EKSTRAKSI SENYAWA FITOKIMIA DARI AMPAS KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PELARUT AIR DAN KARBON DIOKSIDA BERTEKANAN

HALAMAN JUDUL

SKRIPSI – TK 141581

EKSTRAKSI SENYAWA FITOKIMIA DARI AMPAS KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PELARUT AIR DAN KARBON DIOKSIDA BERTEKANAN

PUTU ADHITYA DITA PUTRA NRP 2312100107 BELLA PUTRI NOVITASARI NRP 2312100147

Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng. NIP. 195209161980031002 Dr. Siti Machmudah, S.T., M.Eng. NIP. 197305121999032001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2017

HALAMAN JUDUL

FINAL PROJECT – TK 141581

EXTRACTION OF PHYTOCHEMICAL COMPOUNDS FROM PALM-PRESSED FIBER USING WATER AND PRESSURIZE CARBON DIOXIDE

PUTU ADHITYA DITA PUTRA NRP 2312100107 BELLA PUTRI NOVITASARI NRP 2312100147

Supervisor Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng NIP. 195209161980031002 Dr. Siti Machmudah, S.T., M.Eng. NIP. 197305121999032001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2017

E

3s YZ6 ?ru E F; Hi E

E

iaea

E E

EEEE

f\F ct Gt 6l

r)(,) c{t (\l

ileil

EE <<

Drd &tr

PFI tFl

HLr

ip

E3E E*EE 6 F# 2'i3= :T 6 tr ir Z E?3 ESHT EB

E

iEH AZ E.E

g= E

E= B

Fl

r.r

b0

s

o0

o

O{

,o

3t

E( .3

b0

€fibb

':.

bo

tr ()

<: \: bo

-<.

4

rq

a

ca

a

.r,

6l

.B

a

a0

FCt-

:=E

rn^-i

sE i

&

c.i

&.:

cn

H

2 boE aiHrc Eibo= d=E (r) .:! ,)a L(E E tjz EOE 'E ti I

6EA

':ir

O -.:

,2

L

d

z

a

bo

:a

H

o h,

Ir tI

tr

C)

o

d

o'.:

vi

t-i

+

EKSTRAKSI SENYAWA FITOKIMIA DARI AMPAS KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PELARUT AIR DAN KARBON DIOKSIDA BERTEKANAN Nama Mahasiswa

: Putu Adhitya Dita Putra (2312100107) Bella Putri Novitasari (2312100147) Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng. Dr. Siti Machmudah, S.T., M.Eng.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengekstrak minyak dan nutrisi (α-tokoferol, β-karoten, dan total phenolic compounds TPC) serta asam palmitate dari ampas kelapa sawit dengan air dan karbon dioksida bertekanan serta mengamati pengaruh kondisi operasi ekstraksi ampas kelapa sawit menggunakan pelarut air dan karbon dioksida bertekanan terhadap yield ekstrak, β-karoten, αtokoferol, asam palmitate, dan TPC. Ekstraksi secara hydrothermal adalah ekstraksi yang menggunakan air sebagai pelarut pada kondisi subkritis atau pada suhu dan tekanan tinggi (T > 100oC; P > 1 atm), dilakukan dengan kondisi operasi yang bervariasi yaitu tekanan 3; 5; 7 dan 10 MPa, temperatur 120; 140; 160; dan

180oC. Untuk mengetahui kandungan senyawa fitokimia yang didapatkan, dianalisa menggunakan Spektrofotometer UV-Vis dan Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GCMS). Kenaikan tekanan operasi pada proses ekstraksi hydrothermal tidak berpengaruh pada banyaknya yield yang didapat pada hasil ekstraksi karena menghasilkan yield yang fluktuatif. Kenaikan suhu operasi pada proses ekstraksi hydrothermal pada suhu (120oC-180oC) meningkatkan yield α-tokoferol. Kondisi optimum untuk mengekstrak αi

tokoferol, asam palmitate dan β-karoten pada suhu 180oC dengan tekanan 10 MPa. Dari hasil eksperimen yang telah dilakukan didapatkan hasil terbaik pada suhu 180oC pada tekanan 10 MPa dengan yield α-tokoferol 271,28 mg/g sampel (% recovery yaitu 73,06%), dan yield asam pamitate 2,066 mg/g sampel (% recovery yaitu 0,55 %), dan yield β-karoten 0,008 mg/g sampel (% recovery yaitu 0,0021%). Kata kunci : Ekstraksi, Hydrothermal, Subkritis, Senyawa Fitokimia, α-Tokoferol, β-Karoten, Asam Palmitate, TPC.

ii

EXTRACTION OF PHYTOCHEMICAL COMPOUNDS FROM PALM-PRESSED FIBER USING WATER AND PRESSURIZE CARBON DIOXIDE Name of Student Advisor

: Putu Adhitya Dita Putra (2312100107) Bella Putri Novitasari (2312100147) : Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng. Dr. Siti Machmudah, S.T., M.Eng.

ABSTRACT The aim of this research was to extract of oil, nutrients (αtocopherol, β-carotene, and total phenolic compounds) and palmitate acid from palm-pressed fiber with water and pressurize carbon dioxide and observe the effect of operating conditions to the extraction of palm-pressed fiber with water and pressurize carbon dioxide towards yield of extract, the content of α-tocopherol, βcarotene, and phenolic compounds. Hydrothermal extraction is extractio that used water as solvent in subcritic condition in high temperature and preasure (T > 100oC; P > 1 atm), The extraction were carried out by various operating conditions. The pressure are 3; 5; 7; and 10 MPa, the temperature are 120; 140; 160; and 180oC. Spectrophotometer UV - Vis and Chromatography - Mass Spectrometry was used to determine the content of phytochemical compounds. Increasing pressure surgery on the process of extracting hydrothermal no effect in the yield obtained on the outcome of the extraction because it produces yield who was .The temperature increase surgery on the process of extracting hydrothermal on the temperature (120-180oC) increase yield α-tocopherol .The steady to extract α-tocopherol , an acid palmitate and β-carotene on the temperature 180oc with pressure 10 MPa .From the experiment iii

done get the best result on the temperature 180oC to pressure 10 MPa with yield α-tocopherol 271,28 mg/g sample (% recovery is 73,06%), yield pamitate acid 2,066 mg/g sample (% recovery is 0,55% ), and yield β-carotene 0,008 mg/g sample (% recovery is 0,0021 %). Keywords

: Extraction, Hydrothermal, Sub-critical, Phytochemical Compounds, α-tocopherol, βcarotene, Palmitate Acid, TPC.

iv

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas karunia dan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Ekstraksi Senyawa Fitokimia dari Ampas Kelapa Sawit Menggunakan Air dan Karbon Dioksida Bertekanan” dengan sebaik-baiknya sebagai salah satu tugas akhir di Teknik Kimia ITS. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Teknik Kimia ITS, namun demikian penulis berharap skripsi ini tak hanya sebagai pemenuh kewajiban tapi lebih dari itu akan bermanfaat khususnya bagi penulis sendiri dan umumnya bagi yang membaca terlebih pada bidang keteknikkimiaan dan aplikasinya dalam bidang industri. Penulisan skripsi ini dapat diselesaikan tidak lepas dari dukungan, bimbingan dan bantuan dari banyak pihak yang sangat berarti bagi penulis. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing dan Kepala Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran, atas bimbingan dan motivasi yang telah diberikan. 2. Dr. Siti Machmudah, S.T., M. Eng, selaku Dosen Pembimbing atas bimbingan dan saran yang telah diberikan. 3. Dr. Tantular Nurtono, S.T., M.Eng dan Dr. Widiyastuti, S.T., M.T. selaku Dosen Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran. 4. Seluruh dosen Teknik Kimia ITS atas semua ilmu serta bimbingan selama kami menempuh pendidikan. 5. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan kasih sayang tulus, motivasi, bimbingan, dan doa. 6. Teman-teman di Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran yang berjuang bersama dalam menyelesaikan skripsi.

v

7. Teman-teman K-52 Teknik Kimia ITS yang selalu memberi semangat dan dukungan. 8. Bang Farid selaku laboran di Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran yang banyak membantu dalam melakukan eksperimen. 9. Serta semua pihak lainnya yang tidak bisa disebutkan penulis satu persatu yang telah membantu selama penulisan laporan. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan oleh penulis. Akhir kata kami selaku penulis memohon maaf apabila dalam penyusunan skripsi ini terdapat kesalahan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan bagi pembaca.

Surabaya, 23 Januari 2017

Penulis

vi

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK................................................................................ i ABSTRACT ............................................................................. iii KATA PENGANTAR ............................................................. v DAFTAR ISI ............................................................................ vii DAFTAR GAMBAR ............................................................... ix DAFTAR TABEL .................................................................... xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang........................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah/Hipotesa ...................................... 2 1.3 Tujuan Penelitian ....................................................... 3 1.4 Manfaat Penelitian ..................................................... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kelapa Sawit .............................................................. 5 2.2. Kandungan Minyak Kelapa Sawit ............................ 6 2.2.1 Trigliserida Pada Minyak Kelapa Sawit .............. 6 2.2.2 Nutrisi Pada Minyak Kelapa Sawit ..................... 8 2.3 Ekstraksi .................................................................... 10 2.3.1 Ekstraksi secara Dingin ....................................... 11 2.3.2 Ekstraksi secara Panas ......................................... 13 2.3.3 Ekstraksi Hydrotermal ........................................ 14 2.4 Penelitian Terdahulu .................................................. 16 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Bahan dan Alat .......................................................... 19 3.1.1 Bahan yang Digunakan untuk Ekstraksi ............. 19 3.1.2 Alat yang Digunakan untuk Ekstraksi ................. 19 3.2 Prosedur Eksperimen ................................................. 23 3.2.1 Tahap Persiapan Bahan ....................................... 23 3.2.2 Tahap Sokletasi ................................................... 23 3.2.3 Tahap Ekstraksi ................................................... 23 3.2.4 Tahap Cleaning ................................................... 26 3.2.5 Tahap Analisa ...................................................... 26

vii

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Eksperimen Ekstraksi Ampas Kelapa Sawit Menggunakan Fluida Bertekanan…………….......27 4.2 Hasil Analisa SEM………………………………..28 4.3 Pengaruh Tekanan Terhadap Hasil Ekstraksi…….30 4.4 Pengaruh Suhu Terhadap Hasil Ekstraksi………...40 4.5 Analisa GCMS ....................................................... 51 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ............................................................ 55 5.2 Saran ...................................................................... 55 DAFTAR PUSTAKA .......................................................... xiii DAFTAR NOTASI .............................................................. xv APPENDIKS ........................................................................ xvii

viii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur β-karoten dan α-tokoferol yang Banyak Terkandung dalam Minyak Kelapa Sawit; (a) β-karoten ; (b) α-tokoferol ............. 10 Gambar 2.2 P-T Fase Diagram untuk (a) Air; (b) Karbon Dioksida.......................................................... 15 Gambar 2.3 P-T Fase Diagram untuk Air dan Karbon Dioksida.......................................................... 16 Gambar 3.1 Perkin Elmer Series 200 Ic ............................. 20 Gambar 3.2 Ekstraktor ....................................................... 21 Gambar 3.3 Furnace .......................................................... 21 Gambar 3.4 Skema peralatan ekstraksi secara semibatch dengan pelarut air dan karbon dioksida bertekanan....................................................... 25 Gambar 4.1 Grafik Scanning Hasil Sokletasi pada Panjang Melombang 200-550 Menggunakan Spektrofotometer UV-fis ................................ 28 Gambar 4.2 Morfologi Hasil SEM Ampas Kelapa Sawit .. 29 Gambar 4.3 Hasil Ekstraksi α-Tokoferol pada P = 3,5,7, dan 10 MPa dengan (a) T = 120oC; (b) T = 140oC; (c) T = 160oC; (d) T = 180oC.............. 31 Gambar 4.4 Hasil Ekstraksi Asam Palmitate pada P = 3, 5, 7, dan 10 MPa dengan (a) T = 120oC; (b) T = 140oC; (c) T = 160oC; (d) T = 180oC.............. 33 Gambar 4.5 Hasil Ekstraksi β-Karoten pada P = 3,5,7, dan 10 MPa dengan (a) T = 120oC; (b) T = 140oC; (c) T = 160oC; (d) T = 180oC .......................... 36 Gambar 4.6 Hasil Ekstraksi Senyawa Fitokimia pada T = 180oC ............................................................. 39 Gambar 4.7 Hasil Ekstraksi α-Tokoferol pada T = 120, 140, 160, dan 180oC dengan (a) P = 3 MPa; (b) P = 5 MPa; (c) P = 7 MPa; dan (d) P = 10 MPa ............................................... 41

ix

Gambar 4.8 Hasil Ekstraksi Asam Palmitate pada T = 120, 140, 160, dan 180oC dengan (a) P = 3 MPa; (b) P = 5 MPa; (c) P = 7 MPa; dan (d) P = 10 MPa................................................ 43 Gambar 4.9 Hasil Ekstraksi β-Karoten pada T = 120, 140, 160, dan 180oC dengan (a) P = 3 MPa; (b) P = 5 MPa; (c) P = 7 MPa; dan (d) P = 10 MPa................................................ 46 Gambar 4.10 Konstanta Dielektrik Air ................................ 49 Gambar 4.11 Hasil Ekstraksi Senyawa Fitokimia pada P = 10 MPa............................................................ 50 Gambar 4.12 Analisa GCMS pada Suhu 140oC dengan Tekanan 5 MPa ............................................ 52 Gambar 4.13 Analisa GCMS pada Suhu 160oC dengan Tekanan 5 MPa ............................................ 52

x

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Tandan Buah Sawit…………………..5 Tabel 2.2 Komposisi Trigliserida dalam Minyak Kelapa Sawit......................................................................7 Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Kelapa Sawit......................................................................7 Tabel 2.4 Komposisi Karotenoid dalam Minyak Kelapa Sawit......................................................................8 Tabel 2.5 Komposisi Tokoferol dalam Minyak Kelapa Sawit......................................................................9 Tabel 4. 1 Hasil Ekstraksi Ampas Kelapa Sawit dengan Metode Sokletasi...................................................27

xi

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis) merupakan tanaman yang berasal dari Benua Afrika, terutama di Negara Kamerun, Pantai Gading, Ghana, Liberia, Nigeria, Sierra Leone, Togo, Angola, dan Kongo. Kelapa sawit menjadi tumbuhan industri penghasil minyak nabati yang bisa dimanfaatkan sebagai minyak masak, minyak industri, dan bahan bakar (biodiesel), selain itu kelapa sawit merupakan bahan baku untuk industri sabun, industri lilin, industri pembuatan lembaran-lembaran timah, dan industri kosmetik. (Rustam, 2011). Di Indonesia, perkebunan kelapa sawit tersebar di daerah pantai timur Sumatra, Aceh, Kalimantan, Sulawesi dan Papua Barat. Indonesia menjadi produsen minyak sawit terbesar di dunia dengan produksi pada tahun 2015 mencapai 33 million metric tons (MMT) dan akan mengalami pernurunan produksi pada 2016 dikarenakan keadaan cuaca yang tidak mendukung. Sementara untuk area yang ditanami berada pada 10,64 juta hektar pada 2015 dan 10,8 juta hektar untuk tahun 2016 (USDA, 2016). Ampas kelapa sawit merupakan daging buah sawit (palm mesocarp) yang telah diekstrak minyaknya melalui proses pengepresan, sehingga akan dihasilkan serabut (fiber) dengan kandungan minyak yang rendah. Kandungan minyak yang tersisa di ampas kelapa sawit sekitar 5 – 7% (Lau et al. 2007). Kajian melaporkan bahwa minyak ini mengandung minyak komponen minor yang tinggi, seperti karotenoid, tokoferol, tokotrienol, fitosterol, dan squalene (Choo et al. 1996). Untuk memanfaatkan sisa minyak yang terkandung dalam ampas kelapa sawit perlu adanya pemisahan dengan proses ekstraksi. Sisa minyak dari ampas kelapa sawit banyak mengandung senyawa-senyawa kimia seperti karoten, vitamin E, sterol, squalene, dan komponen phenolic. Zat tersebut diketahui sebagai zat aktif yang dapat memberi dampak positif terhadap kesehatan

