azo, triarilmetana, quinolin, xanten dan indigoid. Kelas azo merupakan zat warna sintetis yang paling banyak jenisnya dan mencakup warna kuning, oranye, merah, ungu, dan coklat, setelah itu kelas triarilmetana yang mencakup warna biru dan hijau.
Pada saat ini, pare pengguna zat warna lebih menyukai jenis sintetis dibandingkan jenis alami mengingat berbagai kelebihan yang dimilikinya. Corak warna yang bervariasi, tahan luntur yang baik, dosis yang tetap, serta kemudahan dalam pemakaian menyebabkan zat wama sintetis secara luas telah digunakan tidak hanya pada industri tekstil sebagai industri terbesar pengguna zat warna tetapi juga industri kertas berwarna, foto berwarna, pewarnaan makanan, bahkan industri kosmetika. Namun demikian, sekitar 10-50% zat warna akan masuk ke dalam limbah dan dapat mencemari lingkungan. Dampak yang mungkin timbul adalah komplain dari masyarakat sekitar (gangguan estetika) dan terganggunya penggunaan air di daerah hilir.
Dewasa ini terdapat kecenderungan penyalahgunaan bahan pewarna sintetik untuk bahan pangan. Hal ini sangat berbahaya bagi kesehatan karena dapat menyebabkan diare, keracunan, kanker, stroke dan penyakit jantung. Seiring dengan semakin tingginya kesadaran konsumen akan keamanan pangan, penggunaan bahan pewarna alami sebagai pewarna makanan lebih diutamakan. Oleh karena itu banyak dilakukan penggalian bahan pewarna alami yang bersumber dari tumbuhan, hewan, buah-buahan, mineral, dan sumber-sumber alami lainnya. Termasuk salah satu yang potensial adalah Antosian dari tanaman blackcurrant.
Blackcurrant adalah spesies dari Ribes berry berasal dari Eropa tengah dan utara dan Asia utara. Juga dikenal sebagai French “cassis”. Merupakan Semak kecil yang tumbuh hingga 1-2 m. Daunnya alternate, sederhana, panjang dan luas 3-5 cm. Bunganya berdiameter 4-6 mm, dengan 5 petala hijau kemerahan hingga kecoklatan. Bunganya tersusun rasemus dengan panjang 5-10 cm.
Ketika tidak sedang berbuah, tanaman ini mirip dengan semak redcurrant, dibedakan melalui aroma yang kuat dari batang dan dahan. Buahnya dapat dimakan, diameternya 1 cm berwarna ungu tua hingga hitam dengan kulit yang mengkilap. Blackcurrant memiliki kelopak pada apex, dan juga memiliki beberapa biji yang penuh dengan nutrisi.
Tanaman dari Asia terkadang dibedakan sebagai varietas yang terpisah yaitu Ribes Nigrum var. sibiricum atau disebut juga spesies Ribes cyathiforme.

Nutrien dan Fitokimia
Buahnya memiliki kandungan vit C yang sangat tinggi (302% dari Daily Value per 100g), juga mengandung potassium, fosfor, besi dan vit. B 5 dan beberapa nutrisi esensial lainnya.
Fitokimia lain yang terkandung dalam buah, yaitu Antosianin pada blackcurrant kismis antara lain delphinidin-3-O-glucoside, delphinidin-3-O-rutinoside, cyanidin-3-O-glucoside, dan cyanidin-3-O-rutinoside. Senyawa ini ditemukan pada konsentrat jus diantara polifenol lain yang belum dalam teridentifikasi. Minyak dari biji Blackcurrant juga kaya akan nutrisi, khususnya asam Gamma Linoleat (GLA), yaitu suatu asam lemak esensial.