1

manusia, seperti karoten dan vitamin E (tocopherol dan tocotrienol) sebagai antioksidan dan penghambat pertumbuhan sel kanker, β-sitosterol dapat menurunkan kolesterol, dan squalene sebagai zat kimia pencegah beberapa macam kanker (Lau et al. 2007). Senyawa karotenoid yang paling banyak terkandung dalam buah kelapa sawit adalah β-karotene yaitu sebesar 56.02% dari keseluruhan tipe karetonoid yang terkandung. Selain Karetonoid, buah kelapa sawit juga memiliki kandungan tokoferol cukup tinggi yaitu 600-1.000 ppm. Dalam proses pemisahan untuk menghasilkan produk makanan dan farmasi selalu terkendala oleh penggunaan suhu operasi yang tinggi, pada umumnya produk yang diinginkan mudah terdegradasi pada suhu yang tinggi. Untuk menghasilkan senyawa fitokimia dalam ampas kelapa sawit, maka dilakukan usaha pemisahan β-karotene, karetonoid, tokoferol, dan polifenol. Salah satu usaha yang dapat dilakukan adalah dengan ekstraksi secara hydrothermal. Ekstraksi secara hydrothermal adalah ekstraksi menggunakan air sebagai pelarut pada suhu dan tekanan tinggi (T > 100oC; P > 1 atm). Untuk mendapatakan senyawa fitokimia berdasarkan latar belakang tersebut, maka pada penelitian ini digunakan metode ekstraksi menggunakan pelarut air dan karbon dioksida bertekanan untuk memperoleh sisa minyak dari ampas kelapa sawit dan menganalisa senyawa fitokimia yang terkandung dalam sisa minyak tersebut. Untuk mendapatkan kandungan senyawa fitokimia yang tinggi dalam ekstrak sisa minyak ampas kelapa sawit, ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam melakukan ekstraksi ini, seperti kandungan ampas kelapa sawit, rasio antara pelarut dan ampas kelapa sawit, suhu dan tekanan operasi ekstraksi, serta metode ekstraksi secara bacth dan kontinyu. 1.2

Rumusan Masalah/Hipotesa Dari uraian diatas, proses ekstraksi senyawa fitokimia dari ampas kelapa sawit menggunakan pelarut air dan karbon dioksida

2

bertekanan ini, terdapat parameter yang harus diperhatikan untuk mendapatkan hasil ekstrak yang optimal, seperti tekanan, temperatur operasi, serta rasio antara pelarut dan ampas kelapa sawit. Ekstrak yang dihasilkan memiliki kandungan minyak dan nutrisi yang akan dianalisa. Kandungan nutrisi yang akan dianalisa adalah α-tokoferol, β-karoten, dan total phenolic compounds (TPC). Dengan demikian, pengaruh kondisi ekstraksi terhadap kandungan ekstrak perlu diteliti. Selanjutnya perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh kondisi operasi pada proses ekstraksi terhadap yield minyak, α-tokoferol, β-karoten, dan TPC. 1.3

Tujuan Penelitian Tujuan penelitian yaitu : 1. Mengekstrak potensi minyak dan nutrisi (α- tokoferol, βkaroten, dan TPC) serta asam palmitate dari ampas kelapa sawit dengan air dan karbon dioksida bertekanan. 2. Mengamati pengaruh kondisi operasi ekstraksi ampas kelapa sawit menggunakan pelarut air dan karbon dioksida bertekanan terhadap yield ekstrak α-tokoferol, asam palmitate, β-karoten, dan TPC.

1.4

Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan yaitu: 1. Ekstraksi ampas kelapa sawit yang dihasilkan mempunyai kandungan nutrisi yang dapat dimanfaatkan untuk nutrien dalam tubuh. 2. Memberikan informasi mengenai alternatif proses ekstraksi ampas kelapa sawit dengan menggunakan pelarut air dan karbon dioksidsa bertekanan sebagai bahan referensi dan informasi bagi penulis selanjutnya yang tertarik untuk mengkaji dan meneliti tentang kandungan minyak dan nutrisi ampas kelapa sawit.

3


4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Kelapa Sawit Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis) merupakan tumbuhan tropis golongan palma yang termasuk tanaman tahunan. Tanaman ini adalah tanaman berkeping tunggal yang masuk dalam genus Elais, family Palmae, kelas division monocotyledonae, subdivision Angispermae dengan divisi Spermatophyta. Nama Elaeis berasal dari kata Elaion yang berarti minyak dalam bahasa yunani. Tumbuh dengan baik pada daerah beriklim tropis dengan curah hujan 2.000 mm/tahun dan kisaran suhu 22-33oC, tanaman kelapa sawit baru dapat berproduksi setelah berumur sekitas 30 bulan. Buah yang dihasilkan disebut dengan Tandan Buah Segar (TBS). Produktivitas tanaman kelapa sawit meningkat ketika berumur 15-25 tahun dan akan menurun pada tahun 15-25 tahun. Setiap pohon menghasilkan 10-15 TBS pertahun dengan berat 3040 kg per tandan tergantung umur tanaman. Dalam satu tandan, terdapat 1.000-3.000 brondolan dengan berat satu berondolan berkisar 10-20 gram. Buah kelapa sawit mempunyai warna bervariasi mulai dari hitam, ungu, hingga merah tergantung pada varietas tanamannya. Buah bergerombol dalam tandan yang muncul dari setiap ketiak pelepah daun. Dalam satu tandan, umumnya terdapat sekitar 2.000 buah sawit dengan tingkat kematangan yang bervariasi. Tandan yang dianggap matang atau layak panen adalah tandan yang telah berwarna merah jingga. Warna tersebut timbul karena meningkatnya kandungan karoten (pigmen warna merah alami) yang berada di bagian kulit buah sawit yang matang. Komposisi tandan buah sawit adalah sebagai berikut:

No. 1 2

Tabel 2.1 Komposisi Tandan Buah Sawit Komponen-Komponen Tandan Range Buah/tandan, % 60,46 - 62,44 Jumlah Buah Jadi 56,85 - 60,00

5

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Berat buah Rata-rata, Kg Mesokarp/Buah, % Inti/buah, % Cangkang/buah, % Minyak/mesokrap/kering,% Miyak/tandan, % Inti/tandan Berat biji rata-rata Berat buah I Berat buah II Berat buah III

13,21 - 13,37 71,60 - 78,44 8,43 - 9,04 12,56 - 20,46 76,05 - 77,43 20,84 - 25,16 5,10 - 5,65 2,83 - 4,10 14,09 - 15,87 0,50 - 0,94 0,97 - 0,99 Sumber: Naibaho,1998 Buah kelapa sawit terdiri dari 4 bagian penting yang diantaranya adalah:  Eksoskarp : bagian kulit buah berwarna kemerahan dan licin  Mesoskarp : serabut buah yang mengandung banyak minyak  Endoskarp : cangkang pelindung inti  Inti sawit (kernel) : sebetulnya adalah biji yang merupakan bagian dalam perbanyakan generatif tanaman Inti sawit terbagi menjadi dua komponen, yakni: (1) Endosperm, merupakan jaringan cadangan makanan yang mengandung karbohidrat, lemak, dan protein difungsikan untuk mensuplai kebutuhan nutrisi dalam pertumbuhan embrio dan kecambah muda. (2) Embrio, merupakan suatu tumbuhan kecil (miniatur plant) yang merupakan cikal bakal dari individu sawit baru. 2.2

Kandungan Minyak Kelapa Sawit Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit. Minyak kelapa sawit sama seperti pada umumnya minyak nabati lainnya adalah merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, sedangkan komponen penyusunnya adalah trigliserida dan non trigliserida (nutrisi). 2.2.1 Trigliserida Pada Minyak Kelapa Sawit

6

Minyak kelapa sawit terdiri dari trigliserida yang merupakan ester dari gliserol dengan tiga molekul asam lemak. Semakin tidak jenuh asam lemak dalam molekul trigliserida maka makin rendah titik cair minyak tersebut sehingga pada suhu kamar berada pada fase cair. Minyak kelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap (Nurhida, 2004). Free Fatty Acid (FFA) atau asam lemak bebas sangat mempengaruhi mutu dari minyak kelapa sawit. FFA terbentuk akibat adanya air yang akan bereaksi dengan minyak (trigliserida). Apabila kandungan FFA tinggi maka akan menurunkan rendemen minyak pada buah kelapa sawit (Adhi, 2013). Komposisi trigliserida dan komposisi asam lemak pada minyak kelapa sawit berturut-turut dapat dilihat pada Tabel 2.2 dan Tabel 2.3. Tabel 2.2 Komposisi Trigliserida dalam Minyak Kelapa Sawit Trigliserida Jumlah (%) Tripalmatin 3–5 Dipalmito – Stearin 1–3 Oleo – Miristopalmitin 0–5 Oleo – Dipalmitin 21 – 43 Oleo – Palmitostearin 10 – 11 Palmito – Diolein 32 - 48 Stearo – Diolein 0–6 Linoleo – Diolein 3 – 12 Sumber : Ketaren, S. 1986 Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Kelapa Sawit Asam Lemak Jumlah (%) Asam Kaplirat Asam Kaproat Asam Miristat 1,1 - 2,5 Asam Palmitat 40 – 46 Asam Stearat 3,6 – 4,7 Asam Oleat 30 – 45 Asam Laurat -

7

7 – 11 Sumber : Ketaren, S. 1986

Asam Linoleat

2.2.2 Nutrisi Pada Minyak Kelapa Sawit Selain trigliserida minyak kelapa sawit juga mengandung senyawa non trigleserida yaitu nutrisi. Nutrisi terdiri dari senyawasenyawa kimia seperti karotenoid, vitamin E (tokotrienol dan tokoferol), sterol, fosfolipid, glikolipid, terpenoid dan hidrokarbon alifatik serta pengotor lainnya. Dari beberapa senyawa kimia yang ada, karotenoid dan vitamin E memiliki manfaat yang baik bagi kesehatan. Kadar karotenoid yang ada dalam buah sawit yaitu 500700 ppm (500mg/2 kg buah sawit) (Wei, 2005). Selain karotenoid, minyak sawit juga memiliki kandungan vitamin E yang terdiri dari tokoferol sebesar 60-70 %. Kadar tokoferol cukup tinggi yaitu 500-800 ppm (600mg/ 2 kg buah kelapa sawit). Tokoferol memiliki beberapa bentuk isomer yaitu α, β-, γ-, dan δ-tokoferol. Aktivitas terbesar dimiliki oleh komponen α-tokoferol. Tabel 2.4 dan 2.5 berturut-turut menunjukkan komposisi karotenoid dan tokoferol dalam minyak kelapa sawit. Tabel 2.4 Komposisi Karotenoid dalam Minyak Kelapa Sawit Tipe Karotenoid Jumlah (%) Phytoene 1,27 Cis-β-Carotene 0,68 Phytofluene 0,06 β-Carotene 56,02 α-Carotene 35,16 Cis-α-Carotene 2,49 ζ-Carotene 0,69 γ-Carotene 0,33 δ-Carotene 0,83 Neurosporene 0,29 β-Zeacarotene 0,74 α-Zeacarotene 0,23 Lycopene 1,3

8

Tabel 2.5 Komposisi Tokoferol dalam Minyak Kelapa Sawit Tokoferol Jumlah (%) Ppm α – tokoferol γ – tokoferol δ – tokoferol ζ – tokoferol

35 35 10 `20

500 – 800 Sumber : Nurhida, 2004

Senyawa karotenoid ini hanya bisa disintesis oleh tanaman. Karotenoid merupakan pigmen fotosintesis berwarna merah kekuningan yang sangatt penting bagi proses fotosintesis tanaman. Secara kimiawi, karotenoid memimiliki dua gologan yaitu α –karoten dan β-karoten yang dibedakan oleh ikatan rangkap di dalam grup siklik. Senyawa β-karoten mempunyai rumus molekul C40H56 dan merupakan senyawa karetonoid yang lebih umum dan sering ditemmukan di dalam tanaman yang berwarna merah, kuning, atau oranye. Struktur molekul β-karoten seperti terlihat pada Gambar 2.1 β-karoten merupakan prekusor dari vitamin A yang mempunyai warna merah pekat. Dari Table 2.4 di atas dapat diketahui bahwa tipe karotenoid yang paling banyak terkandung di dalam kelapa sawit adalah β-karoten, yaitu sebanyak 56,02% dari keseluruhan senyawa karotenoid.