Antosianin
Antosianin merupakan salah satu flavonoid golongan flavilium yang membentuk pigmen tanaman, salah satunya blackcurrant. Blackcurrant antosianin terdiri dari cyanidin-3-rutinosida, delphinidine-3-rutinosida, cyanidin-3-glukosida, dan delphinidine-3-glukosida. Senyawa tersebut banyak terdapat pada bagian bunga dan buah. Cyanidin memberikan warna magenta, sedangkan delphinidine memberikan warna ungu-biru.
Antosianin yang terdapat pada Blackcurrant dianalisis dengan menggunakan HPLC/UV deteksi dengan menggunakan sistem deteksi UV L-7400 LaChrom Merck Hitachi (Merck, Damstad, Jerman) dengan panjang gelombang 520 nm.
Cyanidin merupakan kelompok antosianin dan memiliki struktur dasar C6-C3-C6. Cyanidin adalah pigmen yang dapat larut dalam air. Warna cyanidin dapat berubah sesuai dengan pH larutan. Cyanidin akan berwarna merah pada pH di bawah 3, berwarna biru pada pH di atas 11, dan pada pH netral warnanya menjadi ungu. Pada tanaman, cyanidin berikatan dengan molekul gula membentuk cyanidin 3-O-β-Glukosida. Cyanidin terdapat pada sebagian besar buah berri yang berwarna merah, seperti: bilberry, blackberry, cherry, cranberry, elderberry, hawthorn, loganberry, raspberry, juga pada buah lain seperti apel, pir, peach (buah persik), dan plum.


Gambar1. Struktur Cyanidin


Gambar 2. Struktur Cyanidin-3-Rutinoside

Delphinidin-3-rutinoside pewarna alami yg ditemukan pada blackcurrant dan dari buah2an serta bunga2 yg lain. Diambil dari proses ekstraksi. Senyawa ini akan menghasilkan asam hidroklorat dalam air dan bersifat higroskopik. Rumus kimianya C27H31O16Cl memiliki BM=647,0 g/mol. Senyawa ini memiliki antosianin yg merupakan golongan flavonoid. Sangat mudah larut dalam air dan mudah didegradasi melalui hidrolisis dan/atau hydrogen pada suhu >40o. Senyawa ini berwarna merah tua-ungu, biasanya tersedia dalam bentuk serbuk. Senyawa ini memiliki tingkat kemurnian 97% yg terdeteksi melalui HPLC yg dihubungkan ke detector UV/Vis pada 280nm dan 520nm. Senyawa lainnya merupakan antosianin, flavonoid atau polifenol lain yg tidak murni. Penyimpanan sebaiknya terlindung cahaya dan pada suhu yg rendah (<-5o) selama beberapa hari.


Gambar 3. Struktur Delphinidin

Gambar 4. Struktur Delphinidin-3-rutinoside

Fungsi Black Currant Antosianin
Selain sebagai pigmen, antosianin dapat membantu proses penyerbukan karena dapat menarik serangga polinator. Sedangkan bagi manusia, antosianin dapat memberikan efek :
1. Antioksidan kuat
Mampu menetralisir adanya radikal bebas seperti hidrogen peroksida, oksigen reaktif, dan radikal hidroksil.
2. Anti kanker dan anti mutagenik
Secara in vivo dan in vitro, dapat menurunkan resiko leukimia, kanker paru, kanker kolon, kanker kulit, dan kanker prostat. Hal tersebut dikarenakan cyanidin yang terkandung di dalamnya dapat menginduksi apoptosis sel kanker, menurunkan kerusakan oksidatif DNA, menghambat pertumbuhan sel dan menurunkan proliferasi sel kanker.
3. Anti inflamasi
Dapat mengontrol adanya peradangan, seperti arthritis dan menurunkan kadar serum malonaldehid yang merupakan parameter level stress oksidatif. Hal tersebut sangat penting untuk pencegahan mediator inflamasi (nitrit oksida). Polifenol atau antosianin telah didemonstrasikan di percoban laboratorium dengan potensi menghambat mekanisme inflamasi yang diduga menjadi penyebab penyakit hati, kanker, infeksi mikroba, atau neurological disorders seperti penyakit Alzheimer.
4. Anti diabetes
Dapat digunakan untuk mencegah obesitas dan diabetes, dengan menurunkan kadar gula darah dan meningkatkan produksi insulin.