(a)

9

(b) Gambar 2.1 Struktur β-Karoten dan α-Tokoferol yang Banyak Terkandung dalam Minyak Kelapa Sawit; (a) β-Karoten; (b) α-tokoferol Selain karotenoid, buah kelapa sawit juga memiliki kandungan tokoferol cukup tinggi yaitu 600-1.000 ppm (600 mg/ 2 kg buah kelapa sawit). Tokoferol adalah senyawa antioksidan yang larut dalam lemak dan ditemukan dalam minyak sayur. Vitamin ini diperlukan untuk pengembangan otot, sel darah merah, dan reproduksi normal. 2.3

Ekstraksi Ekstraksi merupakan proses pemisahan dua zat atau lebih dengan menggunakan pelarut yang tidak saling campur. Berdasarkan fase terlibat, terdapat dua jenis ekstraksi yaitu ekstraksi cair-cair dan ekstraksi padat-cair. Pemindahan komponen dari padatan ke pelarut pada ekstraksi padat-cair melalui tiga tahapan, yaitu difusi pelarut kepori-pori padatan atau dinding sel, di dalam dinding sel terjadi pelarutan padatan oleh pelarut, dan tahapan terakhir adalah pemindahan larutan dari pori-pori menjadi larutan ekstrak. Ekstraksi padat cair dipengaruhi oleh waktu ekstraksi, suhu yang digunakan, pengadukan, dan banyaknya pelarut yang digunakan (Harborne, 1987). Tingkat ekstraksi bahan ditentukan oleh ukuran partikel bahan tersebut. Bahan yang diekstrak sebaiknya berukuran seragam untuk mempermudah kontak antara bahan dan pelarut sehingga ekstraksi berlangsung dengan baik (Sudarmaji & Suhardi, 1996). Ekstraksi dengan

10

pelarut dapat dilakukan dengan cara dingin dan cara panas. Jenisjenis ekstraksi tersebut sebagai berikut: 2.3.1 Ekstraksi secara Dingin Maserasi merupakan cara ekstraksi yang paling sederhana. Bahan simplisa yang dihaluskan sesuai dengan syarat farmakope (umumnya terpotong-potong atau berupa serbuk kasar) disatukan dengan bahan dengan bahan pengekstraknya selanjutnya rendaman tersebut disimpan terlidung dari cahaya langsung (mencegah reaksi yang dikatalisis cahaya atau perubahan warna) dan dikocok kembali. Waktu lamanya maserasi berbeda-beda antara 4-10 hari. Secara teoritis pada suatu maserasi tidak memungkinkan terjadinya ekstraksi absolut. Semakin besar perbandingan cairan pengekstraksi terhadap simplisa, akan semakin banyak hasil yang diperoleh. Metode maserasi digunakan untuk menyari simplisa yang mengandung komponen kimia yang mudah larut dalam cairan penyari, tidak terkandung benzoin, tiraks, dan lilin (Sudjadi, 1988). Keuntungan dari metode ini adalah peralatan yang diperlukan lebih sederhana. Sedangkan kerugiannya antara lain waktu yang diperluka untuk mengekstraksi sampel cukup lama, cairan penyari yang digunakan lebih banyak, tidak dapat digunakan untuk bahanbahan yang mempunyai tekstur keras seperti benzoin, tiraks dan lilin. Sokletasi merupaka penyarian simplisa secara berkesinambungan. Soxhletasi dilakukan dalam sebuah alat yang disebut soxhlet. Cairan penari diisikan dalam labu, sebuk simplisa diisikan pada tabung dari kertas saring, atau tabung yang berlubang dari gelas, baja tahan karat, atau bahan lain yang cocok. Cairan penyari dipanaskan hingga mendidih.uap cairan penyari naik keatas melalui melalui pipa samping, kemudian diembunkan kembali oleh pendingin tegak. Cairan turun ke labu melalui tabung yang berisi serbuk simplisa. Caitan penyari turun melarutkan zat aktif sebuk simplisa. Karena adanya sifon maka setelah cairan mencapai permukaan sifon, seluruh cairan akan kembali kelabu (Sujadi,1988).

11

Keuntungan metode ini adalah dapat digunakan untuk sampel yang lunak dan tidak tahan terhadap pemanasan langsung, digunakan pelarut yang lebih sedikit, pemanasan dapat diatur. Keruguan metode ini adalah pelarut yang digunakan adalah pelarut daur ulang yang terkumpul dibawah secara terus menerus dipanaskan sehingga dapat menyebabkan reaksi peruraian oleh panas, jumlah total senyawa-senyawa yang diekstraksi akan melampaui kelarutannya dalam pelarut tertentu sehingga dapat menggendap dalam wadah dan membutuhkan volume pelarut yang lebih banyak untuk melarutkannya. Bila digunakan dalam sekala besar, mungkin tidak cocok untuk menggunakan pelarut dengan titik didih yang terlalu tinggi, seperti metanol atau air, karena seluruh alat yang berada di bawah kondensor perlu berada pada suhu ini untuk pergerakan uap pelarut yang efektif. (Sujadi, 1988). Metode ini terbatas pada ekstraksi dengan pelarut murni atau campuran azeotropik dan tidak dapat digunakan untuk ekstraksi dengan campuran pelarut misalnya heksan:diklorometan=1:1, atau pelarut yang diasamkan atau dibasakan, karena uapnya akan mempunyai komposisi yang berbeda dalam pelarut cair di dalam wadah (Sujadi, 1988). Perlokasi adalah cara penyarian dengan mengalirkan penyari melalui serbuk simplisa yang telah dibasahi. Perkolasi dilakukan dalam wadah berbentuk silindris atau kerucut (perkolator), yang memiliki jalan masuk dan keluar yang sesuai. Bahan pengekstraksi yang dialirakn secara terus-menerus dari atas, akan mengalir turun secara lambat melintasi simplisa yang umumnya berupa sebuk kasar. Melaui penyegaran bahan pelarut secara terus menerus akan terjadi proses maserasi sederhana, tidak terjadi ekstraksi yang sempurna dari simplisa karena akan terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan dalam sel dengan cairan di sekelilingnya maka pada perlokasi melalui suplai bahan pelarut segar, perbedaan konsentrasi tadi selalu dipertahankan. Dengan demikian ekstraksi secara total secara teoritis dimungkinkan (praktis jumlah bahan yang diekstraksi mencapai 95%). Keuntungan metode ini adalah tidak memerlukan langkah

12

tambahan yaitu sampel padat telah terpisah dari ekstrak. Kerugiannya adalah kontak antara sampel padatan tidak merata atau terbatas dibandingkan dengan metode refluks, dan pelarut menjadi dingin selama proses perkolasi sehingga tidak melarutkan komponen secara efisien (Sutriani L., 2008). 2.3.2 Ekstraksi secara Panas a. Metode refluks Keuntungan metode ini adalah digunakan untuk mengekstraksi sampel yang mempunyai tekstur kasar dan tahan terhadap pemanasan langsung. Sedangkan kerugiannya adalah membutuhkan volume total pelarut yang besar dan sejumlah manipulasi dari operator (Sutriani L., 2008). b. Metode destilasi uap Destilasi uap adalah metode yang populer untuk ekstraksi minyak-minyak menguap (esensial) dari sampel tanaman. Metode destilasi uap air diperuntukan untuk menyari simplisa yang mengandung minyak menguap atau mengandung komponen kimia yang mempunyai titik didih tinggi pada tekanan udara normal (Sutriani L., 2008). Pelarut yang baik untuk ekstraksi adalah pelarut yang mempunyai daya melarutkan yang tinggi ini berhubungan dengan kepolaran pelarut dan kepolaran senyawa yang diekstraksi. Terdapat kecenderungan kuat bagi senyawa polar larut dalam pelarut polar dan sebaliknya (Sutriani L., 2008). Pemilihan pelarut pada umumnya dipengaruhi oleh:  Selektivitas, pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan.  Kelarutan, pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar.  Kemampuan tidak saling bercampur, pada ekstraksi cair pelarut tidak boleh larut dalam bahan ekstraksi.  Kerapatan, sedapat mungkin terdapat perbedaan kerapatan yang besar antara pelarut dengan bahan ekstraksi

13

  

Reaktivitas, pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponen bahan ekstraksi. Titik didih, titik didih keduabahan tidak boleh terlalu dekat karena ekstrak dan pelarut dipisahkan dengan cara penguapan, destilasi dan retrifikasi. Kriteria lain, sedapatmungkin murah, tersedia dalam jumlah banyak, tidak beracun, tidak mudah terbakar, tidak eksplosif bila bercampur udara, tidak korosif, bukan emulisifier, viskositas rendah, dan stabil secara kimia dan fisika. (Sutriani L, 2008)

2.3.3 Ekstraksi Hydrotermal Secara umum, kondisi hydrothermal adalah suatu kondisi yang melibatkan air bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Air yang berada pada suhu lebih tinggi dari titik didih ambiennya bisa diaplikasikan untuk ekstraksi. Pada suhu lebih rendah substansi ionik dan polar akan terekstrak. Pada suhu lebih tinggi substansi non polar akan terlarut dan terekstrak. Air menghilangkan substansi komponen non polar dengan mengintegrasikannya dengan substrat dan melemahkan gaya ikatannya (Brunner, 2008). Keuntungan metode hydrothermal untuk ekstraksi ini adalah kemampuan untuk membuat ekstrak yang tidak stabil pada titik leburnya. Selain itu metode ini ramah lingkungan dan serbaguna karena tidak membutuhkan senyawa organik sebagai pelarutnya. Air yang digunakan dalam proses ekstraksi hydrothermal ini adalah subcritical water yang memiliki sifat fisik tetap berbentuk liquid dalam rentang suhu 100°C sampai 374°C dan dalam kondisi bertekanan (Gambar 2.2). Air pada kondisi tersebut memiliki dua sifat unik, sifat yang pertama adalah ion produk yang tinggi pada suhu tinggi. Kenyataan ini menunjukan bahwa air dapat bertindak sebagai katalis asam maupun basa. Air ini juga mampu dikatalisis oleh proses kondensasi peptida, asam dikarboksilat, dan isomer dari asam lemak dan sakarida. Sifat lainnya adalah

14

konstanta dielektriknya yang relatif rendah. Konstanta dielektrik subcritical water pada 200°C sampai 300°C hampir sama dengan aceton dan methanol ambient, yang menunjukan bahwa air dapat digunakan untuk mengekstraksi zat hidrofobik dari sumber daya alam. Kelarutan asam lemak dalam air diukur, dan itu menunjukan bahwa ikatan hidrogen antar molekul air menjadi sangat lemah pada suhu yang lebih tinggi dari 150°C. Pada subcritical water, juga ditemukan memiliki kemampuan yang baik untuk melarutkan lipid (Adachi, 2009).

Gambar 2.2 P-T Fase Diagram untuk (a) Air; (b) Karbon Dioksida

15

Gambar 2.3 P-T Fase Diagram untuk Air dan Karbon Dioksida 2.4

Penelitian Terdahulu Robert Bunsen (1839), memasukkan air ke dalam tabung kaca berdinding tebal. Kemudian dipanaskan pada suhu di atas 200°C dan tekanan di atas 100 Bar. Ini pendapat pertama bahwa air dapat menjadi media pelarut pada proses hydrothermal. Molaro at al (1996) berhasil melakuakan ekstraksi minyak dari biji buah anggur menggunakan super kritis CO2 dan ditrmukan bahwa yield GSO yang didapatkan lebih tinggi dibandingkan cara ekstraksi konfensional, hasil yield yang didapatkan sama dengan ketika menggunakan heksan, penggunaan super kritis CO2 terbukti lebih baik dan lebih ekonomis dibanding menggunakan pelarut murni. (dari buku Biomas & Bioenergy Application lebih membahas di super critic – Sub BAB 3.3 halaman 70) Seorang peneliti dari Malaysia yaitu Saim dkk (2008), berhasil mengekstraksi kandungan Essential Oil dari akar coriander (Coriandrum sativum L.) menggunakan proses hydrothermall dengan subcritical water sebagai pelarutnya.

16

Kiwa Kitada dkk. (2009), menganalisa aktifitas antioksidan dan antibakterial pada ekstrak nutraceutical dari Chlorella vulgaris, yang diperoleh dari ekstraksi secara hydrothermal. Dari penelitian ini diketahui bahwa semakin tinggi suhu ekstraksi hydrothermal, yield ekstrak yang diperoleh juga semakin besar. Singh dkk (2011), melakukan eksperimen ekstraksi kandungan phenolic compounds dari kulit ari kentang dengan menggunakan subcritical water sebagai pelarutnya. Dari penelitian diketahui bahwa penggunaan subcritical water pada suhu 160180oC, tekanan 6 MPa, dan waktu ekstraksi 60 menit dapat menjadi pengganti pelarut organik yang bagus untuk mengekstrak kandungan phenolic compound dari kulit ari kentang. Fiorella P (2014), Integrasi super kritis dan air sub kritis untuk pembaruan dari ampas kelapa (PPF) yang merupakan sumber bioaktif seperti karatenoid, dari penelitian tersebut digunakan tekanan 15-30 MPa dengan temperatur 523 K didapatkan total yield gula tertinggi 12-23 gram gula per 100 gram karbohidrat dan konversi biomass tertinggi 40-97%. Branimir Pavlic (2016), berhasil mengekstraksi minyak essensial sage (salvia offcinalis L.) menggunakan subcritical water sebagai pelarutnya. Zahra Ahmadian (2016), melakukan optimasi ekstraksi phenolic antioxidants dari bunga Crocus sativus dengan menggunakan subcritical water. Pada temperatur (120-140°C) waktu ekstraksi (20-60 menit) dan rasio padat dan cair sebesar 2040 ml/gram. Dalam penelitian ini di buktikan bahwa metode ekstraksi subkritis lebih ekonomis jika diterapkan dalam industri.

17


18

BAB 3 METODE PENELITIAN Proses yang digunakan untuk mengekstrak sisa minyak dari ampas kelapa sawit yang mengandung senyawa fitokimia (αtokoferol, asam palmitate, dan β-karoten) dalam ampas kelapa sawit adalah proses ekstraksi hydrothermal dengan pelarut berupa air dan karbon dioksida bertekanan. Proses ekstraksi dilakukan secara semibatch. Suhu operasi yang digunakan adalah 120, 140, 160, dan 180 oC, dengan tekanan sebesar 3, 5, 7, dan 10 MPa, dan laju alir air sebesar 1 mL/min dengan laju alir karbon dioksida 0,3 mL/min. Dengan proses ekstraksi secara hydrothermal ini diharapkan akan diperoleh pengetahuan tentang kondisi operasi terbaik untuk mengambil senyawa fitokimia dan minyak dari ampas kelapa sawit. Kadar minyak dalam ekstrak ampas kelapa sawit selanjutnya dianalisa dengan metode spektrofotometri dan Gas Cromatografi. 3.1 Bahan dan Alat 3.1.1 Bahan yang Digunakan untuk Ekstraksi 1. Ampas kelapa sawit. 2. Air atau aqudest. 3. Karbon dioksida dengan kemurnian 99,7 %. 3.1.2 Alat yang Digunakan untuk Ekstraksi 3.1.2.1 Alat ekstraktor ini terdiri dari : 1. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) Pump Pompa ini digunakan pada ekstraksi hydrothermal secara semibatch untuk memompa air pelarut kedalam ekstraktor sampai pada tekanan operasi yang diinginkan. HPLC pump yang digunakan yaitu Perkin Elmer series 200 Ic (Gambar 3.1), pompa ini digunakan pada ekstraksi hydrothermal secara semibatch untuk memompa air pelarut kedalam ekstraktor sampai pada

19

tekanan operasi yang diinginkan. HPLC pump ini bisa menaikkan tekanan liquid hingga mencapai 40 MPa.

Gambar 3.1 Perkin Elmer Series 200 Ic 2. Ekstraktor Digunakan sebagai tempat ekstraksi hydrothermal secara semibatch dari starting material berupa ampas kelapa sawit. Jenis ekstraktor ini adalah fixed bed, dimana di kedua sisinya (inlet dan outlet) terdapat filter dengan ukuran 50 µm. Kolom ekstraksi yang digunakan terbuat dari stainless steel yang berbentuk silinder (Gambar 3.2) dengan dimensi tinggi 13 cm dan diameter dalam 2,06 cm.

20

Gambar 3.2 Ekstraktor 3. Furnace Furnace/Oven (Gambar 3.3) digunakan sebagai pemanas untuk menaikkan dan menjaga suhu operasi ekstraksi. Furnace ini mampu bekerja hingga suhu 310oC.

Gambar 3.3 Furnace

21

4. Filter Filter yang terbuat dari stainless steel dengan ukuran pori-pori yaitu 7 µm berfungsi untuk menyaring partikelpartikel yang mungkin terlarut di dalam ekstrak. 5. Back Pressure Regulator (BPR) BPR berfungsi sebagai pengatur tekanan proses. BPR ini dapat menahan tekanan hingga 40 MPa. BPR dilengkapi dengan pemanas yang bertujuan agar karbon dioksida yang keluar dari BPR tidak mengalami freezing (pembekuan) sehingga tidak menyumbat tube produk yang keluar. 6. Collection Vial Collection vial yang digunakan berbahan poli prophylene. Alat ini sebagai penampung ekstrak dan tempat terpisahnya antara pelarut air dan karbon dioksida dengan ekstrak. 3.1.2.2 Alat Analisa Kandungan β-karoten dan α-tokoferol 1. Spektrofotometer UV-Vis Spektrofotometer UV-Vis digunakan sebagai alat untuk menganalisa komponen secara kuantitatif senyawa αtokoferol dalam ekstrak. Spektrofotometer yang digunakan adalah Spektrofotometer UV-Vis Genesys 10S dari Thermo Scientific dengan panjang gelombang 295 nm untuk α-tokoferol dan menggunakan pelarut nheksan, sedangkan untuk air dengan panjang gelombang 190 nm. 2. Gas Chromatography Kolom Gas Chromatography yang digunakan yaitu HP 5. Alat ini digunakan untuk menganalisa komponen secara kualitatif senyawa asam palmitate dalam minyak dari hasil ekstraksi menggunakan fluida subkritis.

22

3.2 Prosedur Eksperimen Eksperimen ini dibagi menjadi 3 tahap, yaitu : 1. Persiapan bahan baku 2. Tahap sokletasi 3. Tahap ekstraksi hydrothermal 4. Tahap cleaning 5. Tahap analisa 3.2.1 Tahap Persiapan Bahan Ampas kelapa sawit dari pabrik mula-mula dikeringkan terlebih dahulu menggunakan oven dengan suhu 35oC selama 12 jam. Kemudian ampas kelapa sawit digunting sekitar 1 cm untuk mengurangi ukuran dari serabut ampas kelapa sawit, sehingga ampas kelapa sawit yang telah siap menjadi starting material. 3.2.2 Tahap Sokletasi Tahapan sokletasi adalah sebagai berikut : 1. Menyiapkan seperangkat alat soklet. 2. Memasukkan 15 gram ampas kelapa sawit (starting material) kedalam timbel, kemudian memasukkan timbel kedalam tabung. 3. Memasukkan larutan n-heksan sebanyak 150 ml kedalam labu pada mantel pemanas. 4. Merangkai keseluruhan perangkat sokletasi. Mengatur suhu pemanas agar stabil bersuhu T = 70oC. 5. Tahap sokletasi berlangsung selama 12 jam. 6. Setelah 12 jam, mengambil dan menimbang hasil destilat dan starting material. 3.2.3 Tahap Ekstraksi Hydrothermal Pada proses ekstraksi hydrothermal semibatch (Gambar 3.4), tahapan ekstraksi adalah sebagai berikut : 1. Meletakkan glass bead ke bagian inlet ekstraktor. Glass bead ini berfungsi untuk mencegah terjadinya channeling, sehingga aliran air yang masuk ekstrakstor terdistribusi sempurna ke semua arah karena adanya glass bead. 2. Memasukkan starting material ke dalam ekstraktor hingga memenuhi volume ekstraktor (kondisi fixed bed).

23

3. Meletakkan glass bead pada pada bagian outlet ekstraktor. 4. Memasukkan ekstraktor tersebut kedalam furnace. 5. Memompa air dan karbon dioksida sebagai pelarut ke dalam ekstraktor menggunakan HPLC (High Performance Liquid Chromatography) Pump. HPLC pump ini berfungsi untuk menaikkan tekanan pelarut sesuai dengan kondisi operasi ekstraksi. Pada HPLC pump ini, aliran pelarut diatur dengan flow rate air 1 mL/menit dan flow rate karbon dioksida 0,3 mL/menit. Tekanan operasi ekstraksi hydrothermal ini diatur menggunakan BPR dengan cara menutup BPR sampai tekanan yang diinginkan. 6. Menyalakan preheater dan furnace untuk memanaskan air tersebut hingga mencapai kondisi yang diinginkan. Preheater ini berupa lilitan tube (panjang 2 meter, ketebalan 1/16 in) yang dipasang di dalam furnace. Di dalam furnace, starting material yang terdapat didalam ekstraktor diekstraksi dengan air dan karbon dioksida bertekanan. Untuk memastikan suhu di dalam ekstraktor sesuai dengan suhu yang diinginkan, suhu air dan karbon dioksida masuk serta keluar ekstraktor masing-masing diukur dengan termokople T1 dan T2. 7. Menampung ekstrak yang telah diperoleh di dalam botol/collection vial setelah melalui BPR. 8. Memisahkan hasil ekstraksi yang berupa minyak dan air menggunakan corong pemisah. 9. Menyimpan larutan ekstrak dalam lemari es sampai dianalisa.

24

1

25

Gambar 3.4 Skema Peralatan Ekstraksi secara Semi-batch Menggunakan Pelarut Air dan Karbon Dioksida Bertekanan

1

2

Keterangan : T1 = Suhu masuk T2 = Suhu keluar P = Tekanan

2

3.2.4 Tahap Cleaning Melakukan cleaning setelah percobaan bertujuan untuk membersihkan sisa-sisa ekstrak yang tertinggal di dalam kolom ekstraktor maupun di dalam tube. Cleaning dilakukan dengan cara memompa air dan karbon dioksida bertekanan ke dalam ekstraktor yang kemudian keluarannya ditampung di collection vial. 3.2.5 Tahap Analisa 3.2.5.1 Spektorfotometer UV-Vis Spektrofotometer yang digunakan adalah Spektrofotometer UV-Vis Genesys 10S dari Thermo Scientific. Analisa kandungan α-tokoferol secara kuantitatif dalam ekstrak dilakukan menggunakan metode spektrofotometri. Mula-mula mengkalibrasi spektrofotometer terlebih dahulu, dengan cara memasukkan larutan blanko (aquades) ke dalam kuvet, kemudian mengukurnya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 280 nm untuk α-tokoferol, 290 nm untuk asam palmitate, 480 nm untuk β-karoten, dan untuk air dengan panjang gelombang 190 nm, kemudian mengatur nilai absorbansi = 0 dan nilai tranmitansi = 100%. Setelah itu, mengukur absorbansi larutan α-tokoferol standar dengan konsentrasi 50 hingga 250 ppm. Kemudian membuat kurva kalibrasi α-tokoferol dari nilai absorbansi yang diperoleh. Selanjutnya mengukur absorbansi ekstrak yang telah diencerkan dengan n-heksan menggunakan panjang gelombang αtokoferol, asam palmitate, dan β-karoten berturut-turut yaitu 280, 29, dan 480 nm. Kandungan α-tokoferol, asam palmitate, dan βkaroten dalam ekstrak dapat dihitung dengan membandingkan nilai absorbansi ekstrak dengan persamaan kurva kalibrasi standar yang telah dibuat. 3.2.5.2 GC (Gas Chromatography) Analisa Gas Chromatography ini berfungsi untuk menganalisa kandungan asam lemak bebas yang lebih spesifiknya yaitu asam palmitate dalam ekstrak secara kualitatif. Pemilihan asam palmitat dikarenakan asam lemak yang memiliki kandungan tertinggi di ampas kelapa sawit adalah asam palmitate. Kolom Gas Chromatography yang digunakan yaitu HP 5.

26

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian ini, telah dipelajari pengaruh kondisi operasi ekstraksi subkritis terhadap hasil ekstrak. Starting material yang digunakan adalah ampas kelapa sawit dari proses pengolahan pabrik CPO, dimana masih ada minyak yang terkandung dalam ampas tersebut. Sisa minyak ini mengandung senyawa fitokimia, yaitu α-tokoferol, asam palmitate, dan β-karoten. Untuk mengetahui kondisi operasi yang terbaik maka dilakukan ekstraksi pada berbagai tekanan dan suhu serta banyaknya co-solvent yang digunakan. Variabel yang digunakan yaitu tekanan (3, 5, 7, dan 10 MPa) dan suhu (120, 140, 160, dan 180oC). 4.1

Hasil Eksperimen Ekstraksi Ampas Kelapa Sawit Menggunakan Fluida Bertekanan Secara eksperimen, ekstraksi senyawa fitokimia dari ampas kelapa sawit menggunakan air dan karbon dioksida bertekanan pada penelitian ini dilakukan pada sistem semicontinuous, dimana hasil ekstrak akan diambil secara sampling pada setiap 30 menit dari 0 menit hingga 180 menit. Kemudian, pada perhitungan massa total ekstrak maupun massa senyawa fitokimia diakumulasi hingga akhir waktu ekstraksi. Untuk mengetahui kandungan awal dari senyawa α-tokoferol, asam palmitate, dan β-karoten yang terkandung dalam sisa minyak kelapa sawit pada starting material, dilakukan ekstraksi sokletasi terlebih dahulu. Pelarut yang digunakan dalam sokletasi yaitu larutan n-heksan dengan lama waktu ekstraksi 12 jam. Tabel 4.1 Hasil Ekstraksi Ampas Kelapa Sawit dengan Metode Sokletasi Waktu Total Yield αAsam Lemak β-Karoten Ekstraksi Minyak Tokoferol Bebas 926 mg/g 5,09 mg/g 0,29 mg/g 12 jam 5,17 % sampel sampel sampel

27

Dari hasil analisa, didapatkan bahwa yield total ekstrak minyak kelapa sawit terbesar adalah 5,17 % pada sokletasi selama 12 jam. Berdasarkan analisa menggunakan spektrofotometer UVVis diperoleh kandungan α-tokoferol, asam palmitat, dan β-karoten terbesar dalam ekstrak ampas kelapa sawit berturut-turut sebesar 926; 5,09; dan 0,29 mg/g sampel. Data yang diperoleh ini selanjutnya digunakan sebagai menentukan % recovery senyawa fitokimia yang terkandung dalam ekstrak pada ekstraksi hydrothermal. Absorbance

4 3 2 1 0 200 230 260 290 320 350 380 410 440 470 500 530 560

Wavelength

Gambar 4.1 Grafik Scanning Hasil Sokletasi pada Panjang Melombang 200-550 Menggunakan Spektrofotometer UV-fis Dapat dilihat pada Gambar 4.1 grafik scanning hasil sokletasi terdapat peak pada panjang gelombang 210, 250, 280-360 dan 440-500 hal ini membuktikan bahwa dalam ekstraksi ini berhasil mengekstrak senyawa fitokimia yaitu α-tokoferol yang terbaca pada panjang gelombang 280, asam palmitate pada panjang gelombang 290, dan β-karoten yang terbaca pada panjang gelombang 480. 4.2

Hasil Analisa SEM Gambaran mikrostruktur permukaan ampas kelapa sawit dilakukan berdasarkan karakteristik SEM untuk mengetahui morfologi permukaan ampas kelapa sawit sebelum dan setelah proses ekstraksi. Seperti yang ditunjukkan Gambar 4.2, terlihat jelas terdapat perbedaan morfologi permukaan ampas kelapa sawit

28

yang terjadi. Sehingga dapat diketahui bahwa sebagian besar solute telah terekstrak melalui proses ekstraksi hydrothermal. Dinding sel sebelum ekstraksi

(a)

(b)

Bulir minyak

(d) (c) Gambar 4.2 Morfologi Hasil SEM Ampas Kelapa Sawit; (a) Sebelum Ekstraksi; (b) Setelah Ekstraksi Hydrothermal selama 1 jam (T=120oC); (c) Setelah Ekstraksi Hydrothermal selama 1 jam (T=140oC); (d) Setelah Ekstraksi Hydrothermal selama 1 jam (T=160oC) Pada Gambar 4.2 (a) menunjukkan morfologi permukaan awal ampas kelapa sawit. Terlihat serabut ampas kelapa sawit masih terbungkus dinding sel berwarna putih yang menyelimuti serabut ampas kelapa sawit. Gambar 4.2 (b) menunjukkan bahwa mulai terbukanya dinding sel pada ampas kelapa sawit setelah mengalami pemanasan selama satu jam dengan suhu 120oC, pada hasil analisa SEM terlihat dinding sel pada serabut ampas kelapa sawit yang awalnya membungkus serabut ampas kelapa sawit

29

tersebut mulai mengalami kerusakan dan menunjukan isi dari serabut tersebut yang berupa bulir-bulir minyak akan tetapi belum terlihat seutuhnya. Gambar 4.2 (c) menunjukkan bahwa setelah mengalami pemanasan selama satu jam pada suhu 140oC terjadi pecahnya dinding sel pada ampas kelapa sawit, dinding sel pada serabut ampas kelapa sawit mulai mengelupas, dan bulir-bulir minyak mulai terlepas dari batang serabut ampas kelapa sawit. Gambar 4.2 (d) pada pemanasan dengan suhu 160oC selama satu jam, dinding sel dan bulir-bulir minyak yang terdapat pada batang serabut ampas kelapa sawit telah menghilang. Hal ini menunjukan bahwa suhu berpengaruh pada morfologi ampas kelapa sawit, semakin tinggi suhu yang digunakan semakin besar pula ekstrak yang akan didapat karena sel pada ampas kelapa sawit lebih mudah terbuka pada suhu yang lebih tinggi. 4.3

Pengaruh Tekanan Terhadap Hasil Ekstraksi Kondisi operasi ekstraksi akan mempengaruhi kemampuan fluida subkritis tersebut dalam mengekstrak suatu solute. Pengaruh tekanan operasi pada penelitian ini dipelajari pada temperatur konstan 120, 140, 160, dan 180oC dengan laju alir pelarut air sebesar 1 ml per menit dan laju alir karbon dioksida sebesar 0,3 ml per menit. Gambar 4.3 menunjukkan pengaruh suhu operasi terhadap yield α-tokoferol yang terekstrak pada variabel suhu 120, 140,160, dan 180oC.