Stabilitas Antosianin Dalam Blackcurrant
Pewarna antosian larut air biasa digunakan dalam berbagai produk minuman,jeli,dan puree (sup yg kental). Produk-produk ini biasanya mengandung gula atau pemanis buatan; maka dari itu hal ini penting untuk mempelajari pengaruh sukrosa,fruktosa dan aspartame pada stabilitas larutan-larutan pigmen yang disiapkan dari serbuk hasil spray-dry. Pengaruh aktivitas air pada pigmen-pigmen juga telah dilaporkan (Simon,Didak,&Altamirano,1993), maka dari itu secara serempak diselidiki pengaruh aktivitas air pada thermostabilitas pigmen. Telah diketahui pula bahwa konsentrasi gula yg tinggi dalam buah-buahan yg diawetkan dapat menstabilkan antosianinnya (Wrolstad,Skede,Lea,&Enersen,1990). Efek ini bisa dijelaskan melalui fakta bahwa penambahan gula mengurangi aktivitas air (aw). Walaupun terjadi sedikit perubahan konsentrasi gula dan aktivitas air dapat berpengaruh terhadap stabilitas pigmen. Aktivitas air yg rendah menstabilkan pigmen, misalnya nilai aw pada serbuk kering lebih kecil dari 0,3 dan dalam kondisi terbungkus kedap udara pewarna dapat stabil selama beberapa tahun. Didalam penelitian kami ditambahkan 10-40% sukrosa, fruktosa, dan aspartame pada larutan air dari pewarna yg terspray-dry dan sampel dipanaskan pada suhu 70oC selama 2 jam. Penambahan gula dan pemanis mengurangi aktivitas air dari 1,0 menjadi 0,9. Pengaruh aspartame dan sukrosa dalam jumlah yang sama; thermostabilitas diturunkan saat konsentrasinya naik dari 0% menjadi 20%,kemudian konsentrasi ditingkatkan menjadi 40%, memiliki efek positif pada stabilitas pigmen (LSD0,05=2,44). Dengan peningkatan konsentrasi fruktosa thermostabilitas pigmen menurun secara linier (y=-26,183x+90,782;R2=0,9937). Hal ini sesuai dengan hasil laporan sebelumnya, yang menunjukkan bahwa fruktosa, arabinosa, laktosa, dan sorbosa memiliki efek lebih besar pada degradasi antosianin dibandingkan dengan glukosa,sukrosa,dan maltose (Elbe & Schwartz,1996).
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PRODUKSI ANTHOSIAN
Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi anthosian adalah oksigen, pH, temperature, cahaya, ion logam, enzim, dan asam askorbat. Stabilitas anthosian dipengaruhi oleh pH dan panas sensitif. Kecepatan kerusakan anthosian pada pH yang lebih tinggi dan lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi.
Kecerahan pigmen warna dipengaruhi oleh tingkat keasaman vakuola (rongga sel), pH media tidak mempengaruhi pH rongga sel, umumnya rongga sel memang sudah asam, pH 5-6 (Russel jones, 2001). Namun bila media dalam keadaan asam(<5) maka beberapa ion logam tertentu menjadi lebih mudah diserap tanaman. Saat unsur logam tersebut berada di dalam rongga sel dan di ikat anthosian, maka akan merubah pigmen warna (Hank Backer, 1996). Karena tingkat keasaman media mempengaruhi diversitas penyerapan ion tertentu oleh tanaman, pada akhirnya juga mampengaruhi pembetukan karoten di plastid (Kanyoet, 2008).
Cahaya dapat mempengaruhi produksi antosianin dalam tanaman. Semakin tinggi intensitas cahaya kadar antosianin dalam tanaman akan menurun.