30

α-Tocopherol Yield (mg/g sample)

70

P = 3 MPa P = 5 MPa P = 7 MPa P = 10 MPa

60

50 40 30 20 10 0 0

30

60

90

120

60

90

120

Time (min)

(a)


90


80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

30

Time (min)

(b)

31


180

P = 3 MPa P = 5 MPa P = 7 MPa P = 10 Mpa

160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

30

60

90

120

90

120

Time (min)

(c) α-Tocopherol Yield (mg/g sample)

300


250 200 150 100 50 0 0

30

60

Time (min)

(d) Gambar 4.3 Hasil Ekstraksi α-Tokoferol pada P = 3,5,7, dan 10 MPa dengan (a) T = 120oC; (b) T = 140oC; (c) T = 160oC; (d) T = 180oC

32

Pada Gambar 4.3 (a-d), terlihat bahwa yield α-tokoferol pada suhu operasi 120 dan 140oC terus meningkat pada menit 30 sampai dengan menit 120 kemudian konstan hingga menit 180. Pada suhu 120 dan 140oC semakin tingginya tekanan yield yang didapat bertambah sedikit tetapi pada suhu 160 dan 180oC hal tersebut tidak terjadi, yield tidak dipengaruhi dengan pertambahan tekanan. Yield α-tokoferol terbesar didapatkan pada tekanan 7 MPa. Gambar 4.4 menunjukkan pengaruh suhu operasi terhadap yield asam palmitate yang terekstrak pada variabel suhu 120, 140,160, dan 180oC. Palmitic Acid Yield (mg/g sample)

0.6


0.5

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

30

60

Time (min)

(a)

33

90

120

Palmitic Acid Yield (mg/g sample)

0.6


0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

30

60

90

120

60

90

120

Time (min)

(b)


1.4


1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

30

Time (min)

(c)

34


2.5


2 1.5 1

0.5 0 0

30

60

Time (min)

90

120

(d) Gambar 4.4 Hasil Ekstraksi Asam Palmitate pada P = 3,5,7, dan 10 MPa dengan (a) T = 120oC; (b) T = 140oC; (c) T = 160oC; (d) T = 180oC Pada Gambar 4.4 (a-d), terlihat bahwa yield asam palmitate pada suhu operasi 120, 140, 160, dan 180oC terus meningkat pada menit 30 sampai dengan menit 120 kemudian konstan. Hal ini menunjukan bahwa asam palmitate terekstrak pada 120 menit awal. Hasil % recovery terbesar yang didapat pada ekstraksi asam palmitate yaitu 0,5% pada suhu 180oC tekanan 10 MPa, hal ini menunjukan bahwa asam palmitate dapat terekstrak pada suhu tinggi. Kandungan asam palmitate pada sampel terbilang sangat kecil yaitu 5 mg dari 10 gram ampas kelapa sawit. Yield ampas kelapa sawit meningkat sesuai dengan bertambahnya suhu pada suhu 120 hingga 140oC, akan tetapi semakin suhu naik pertambahan tekanan tidak mengakibatkan pertambahan yield ampas kelapa sawit. Yield asam palmitate tertinggi didapat pada tekanan 10 MPa dengan suhu 180oC dengan % recovery 0,5%.

35

Pada Gambar 4.5 menunjukkan pengaruh suhu operasi terhadap yield β-karoten yang terekstrak pada variabel suhu 120, 140,160, dan 180oC. β-Carotene Yield (mg/g sample)

0.0018


0.0016 0.0014 0.0012 0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0 0

30

60

90

120

60

90

120

Time (min)

(a) β-Carotene Yield (mg/g sample)

0.0018

P = 3 MPa P = 5 MPa P = 7 MPa P = 10 Mpa

0.0016 0.0014 0.0012 0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0 0

30

Time (min)

(b)

36

β-Carotene Yield (mg/g sample)

0.012

P = 3 Mpa P = 5 Mpa P = 7 MPa P = 10 MPa

0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0

30

60

90

120

90

120

Time (min)

(c) β-Carotene Yield (mg/g sample)

0.014

P = 3 Mpa P = 5 MPa P = 7 MPa P = 10 MPa

0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0

30

60

Time (min)

(d) Gambar 4.5 Hasil Ekstraksi β-karoten pada P = 3,5,7, dan 10 MPa dengan (a) T = 120oC; (b) T = 140oC; (c) T = 160oC; (d) T = 180oC

37

Kenaikan tekanan dari 3 MPa ke 10 MPa sedikit meningkatkan yield minyak dan senyawa fitokimia dari ampas kelapa sawit. Hal ini dibuktikan pada Gambar 4.5, semakin besar tekanan akan meninggkatkan yield secara perlahan pada suhu 120 hingga 160oC seiring dengan pertambahan tekanan. Akan tetapi pada suhu 140 dan 180oC, tekanan tidak terlalu berpengaruh pada peningkatan yield. Tekanan pada ekstraksi hydrothermal berfungsi agar air sebagai pelarut tetap berada pada kondisi cair. Istilah ekstraksi dengan air subkritis mengacu pada kondisi antara suhu 100oC (titik didih air) sampai dengan 374oC dimana air masih dalam kondisi cair, yaitu pada tekanan tertentu (Teo dkk, 2010 dalam Susanti dkk, 2013).

38

Gambar 4.6 menunjukan hasil ekstraksi senyawa fitokimia pada suhu 180oC dengan variabel tekanan 3, 5, 7, dan 10 MPa. 3.8 3.7 α-Tocopherol 3.6 3.5 Palmitic Acid 3.4 β-Carotene 3.3 3.2 3.1 3 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 P = 5 MPa 1 P = 7 MPa P = 10 P = 3 MPa MPa

Yield (mg/g sample)

•••

Gambar 4.6 Hasil Ekstraksi Senyawa Fitokimia pada T = 180oC

39

Pada Gambar 4.6 dapat dilihat hasil α-tokoferol, asam palmitate, dan β-karoten terbesar pada tekanan 10 MPa. Jika tekanan semakin besar, maka mengakibatkan suhu yang lebih dominan daripada tekanan tersebut. Tekanan yang lebih besar akan menyebabkan pori-pori ampas kelapa sawit semakin merapat dan hal tersebut membuat fluida subkritis lebih susah masuk kedalam pori-pori ampas kelapa sawit untuk melarutkan zat-zat tersebut. Hal ini didukung dengan analisa SEM yang menunjukan semakin tinggi suhu maka semakin mudah sel-sel ampas kelapa sawit terbuka. Sesuai dengan jurnal dari Ko dkk, 2011 dalam Machmudah dkk, 2014 yang menyatakan, perubahan tekanan memiliki sedikit efek pada efisiensi ekstraksi. Dapat dikatakan bahwa tekanan dari proses ekstraksi bukan merupakan kunci variabel utama dari proses ekstraksi dalam kondisi air subkritis. Namun, tekanan tinggi dapat membantu untuk meningkatkan efisiensi ekstraksi dengan memaksa pelarut menjadi matriks poripori. Semakin tinggi tekanan operasi, maka interaksi antara solute dan solvent akan meningkat. Hal tersebut disebabkan karena peningkatan densitas solvent akibat kenaikan suhu. Kenaikan tekanan ekstraksi yang diikuti meningkatnya densitas solvent menyebabkan kenaikan solubility (Machmudah dkk, 2005). 4.4

Pengaruh Suhu Terhadap Hasil Ekstraksi Kondisi operasi ekstraksi akan mempengaruhi kemampuan fluida subkritis tersebut dalam mengekstrak suatu solute. Pengaruh tekanan operasi pada penelitian ini dipelajari pada tekanan konstan 3, 5, 7, dan 10 MPa. Gambar 4.6 menunjukkan pengaruh tekanan operasi terhadap yield α-tokoferol yang terekstrak pada variabel tekanan 3, 5, 7, dan 10 MPa.

40


250

T =120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

200 150 100

50 0 0

30

60

90

120

90

120

Time (min)

(a)


300

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

250 200 150 100 50 0 0

30

60

Time (min)

(b)

41


160

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

140 120 100 80 60 40 20 0 0

30

60

90

120

90

120

Time (min)

(c) α-Tocopherol Yield (mg/g sample)

300

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

250 200 150 100 50 0 0

30

60

Time (min)

(d) Gambar 4.7 Hasil Ekstraksi α-Tokoferol pada T = 120, 140, 160, dan 180oC dengan (a) P = 3 MPa; (b) P = 5 MPa; (c) P = 7 MPa; dan (d) P = 10 MPa

42

Pada Gambar 4.7 (a-d) yield α-tokoferol pada tekanan 3, 5, 7, dan 10 MPa terbanyak terdapat pada tekanan 10 MPa dengan suhu 180oC. Dapat dilihat pada Gambar 4.7, meningkatnya suhu mengakibatkan pertambahan jumlah yield secara konstan, semakin tinggi suhu yang digunakan akan semakin banyak yield yang didapatkan karena kenaikan suhu berpengaruh pada polaritas air, semakin tinggi suhu polaritas air akan semakin menurun. Namun, peningkatan suhu operasi melebihi suatu batas tertentu dapat menyebabkan degradasi pada senyawa fitokimia. Batas suhu operasi tersebut berbeda untuk setiap senyawa (Khajenoori, 2009). Gambar 4.8 menunjukkan pengaruh tekanan operasi terhadap yield asam palmitate yang terekstrak pada variabel tekanan 3, 5, 7, dan 10 MPa. Palmitic Acid Yield (mg/g sample)

1.6

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

1.4 1.2 1 0.8 0.6

0.4 0.2 0 0

30

60

Time (min)

(a)

43

90

120


2.25

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

2 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0 0

30

60

90

120

60

90

120

Time (min)

(b)


1.2

T = 120 C T = 140 C

1

T = 160 C T = 180 C

0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

30

Time (min)

(c)

44


2.5

T = 120 C T = 140 C

2

T = 160 C T = 180 C

1.5 1 0.5 0 0

30

60

90

120

Time (min)

(d) Gambar 4.8 Hasil Ekstraksi Asam Palmitate pada T = 120, 140, 160, dan 180oC dengan (a) P = 3 MPa; (b) P = 5 MPa; (c) P = 7 MPa; dan (d) P = 10 MPa Dari Gambar 4.8 yield asam palmitate terbesar didapatkan pada tekanan 10 MPa pada suhu 180oC dengan yield 0,49 % dari total asam palmitate yang terdapat pada ampas kelapa sawit sebesar 4 mg/10 gram sampel. Hal ini menunjukan belum seluruh asam palmitate dapat diambil. Dibandingkan dengan α-tokoferol dan β-karoten, ekstraksi asam palmitate memiliki nilai yang cukup konstan dengan rata-rata yield yang didapatkan yaitu sebesar 0,35% hal ini menunjukan bahawa kemampuan dari fluida tersebut hanya mampu mengambil sedikit, hal ini disebabkan polaritas dari senyawa asam palmitate yang cukup besar dan masih belum bisa diekstrak dengan fluida subkritis. Gambar 4.9 menunjukkan pengaruh tekanan operasi terhadap yield β-karoten yang terekstrak pada variabel tekanan 3, 5, 7, dan 10 MPa.

45


0.012

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0

0

30

60

90

120

90

120

Time (min)

(a)


0.009

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0

30

60

Time (min)

(b)

46


0.007

T = 120 C T = 140 C T = 160 C T = 180 C

0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0

30

60

90

120

90

120

Time (min)

(c)


0.016

T = 120 C

0.014

T = 140 C

0.012

T = 160 C T = 180 C

0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0

30

60

Time (min)

(d) Gambar 4.9 Hasil Ekstraksi β-Karoten pada T = 120, 140, 160, dan 180oC dengan (a) P = 3 MPa; (b) P = 5 MPa; (c) P = 7 MPa; dan (d) P = 10 MPa

47

Pada Gambar 4.9 (a-d), terlihat bahwa yield β-karoten pada suhu operasi 120, 140, 160, dan 180oC terus meningkat pada menit 30 sampai dengan menit 120, kemudian konstan hingga menit ke 180. Hasil ekstrak terbanyak pada β-karoten didapatkan pada suhu 180oC. Hal ini menunjukkan bahwa masih ada minyak dan senyawa fitokimia yang masih tertinggal di dalam ampas kelapa sawit tersebut dikarenakan sifat β-karoten yang non-polar dan tidak larut dalam air dan memiliki titik lebur pada 180oC diperlukan suhu yang lebih tinggi untuk menurunkan polaritas air dan mengekstrak senyawa β-karoten. Selain itu, dimungkinkan terjadinya degradasi pada β-karoten yang terkandung di dalam ekstrak selama proses ekstraksi fluida superkritis dan untuk yield β-karoten berbanding lurus dengan kenaikan suhu, tetapi untuk data yang diperoleh semakin tinggi suhu tidak begitu mempengaruhi kenaikan yield βkaroten (Karisma, 2015). Pada suhu rendah, ikatan hidrogen dari air sangat kuat sehingga nilai konstanta dielektrik tinggi. Semakin tinggi suhu air akan memperlemah kekuatan setiap ikatan hidrokarbon sehingga mengurangi nilai dari konstanta dielektrik dan polaritas air (Carr, 2011). Seperti Gambar 4.10, konstanta dielektrik rendah memungkinkan air untuk melarutkan senyawa organik (Kumar dkk, 2011 dalam Machmudah dkk, 2014). Pada ekstraksi subkritis, suhu air sebagai pelarut ekstraksi naik diatas titik didihnya, dan tekanan menjaga agar air berada pada fase cair. Seiring dengan itu, viskositas dan tegangan permukaan menurun, sementara kelarutan dan laju difusi β-karoten meningkat. Penetrasi dari solvent ke dalam ampas kelapa sawit dan transfer massa β-karoten lebih cepat jika dibandingkan dengan proses ekstraksi yang berlangsung pada suhu ruangan. Sehingga, jika dibandingkan dengan metode ekstraksi yang konvensional, ekstraksi subkritis lebih cepat dan lebih efisien. Hal tersebut menjadi alasan mengapa ekstraksi pada suhu tinggi memberikan % recovery yang lebih tinggi (Machmudah dkk, 2014), hal ini berlaku pada α-tokoferol, asam palmitate, dan juga β-karoten.

48

Gambar 4.10 Konstanta Dielektrik Air Sumber : Herrero dkk, 2006 Gambar 4.11 menunjukan hasil ekstraksi senyawa fitokimia pada tekanan 10 MPa dengan variabel suhu 120, 140, 160, dan 180oC.

49

Yield (mg/g sample)

2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

•••

α-Tocopherol Palmitic Acid β-Carotene

T = 120 C

T = 140 C 1 T = 160 C

T = 180 C

Gambar 4.11 Hasil Ekstraksi Senyawa Fitokimia pada P = 10 MPa

50

Pada Gambar 4.11 dapat dilihat hasil α-tokoferol, asam palmitate, dan β-karoten terbesar pada suhu 180oC. Peningkatan suhu akan mengakibatkan peningkatan tekanan dalam ekstraktor. Semakin tinggi tekanan operasi, maka interaksi antara solute dan solvent akan meningkat. Hal tersebut disebabkan karena peningkatan densitas solvent akibat kenaikan suhu. Kenaikan tekanan ekstraksi yang diikuti meningkatnya densitas solvent menyebabkan kenaikan solubility (Machmudah dkk, 2005). Namun, peningkatan suhu operasi melebihi suatu batas tertentu dapat menyebabkan degradasi pada senyawa fitokimia. Batas suhu operasi tersebut berbeda untuk setiap senyawa (Khajenoori, 2009). Disamping itu penggunaan gas CO2 akan memicu terbentuknya senyawa asam karbonat. Senyawa asam karbonat ini membuat ekstraksi terjadi pada suasana asam. Hal ini ditunjukan pada pengukuran pH dari hasil ekstraksi yang rata-rata sebesar 4,1 sampai 4,5. Kelarutan protein akan meningkat jika diberi perlakuan asam yang berlebih, hal ini terjadi karena ion positif pada asam yang menyebabkan protein yang semula bemuatan netral atau nol menjadi bermuatan positif yang menyebabkan kelarutannya bertambah. Semakin jauh derajat keasaman larutan protein dari titik isoelektrisnya, maka kelarutannya akan semakin bertambah (Suhardi, 1991). 4.5 Analisa GCMS Gambar 4.12 menunjukan hasil Analisa GCMS pada suhu 140oC dengan tekanan 5 MPa.

51

60000 50000 40000 Absorbance

30000

Asam Palmitate

20000

α-tokoferol

10000

Abundance

5 .0 0

1 0 .0 0 1 5 .0 0 2 0 .0 0 2 5 .0 0 3 0 .0 0 3 5 .0 0 4 0 .0 0 4 5 .0 0 5 0 .0 0 Time (min) T im e --> T I Cpada : B -5Suhu M P a140 -1 6 o0Co dengan C .D \ d a ta .m s Gambar 4.12 Analisa GCMS Tekanan 5 MPa 100000 o 9 0 0 0Dari 0 Gambar 4.12 hasil analisa GCMS suhu 140 C tekanan 5 MPa didapatkan hasil pada menit ke 11 terdapat asam palmitate dengan 8 0 0 0 0 presentasi 0,066% dan pada menit ke 12 terdapat αtokoferol dengan presentasi 0,077%. Data analisa GCMS pada 7 0 0140 0 0 oC dengan tekanan 5 MPa dapat dilihat pada Apendiks, suhu Tabel A.18. 60000 5 0 0 0 0Gambar 4.13 menunjukan hasil Analisa GCMS pada suhu 160oC dengan tekanan 5 MPa. 40000

Absorbance

30000

α-tokoferol

20000 10000

T im e -->

Asam Palmitate

5 .0 0 1 0 .0 0 1 5 .0 0 2 0 .0 0 2 5 .0 0 3 0 .0 0 3 5 .0 0 4 0 .0 0 4 5 .0 0 5 0 .0 0 5 Time (min)

Gambar 4.13 Analisa GCMS pada Suhu 160oC dengan Tekanan 5 MPa

52

Dari Gambar 4.13 hasil analisa GCMS suhu 160oC tekanan 5 MPa didapatkan hasil pada menit ke 6 terdapat α-tokoferol dengan presentasi 0,045% dan pada menit ke 7 terdapat asam palmitate dengan presentasi 0,053%. Dalam analisa GCMS juga terbaca senyawa phenolic lain seperti n-decane, dodecane, anthracin. Total phenolic compound (TPC) adalah hidrocarbon aromatic yang memiliki gugus hidroksil TPC sendiri merupakan antioksidan aktif yang berguna bagi tubuh dalam penelitian ini TPC yang terekstrak dapat dibuktikan pada analisa GCMS. Data analisa GCMS pada suhu 160oC dengan tekanan 5 MPa dapat dilihat pada Apendiks, Tabel A.19.

53


54

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1

Kesimpulan Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Kenaikan tekanan operasi pada proses ekstraksi hydrothermal tidak berpengaruh pada banyaknya yield yang didapat pada hasil ekstraksi karena menghasilkan yield yang fluktuatif. Kenaikan suhu operasi pada proses ekstraksi hydrothermal pada suhu (120oC-180oC) meningkatkan yield α-tokoferol. Kondisi optimum untuk mengekstrak α-tokoferol, asam palmitate dan β-karoten pada suhu 180oC dengan tekanan 10 MPa. Ekstraksi pada kondisi subkritis kurang maksimal untuk mengekstrak minyak dari ampas kelapa sawit karena αtokoferol, asam palmitate, dan β-karoten memiliki polaritas yang tinggi. Untuk melarutkan zat-zat tersebut air harus mencapai konstanta dielektrik yang lebih kecil. 2. Dari hasil eksperimen yang telah dilakukan didapatkan hasil terbaik pada suhu 180oC pada tekanan 10 MPa dengan yield αtokoferol 271,28 mg/g sampel (% recovery yaitu 73,06%), dan yield asam pamitate 2,066 mg/g sampel (% recovery yaitu 0,55 %), dan yield β-karoten 0,008 mg/g sampel (% recovery yaitu 0,0021%). 5.2

Saran Dari penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa saran untuk peneliti selanjutnya sebagai berikut : 1. Melakukan ekstraksi hydrothermal pada ampas kelapa sawit dengan suhu operasi yang lebih tinggi. 2. Ekstrak yang diperoleh secepatnya dianalisa, sehingga kandungan dalam sampel tidak rusak sebelum dianalisa.

55


56

DAFTAR PUSTAKA Ahmadian-Kouchaksaraie, Zahra, Razieh Niazmand, Masoud Najaf Najafi. 2015. “Optimization of the Subcritical Water Extraction of Phenolic Antioxidants from Crocus Sativus Petals of Saffron Industry Residues: Box-Behnken Design and Principal Component Analysis”. Journal of Innovative Food Science and Emerging Technologies, 35, 234-244. Choo, Y. M., Yap, S. C., Ooi, C. K., Ma, A. N., Goh, S. H., & Ong, A. S.H. (1996). Recovered Oil from Palm-Pressed Fiber: A Good Source of Natural Carotenoids, Vitamin E and Sterols. Journal of the American Oil Chemists Society, 73, 599–602. Hakeem, Khalid Rehman, Mohammad Jawaid, Umer Rashid. 2014. “Biomass and Bioenergy”. London : Springer Charn Heidelberg New York Dordrecht. Lau, H. L. N., Choo, Y. M., Ma, A. N., & Chuah, C. H., 2007. “Selective Extraction of Palm Carotene and Vitamin E from Fresh Palm-Pressed Mesocarp Fiber (Elaeis guineensis) Using Supercritical CO2”. Journal of Food Engineering, 84, 289–296. Lubis, Rustam Effendi dan Agus Widanarko SP. 2011. “Buku Pintar Kelapa Sawit”. Jakarta: PT AgroMedia Pustaka. Mazaheri, Hossein, Keat Teong Lee, Subhash Bhatia, Abdul Rahman Mohamed. 2010. “Subcritical Water Liquefaction of Palm Fruit Press Fiber for the Production of Bio-Oil : Effect of Catalysts”. Journal of Bioresource Technology, 101, 745-751. Mustapa, A.N., Z.a. Manan, C.Y. Mohd Azizi, W.B. Setianto, A.K. Mohd Omar. 2011. “Extraction of β-Caratenes from Palm Oil Mesocarp Using Sub-Critical R134a”. Journal of Food Chemistry, 125, 262-267. Naibaho, Dr. Ir. Ponten M. 1998. “Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit”. Medan : Pusat Penelitian Kelapa Sawit.

xiii

Sarip, Mohd Sharizan Md., Noor Azian Morad, Yoshiyuki Yamashita, Tomoya Tsuji, Mohd Azizi Che Yunus, Mustafa Kamal Abd Aziz, Hon Loong Lam. 2016. “Crude Palm Oil (CPO) Extraction Using Hot Compressed Water (HCW)” Journal of Separation and Purification Technology, 168, 103-112. Wright, Thom dan Arif Rahmanulloh. 2016. “Indonesia Oilseeds and Products Update July 2016”. Jakarta: Global Agricultural Information Network (USDA). Zullaikah, Siti, Cynthia Clarizka D., Dewi Fulanah, Lailatul Fitri, Yunila Refit W. 2015. “Subcritical Water Extration of Essential Oils from Indonesia Basil (Kemangi) Leaf: Effect of Temperature and Extratiion Time on Yield and Product Composition”. Journal of Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia, ISSN 1693-4393 Piorella P, Cardenas-Toro, Tania Foster Carneiro .2013.” Integrated Supercritical fluid and subcritical water hydrolysis for the recovery of bioactive compounds from pressed palm fiber” Hosein mazaheri, keat teong lee, subhash bhatia 2009 “ subcritical water liquifaction of palm fruit press fiber for the production of bio-oil” Miguel Herrero, Alejandro Cifuentes, elena Ibanez 2005 “ sub- and supercritical fluid extraction of fungtional ingredients from diffrent natural sources : plants, food-by-products, algae and microalgae a review”

xiv

DAFTAR NOTASI Notasi P T m V Flow C β-karoten C α-tokoferol λ ρ c c β-karoten c α-tokoferol k , a ,b

Keterangan Tekanan Temperatur Massa Volume Laju alir CO2 Konsentrasi β-karoten Konsentrasi α-tokoferol Panjang gelombang Densitas CO2 Solubilitas minyak Solubilitas karoten Solubilitas tokoferol Konstanta Chrastil

xv

Satuan MPa o C gram Liter ml/menit ppm ppm nm gr/ml gr/L mg/L mg/L


xvi

APPENDIKS 1. Perhitungan Konsentrasi α-Tokoferol dalam Ekstrak Concentation (mg/mL)

350 y = 136.6x

300 250 200 150 100 50 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

Absorbance

Gambar A.1 Kurva Kalibrasi Standard α-Tokoferol Berdasarkan kurva kalibrasi konsentrasi standard αtokoferol dengan menghubungkan plot antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standard α-tokoferol didapatkan persamaan regresi linier: y = 136,6x pada panjang gelombang 280 nm, dimana: y = konsentrasi larutan standard α-tokoferol (ppm) x = absorbansi Kemudian melakukan analisa absorbansi sampel ekstrak yang diperoleh dari proses ekstraksi dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan melakukan perhitungan kandungan α-tokoferol dalam ekstrak dan % recovery α-tokoferol. Contoh perhitungan : Menghitung kandungan α-tokoferol dalam ekstrak Hasil ekstrak sampel yang diperoleh pada suhu operasi 180oC dan tekanan 10 MPa, konsentrasi solve, diencerkan hingga 6 kali (0,5 mL ekstrak + 3 mL metanol), karena spektrofotometer

xvii

tidak dapat membaca sampel yang terlalu pekat. Sehingga didapatkan : 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) = 0,244 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 136,6 𝑥 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 136,6 𝑥 0,244 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 33,331 𝑝𝑝𝑚 Nilai diatas merupakan konsentrasi ekstrak yang telah diencerkan dengan metanol. Untuk mengetahui konsentrasi ekstrak digunakan rumus pengenceran : 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉0,5 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑥 (𝑉𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 + 𝑉0,5 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 ) 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 0,5 𝑚𝐿 = 33,331 𝑝𝑝𝑚 𝑥 (3 𝑚𝐿 + 0,5 𝑚𝐿) 33,33 𝑝𝑝𝑚 𝑥 3,5 𝑚𝐿 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = = 233,317 𝑝𝑝𝑚 0,5 𝑚𝐿

Kemudian menghitung massa α-tokoferol dalam ekstrak:  𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡 = 5 𝑔𝑟𝑎𝑚  𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ = 80 𝑚𝐿 = 0,08 𝐿  𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 233,317 𝑝𝑝𝑚 𝑥 0,08 𝐿 𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 18,665 𝑚𝑔  𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 ∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 =

𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡

18,665 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 ∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 5 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 ∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 3,733 ⁄𝑔𝑟 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 dengan cara perhitungan yang sama, lakukan untuk melakukan perhitungan sampel semi-batch mulai dari 0 menit hingga 180 menit. Menghitung kandungan α-tokoferol dalam ampas kelapa sawit Kandungan α-tokoferol dalam ampas kelapa sawit diperoleh dengan metode ekstraksi secara konvensional menggunakan sokhlet dengan pelarut n-heksan, waktu ekstraksi

xviii

selama 24 jam diasumsikan bahwa seluruh α-tokoferol telah terekstrak. Kemudian untuk menentukan kandungan tokoferol dalam ampas kelapa sawit, hasil ekstrak sokhlet dianalisa menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Massa ampas kelapa sawit yang digunakan untuk diekstrak sebanyak 10 gram dan volume metanol yang digunakan sebagai solvent sebanyak 250 mL. Dilakukan 100 kali pengenceran (0,1 mL ekstrak dalam 9,9 mL metanol) terhadap hasil ekstrak, sehingga didapatkan: 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) = 0,029 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 136,6 𝑥 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 136,6 𝑥 0,029 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 3,962 𝑝𝑝𝑚 Nilai diatas merupakan konsentrasi ekstrak yang telah diencerkan dengan metanol. Untuk mengetahui konsentrasi ekstrak digunakan rumus pengenceran : 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉0,1 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑥 (𝑉𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 + 𝑉0,1 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 )

𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 0,1 𝑚𝐿 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘

= 3,962 𝑝𝑝𝑚 𝑥 (9,9 𝑚𝐿 + 0,1 𝑚𝐿) 3,962 𝑝𝑝𝑚 𝑥 10 𝑚𝐿 = = 396,2 𝑝𝑝𝑚 0,1 𝑚𝐿

Kemudian menghitung massa α-tokoferol dalam ekstrak:  𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡 = 10 𝑔𝑟𝑎𝑚  𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ = 240 𝑚𝐿 = 0,240 𝐿  𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 396,2 𝑝𝑝𝑚 𝑥 0,240 𝐿 𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 95,088 𝑚𝑔  𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 ∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 =

95,088 𝑚𝑔 10 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑔 = 9,509 ⁄𝑔𝑟 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 ∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 ∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠

xix

𝑚∝−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘

𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡

Menghitung % recovery α-tokoferol % 𝒓𝒆𝒄 𝜶−𝒕𝒐𝒌𝒐𝒇𝒆𝒓𝒐𝒍 =

𝒌𝒂𝒏𝒅𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝜶 − 𝒕𝒐𝒌𝒐𝒇𝒆𝒓𝒐𝒍 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒆𝒌𝒔𝒕𝒓𝒂𝒌𝒔𝒊 𝒙 𝟏𝟎𝟎% 𝒌𝒂𝒏𝒅𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝜶 − 𝒕𝒐𝒌𝒐𝒇𝒆𝒓𝒐𝒍 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒆𝒌𝒔𝒕𝒓𝒂𝒌𝒔𝒊 𝒔𝒐𝒌𝒉𝒍𝒆𝒕

Pada ekstrak sampel yang diperoleh pada suhu operasi 180oC dan tekanan 10 MPa. Kandungan α-tokoferol sebesar 3,733 mg/g ampas kelapa sawit. Sehingga didapatkan % recovery αtokoferol sebesar: % 𝑟𝑒𝑐 𝛼−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 =

𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛼 − 𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑥 100% 𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛼 − 𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑠𝑜𝑘ℎ𝑙𝑒𝑡

% 𝑟𝑒𝑐 𝛼−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙 % 𝑟𝑒𝑐 𝛼−𝑡𝑜𝑘𝑜𝑓𝑒𝑟𝑜𝑙

𝑚𝑔 ⁄𝑔 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 𝑥 100% 𝑚𝑔 9,509 ⁄𝑔 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 39,258 % 3,733

2. Perhitungan Konsentrasi Asam Palmitate dalam Ekstrak 1.6 y = 1.4123x

Concentration (mg/mL)

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Absorbance

Gambar A.2 Kurva Kalibrasi Standard Asam Palmitate Berdasarkan kurva kalibrasi konsentrasi standard asam palmitate dengan menghubungkan plot antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standard asam palmitate didapatkan persamaan

xx

regresi linier: y = 1,4123x pada panjang gelombang 290 nm, dimana: y = konsentrasi larutan standard asam palmitate (ppm) x = absorbansi Kemudian melakukan analisa absorbansi sampel ekstrak yang diperoleh dari proses ekstraksi dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan melakukan perhitungan kandungan asam palmitate dalam ekstrak dan % recovery asam palmitate. Contoh perhitungan: Menghitung kandungan asam palmitate dalam ekstrak Hasil ekstrak sampel yang diperoleh pada suhu operasi o 180 C dan tekanan 10 MPa, konsentrasi solve, diencerkan hingga 9 kali (4,5 mL ekstrak + 5 mL metanol), karena spektrofotometer tidak dapat membaca sampel yang terlalu pekat. Sehingga didapatkan: 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) = 1,889 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 1,4123 𝑥 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 1,4123 𝑥 1,889 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 2,668 𝑝𝑝𝑚 Nilai diatas merupakan konsentrasi ekstrak yang telah diencerkan dengan metanol. Untuk mengetahui konsentrasi ekstrak digunakan rumus pengenceran: 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉0,5 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑥 (𝑉𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 + 𝑉0,5 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 )



Kemudian menghitung massa asam palmitate dalam ekstrak:  𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡 = 5 𝑔𝑟𝑎𝑚  𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ = 30 𝑚𝐿 = 0,03 𝐿  𝑚𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑚𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 26,68 𝑝𝑝𝑚 𝑥 0,03 𝐿

xxi

𝑚𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 0,801 𝑚𝑔 𝑚𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘  𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 𝑚 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑠.𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡

0,801 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 5 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 0,1602 ⁄𝑔𝑟 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 dengan cara perhitungan yang sama, lakukan untuk melakukan perhitungan sampel semi-batch mulai dari 0 menit hingga 180 menit. Menghitung kandungan asam palmitate dalam ampas kelapa sawit Kandungan asam palmitate dalam ampas kelapa sawit diperoleh dengan metode ekstraksi secara konvensional menggunakan sokhlet dengan pelarut n-heksan, waktu ekstraksi selama 24 jam diasumsikan bahwa seluruh asam palmitat telah terekstrak. Kemudian untuk menentukan kandungan asam palmitate dalam ampas kelapa sawit, hasil ekstrak sokhlet dianalisa menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Massa ampas kelapa sawit yang digunakan untuk diekstrak sebanyak 10 gram dan volume metanol yang digunakan sebagai solvent sebanyak 250 mL. Dilakukan 100 kali pengenceran (0,1 mL ekstrak dalam 6,9 mL metanol) terhadap hasil ekstrak, sehingga didapatkan : 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) = 2,14 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 1,4123 𝑥 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 1,4123 𝑥 2,14 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 3,022 𝑝𝑝𝑚 Nilai diatas merupakan konsentrasi ekstrak yang telah diencerkan dengan metanol. Untuk mengetahui konsentrasi ekstrak digunakan rumus pengenceran: 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉0,1 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑥 (𝑉𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 + 𝑉0,1 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 )

𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 0,1 𝑚𝐿

= 3,022 𝑝𝑝𝑚 𝑥 (6,9 𝑚𝐿 + 0,1 𝑚𝐿)

xxii

𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘

=

3,022 𝑝𝑝𝑚 𝑥 7 𝑚𝐿 = 211,54 𝑝𝑝𝑚 0,1 𝑚𝐿

Kemudian menghitung massa asam palmiate dalam ekstrak:  𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡 = 10 𝑔𝑟𝑎𝑚  𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ = 240 𝑚𝐿 = 0,240 𝐿  𝑚𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑚𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 211,54 𝑝𝑝𝑚 𝑥 0,240 𝐿 𝑚𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 50,7696 𝑚𝑔 𝑚  𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 𝑚𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠

50,7696 𝑚𝑔 = 10 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑔 = 5,077 ⁄𝑔𝑟 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠

Menghitung % recovery asam palmitate % 𝒓𝒆𝒄 𝒂𝒔.𝒑𝒂𝒍𝒎𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆 =

𝒌𝒂𝒏𝒅𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒂𝒔. 𝒑𝒂𝒍𝒎𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒆𝒌𝒔𝒕𝒓𝒂𝒌𝒔𝒊 𝒙 𝟏𝟎𝟎% 𝒌𝒂𝒏𝒅𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒂𝒔. 𝒑𝒂𝒍𝒎𝒊𝒕𝒂𝒕𝒆 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒆𝒌𝒔𝒕𝒓𝒂𝒌𝒔𝒊 𝒔𝒐𝒌𝒉𝒍𝒆𝒕

Pada ekstrak sampel yang diperoleh pada suhu operasi 180oC dan tekanan 10 MPa. Kandungan asam palmitate sebesar 0,1602 mg/g ampas kelapa sawit. Sehingga didapatkan % recovery asam palmitate sebesar : % 𝑟𝑒𝑐 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 =

𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠. 𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑥 100% 𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑎𝑠. 𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑠𝑜𝑘ℎ𝑙𝑒𝑡

% 𝑟𝑒𝑐 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 % 𝑟𝑒𝑐 𝑎𝑠.𝑝𝑎𝑙𝑚𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒

𝑚𝑔 ⁄𝑔 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 𝑥 100% 𝑚𝑔 5,077 ⁄𝑔 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 3,156 % 0,1602

xxiii

3. Perhitungan Konsentrasi β-Karoten dalam Ekstrak

Concentation (mg/mL)

0.6 0.5

y = 0.071x

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

2

4

Absorbance

6

8

Gambar A.3 Kurva Kalibrasi Standard β-Karoten Berdasarkan kurva kalibrasi konsentrasi standard βkaroten dengan menghubungkan plot antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standard β-karoten didapatkan persamaan regresi linier: y = 0,071x pada panjang gelombang 480 nm, dimana: y = konsentrasi larutan standard β-karoten (ppm) x = absorbansi Kemudian melakukan analisa absorbansi sampel ekstrak yang diperoleh dari proses ekstraksi dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan melakukan perhitungan kandungan β-karoten dalam ekstrak dan % recovery β-karoten. Contoh perhitungan: Menghitung kandungan β-karoten dalam ekstrak Hasil ekstrak sampel yang diperoleh pada suhu operasi 180oC dan tekanan 10 MPa, konsentrasi solve, diencerkan hingga 6 kali (0,5 mL ekstrak + 3 mL metanol), karena spektrofotometer tidak dapat membaca sampel yang terlalu pekat. Sehingga didapatkan:

xxiv

𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) = 0,1415 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,071 𝑥 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,071 𝑥 0,1415 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,011 𝑝𝑝𝑚 Nilai diatas merupakan konsentrasi ekstrak yang telah diencerkan dengan metanol. Untuk mengetahui konsentrasi ekstrak digunakan rumus pengenceran: 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉0,5 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑥 (𝑉𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 + 𝑉0,5 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 )



Kemudian menghitung massa β-karoten dalam ekstrak:  𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡 = 5 𝑔𝑟𝑎𝑚  𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ = 30 𝑚𝐿 = 0,03 𝐿  𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 0,066 𝑝𝑝𝑚 𝑥 0,03 𝐿 𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 0,00198 𝑚𝑔  𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 =

𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡

0,00198 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 5 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 0,000396 ⁄𝑔𝑟 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 dengan cara perhitungan yang sama, lakukan untuk melakukan perhitungan sampel semi-batch mulai dari 0 menit hingga 180 menit. Menghitung kandungan β-karoten dalam ampas kelapa sawit Kandungan β-karoten dalam ampas kelapa sawit diperoleh dengan metode ekstraksi secara konvensional menggunakan sokhlet dengan pelarut n-heksan, dengan ekstraksi selama 24 jam diasumsikan bahwa seluruh β-karoten telah terekstrak. Kemudian untuk menentukan kandungan β-karoten dalam ampas kelapa

xxv

sawit, hasil ekstrak sokhlet dianalisa menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Massa ampas kelapa sawit yang digunakan untuk diekstrak sebanyak 10 gram dan volume metanol yang digunakan sebagai solvent sebanyak 250 mL. Dilakukan 100 kali pengenceran (0,1 mL ekstrak dalam 9,9 mL metanol) terhadap hasil ekstrak, sehingga didapatkan: 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) = 0,88 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,071 𝑥 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 (𝑥) 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,071 𝑥 0,88 𝐶𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,063 𝑝𝑝𝑚 Nilai diatas merupakan konsentrasi ekstrak yang telah diencerkan dengan metanol. Untuk mengetahui konsentrasi ekstrak digunakan rumus pengenceran: 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉0,1 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑥 (𝑉𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 + 𝑉0,1 𝑚𝐿 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 )



Kemudian menghitung massa β-karoten dalam ekstrak:  𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡 = 10 𝑔𝑟𝑎𝑚  𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ = 240 𝑚𝐿 = 0,240 𝐿  𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 𝐶𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑥 𝑉𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑦𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 6,3 𝑝𝑝𝑚 𝑥 0,240 𝐿 𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 = 1,512𝑚𝑔  𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 =

𝑚𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘 𝑚𝑎𝑤𝑎𝑙 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑤𝑖𝑡

1,512 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 10 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑔 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 𝑑𝑙𝑚 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 0,151 ⁄𝑔𝑟 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠

xxvi

Menghitung % recovery β-karoten % 𝒓𝒆𝒄 𝜷−𝒌𝒂𝒓𝒐𝒕𝒆𝒏 =

𝒌𝒂𝒏𝒅𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝜷 − 𝒌𝒂𝒓𝒐𝒕𝒆𝒏 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒆𝒌𝒔𝒕𝒓𝒂𝒌𝒔𝒊 𝒙 𝟏𝟎𝟎% 𝒌𝒂𝒏𝒅𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝜷 − 𝒌𝒂𝒓𝒐𝒕𝒆𝒏 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒆𝒌𝒔𝒕𝒓𝒂𝒌𝒔𝒊 𝒔𝒐𝒌𝒉𝒍𝒆𝒕

Pada ekstrak sampel yang diperoleh pada suhu operasi 180oC dan tekanan 10 MPa. Kandungan β-karoten sebesar 0,000396 mg/g ampas kelapa sawit. Sehingga didapatkan % recovery β-karoten sebesar: % 𝑟𝑒𝑐 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 =

𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽 − 𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑥 100% 𝑘𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝛽 − 𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑠𝑜𝑘ℎ𝑙𝑒𝑡

𝑚𝑔 0,000396 ⁄𝑔 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 𝑥 100% 𝑚𝑔 0,151 ⁄𝑔 𝑎𝑚𝑝𝑎𝑠 = 0,00261 %

% 𝑟𝑒𝑐 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛 = % 𝑟𝑒𝑐 𝛽−𝑘𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛

Berikut tabel hasil perhitungan dari setiap variabel tekanan (P = 3, 5, 7, dan 10 MPa) dengan suhu operasi (T = 120, 140, 160, dan 180°C) : Tabel A.1 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 120°C dengan P = 3 MPa Cdlm Yield tektraksi Cekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec ekstrak (menit) (ppm) (mg) (ppm) sampel) 0 0 0 0 0 0 30 382,597 765,194 45,912 9,182 0,992 α60 187,874 375,748 22,545 13,691 2,470 Tokoferol 90 142,815 285,631 17,138 17,119 4,319 120 119,662 239,323 14,359 19,991 6,477 0 0 0 0 0 0 30 2,711 5,421 0,325 0,065 0,007 Asam 60 1,607 3,214 0,193 0,104 0,018 Palmitat 90 1,221 2,443 0,147 0,133 0,033 120 1,011 2,021 0,121 0,157 0,050

xxvii

βKaroten

0 30 60 90 120

0 0,0092 0,0046 0,0032 0,0025

0 0,0185 0,0092 0,0064 0,0050

0 0,0011 0,0006 0,0004 0,0003

0 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005

0 0,00002 0,0001 0,0001 0,0002

Tabel A.2 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 120°C dengan P = 5 MPa Cdlm Yield tektraksi Cekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec ekstrak (menit) (ppm) (mg) (ppm) sampel) 0 0 0 0 0 0 30 389,593 779,186 4,987 0,997 10,339 α60 140,220 280,440 1,795 1,356 24,400 Tokoferol 90 208,354 416,708 0,267 1,410 39,013 120 153,763 307,526 0,197 1,449 54,034 0 0 0 0 0 0 30 2,358 4,715 0,377 0,075 0,782 Asam 60 1,161 2,322 0,371 0,150 2,334 Palmitat 90 1,290 2,579 0,413 0,232 4,742 120 1,747 3,494 0,559 0,344 8,309 0 0 0 0 0 0 30 0,0090 0,0209 0,0033 0,0007 0,0069 β60 0,0016 0,0036 0,0006 0,0008 0,0151 Karoten 90 0,0015 0,0035 0,0006 0,0009 0,0244 120 0,0026 0,0060 0,0010 0,0011 0,0357

xxviii

Tabel A.3 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 120°C dengan P = 7 MPa Cdlm Yield tektraksi Cekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec ekstrak (menit) (ppm) (mg) (ppm) sampel) 0 0 0 0 0 0 30 390,286 910,667 54,640 10,928 1,180 α60 340,163 793,714 47,623 20,453 3,389 Tokoferol 90 360,926 842,162 50,530 30,559 6,688 120 262,135 611,649 36,699 37,898 10,781 0 0 0 0 0 0 30 2,043 4,767 0,286 0,057 0,006 Asam 60 2,627 6,130 0,368 0,131 0,020 Palmitat 90 3,023 7,053 0,423 0,215 0,044 120 2,155 5,029 0,302 0,276 0,073 0 0 0 0 0 0 30 0,0064 0,015 0,0149 0,0002 0,00002 β60 0,0117 0,027 0,0273 0,0005 0,0001 Karoten 90 0,0134 0,031 0,0313 0,0009 0,0002 120 0,0089 0,021 0,0209 0,0011 0,0003 Tabel A.4 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 140°C dengan P = 3 MPa Cdlm Yield tektraksi Cekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec ekstrak (menit) (ppm) (mg) (ppm) sampel) 0 0,014 0,085 0,007 0,001 0,014 30 392,413 915,630 53,029 10,606 1,145 α60 249,168 581,392 40,098 18,625 3,157 Tokoferol 90 272,819 636,579 41,844 26,994 6,071 120 234,376 546,878 33,498 33,694 9,710 0 0,010 0,078 0,005 0,0009 0,012 Asam Palmitat 30 2,705 6,311 0,366 0,073 0,008

xxix

βKaroten

60 90 120 0 30 60 90 120

2,123 2,241 1,865 0,008 0,0096 0,0056 0,0022 0,0034

4,955 5,229 4,353 0,075 0,0224 0,0132 0,0051 0,0078

0,342 0,345 0,268 0,003 0,0014 0,0010 0,0004 0,0006

0,142 0,210 0,264 0,0005 0,0003 0,0005 0,0006 0,0007

0,023 0,046 0,074 0,009 0,00003 0,00008 0,00014 0,00021

Tabel A.5 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 140°C dengan P = 5 MPa Cdlm Yield tektraksi Cekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec ekstrak (menit) (ppm) (mg) (ppm) sampel) 0 0,0017 0,0043 0,00056 0,00009 0,0018 30 385,056 2952,095 196,783 39,357 4,250 α60 285,611 856,833 55,940 50,545 9,708 Tokoferol 90 265,024 530,047 32,982 57,141 15,878 120 197,504 395,008 24,602 62,061 22,580 0 0,0015 0,0039 0,00046 0,00007 0,0012 30 2,323 17,812 1,205 0,241 0,026 Asam 60 2,298 6,893 0,451 0,331 0,062 Palmitat 90 2,130 4,260 0,265 0,384 0,103 120 1,570 3,139 0,196 0,423 0,149 0 0,0011 0,0027 0,00034 0,00005 0,0009 30 0,0025 0,0191 0,0013 0,0003 0,00003 β60 0,0039 0,0117 0,0008 0,0004 0,0001 Karoten 90 0,0024 0,0047 0,0003 0,0005 0,0001 120 0,0006 0,0011 0,0001 0,0005 0,0002

xxx

Tabel A.6 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 140°C dengan P = 7 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,008 0,026 0,0017 0,00034 0,0038 30 368,635 4.792,250 247,534 49,507 5,346 α60 278,283 1.391,417 72,691 64,045 12,262 Tokoferol 90 371,835 743,670 44,056 72,856 20,129 120 246,787 493,575 31,632 79,183 28,680 0 0,006 0,023 0,0014 0,00029 0,0036 30 2,284 29,695 1,529 0,306 0,033 Asam 60 2,238 11,188 0,586 0,423 0,079 Palmitat 90 3,096 6,191 0,367 0,496 0,132 120 2,011 4,022 0,259 0,548 0,191 0 0,003 0,016 0,001 0,00025 0,003 30 0,0074 0,0964 0,0046 0,0009 0,0001 β60 0,0083 0,0415 0,0021 0,0013 0,0002 Karoten 90 0,0099 0,0199 0,0012 0,0016 0,0004 120 0,0037 0,0073 0,0005 0,0017 0,0006 Tabel A.7 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 160°C dengan P = 3 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,0039 0,038 0,0022 0,00042 0,0037 30 360,770 2525,393 161,029 32,206 3,478 α60 318,258 954,775 63,430 44,892 8,325 Tokoferol 90 369,269 738,538 49,350 54,762 14,239 120 406,414 948,300 64,426 67,647 21,544 0 0,0037 0,029 0,0021 0,00039 0,0032 Asam Palmitat 30 2,584 18,088 1,162 0,232 0,025

xxxi

βKaroten

60 90 120 0 30 60 90 120

2,658 3,020 3,379 0,003 0,0054 0,0056 0,0030 0,0051

7,974 6,040 7,883 0,019 0,0378 0,0168 0,0061 0,0119

0,526 0,410 0,535 0,002 0,0024 0,0012 0,0006 0,0008

0,337 0,419 0,526 0,00031 0,0005 0,0007 0,0008 0,0010

0,062 0,107 0,164 0,003 0,0001 0,0001 0,0002 0,0003

Tabel A.8 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 160°C dengan P = 5 MPa Cdlm Yield tektraksi Cekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec ekstrak (menit) (ppm) (mg) (ppm) sampel) 0 0,0051 0,029 0,0037 0,00043 0,0051 30 395,037 5925,562 262,407 52,481 5,667 α60 262,984 1314,921 88,518 70,185 13,246 Tokoferol 90 332,387 2326,708 133,773 96,940 23,714 120 286,216 572,432 202,409 137,422 38,554 0 0,0046 0,027 0,0033 0,00041 0,0048 30 2,398 18,381 1,715 0,343 0,037 Asam 60 2,097 10,486 0,706 0,484 0,089 Palmitat 90 2,589 18,124 1,106 0,705 0,165 120 2,857 5,714 1,711 1,048 0,279 0 0,004 0,021 0,002 0,00034 0,004 30 0,008 0,061 0,0058 0,0012 0,0001 β60 0,005 0,026 0,0018 0,0015 0,0003 Karoten 90 0,008 0,054 0,0043 0,0024 0,0005 120 0,007 0,014 0,0041 0,0032 0,0009

xxxii

Tabel A.9 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 160°C dengan P = 7 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,0051 0,032 0,003 0,00049 0,0047 30 355,775 2609,014 127,040 25,408 2,744 α60 408,980 2453,882 134,637 52,335 8,395 Tokoferol 90 378,567 2145,215 132,143 78,764 16,900 120 368,713 2826,797 197,909 118,346 29,680 0 0,0047 0,029 0,0027 0,00042 0,0041 30 2,113 15,497 0,760 0,152 0,016 Asam 60 2,992 17,951 0,978 0,347 0,054 Palmitat 90 3,050 17,283 1,067 0,561 0,114 120 3,190 24,457 1,710 0,903 0,212 0 0,004 0,025 0,002 0,00040 0,004 30 0,005 0,035 0,0016 0,0003 0,00003 β60 0,007 0,045 0,0025 0,0008 0,0001 Karoten 90 0,006 0,035 0,0021 0,0013 0,0003 120 0,006 0,047 0,0033 0,0019 0,0005 Tabel A.10 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 180°C dengan P = 3 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,0061 0,032 0,003 0,00052 0,0057 30 387,690 1938,452 134,323 26,865 2,901 α60 408,300 5307,904 341,675 95,200 13,181 Tokoferol 90 369,337 6032,506 435,342 182,268 32,863 120 384,831 2950,375 198,596 221,987 56,835 0 0,0058 0,03 0,0028 0,00049 0,0052 Asam Palmitat 30 3,551 17,753 1,099 0,220 0,024

xxxiii

βKaroten

60 90 120 0 30 60 90 120

2,820 2,808 2,721 0,005 0,0186 0,0200 0,0241 0,0043

36,658 45,862 20,862 0,029 0,0928 0,2604 0,3935 0,0332

2,275 3,384 1,031 0,002 0,0055 0,0144 0,0330 0,0021

0,675 1,352 1,558 0,00047 0,0011 0,0040 0,0106 0,0110

0,097 0,243 0,411 0,005 0,0001 0,0005 0,0017 0,0029

Tabel A.11 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 180°C dengan P = 5 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,00578 0,03321 0,00218 0,00042 0,00412 30 372,245 4839,182 332,059 66,412 7,171 α60 368,908 7009,248 355,179 137,448 22,014 Tokoferol 90 324,191 4214,481 320,021 201,452 43,768 120 357,307 6074,212 349,186 271,289 73,063 0 0,005019 0,03012 0,00189 0,00038 0,00367 30 2,498 42,474 2,262 0,452 0,049 Asam 60 3,058 39,750 2,999 1,052 0,162 Palmitat 90 3,040 51,678 2,564 1,565 0,331 120 2,361 40,143 2,510 2,067 0,555 0 0,00426 0,02129 0,00170 0,00034 0,00353 30 0,006 0,075 0,0054 0,0011 0,0001 β60 0,010 0,196 0,0104 0,0032 0,0005 Karoten 90 0,021 0,275 0,0204 0,0072 0,0012 120 0,005 0,084 0,0057 0,0084 0,0021

xxxiv

Tabel A.12 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 180°C dengan P = 7 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,0061 0,039 0,0028 0,00056 0,0059 30 332,328 3655,611 167,610 33,522 3,620 α60 337,636 2025,817 124,776 58,477 9,935 Tokoferol 90 339,519 2602,981 187,032 95,884 20,289 120 395,769 3034,231 200,616 136,007 34,975 0 0,0059 0,032 0,0024 0,00051 0,0052 30 2,144 23,580 1,101 0,220 0,024 Asam 60 2,700 16,199 0,999 0,420 0,069 Palmitat 90 2,811 21,550 1,594 0,739 0,149 120 3,200 24,535 1,614 1,062 0,264 0 0,005 0,030 0,002 0,00048 0,005 30 0,014 0,083 0,0058 0,0012 0,0001 β60 0,008 0,047 0,0025 0,0017 0,0003 Karoten 90 0,027 0,275 0,0122 0,0041 0,0007 120 0,016 0,159 0,0087 0,0058 0,0014 Tabel A.13 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 120°C dengan P = 10 MPa Cdlm Yield tektraksi Cekstrak mekstrak % Senyawa (mg/g ekstrak (menit) (ppm) (mg) Rec (ppm) sampel) 0 0,0091 0,055 0,0051 0,002 0,0089 30 347,062 2429,431 142,411 28,482 3,076 α60 229,625 1377,748 92,164 46,915 8,142 Tokoferol 90 178,858 715,433 47,031 56,321 14,224 120 172,145 688,581 39,301 64,181 21,154 0 0,0087 0,051 0,0048 0,0017 0,0084 Asam Palmitat 30 2,259 15,814 0,931 0,186 0,020

xxxv

βKaroten

60 90 120 0 30 60 90 120

1,811 1,509 1,441 0,008 0,0067 0,0061 0,0053 0,0050

10,865 6,035 5,764 0,048 0,0468 0,0365 0,0210 0,0199

0,728 0,397 0,329 0,004 0,0028 0,0024 0,0014 0,0011

0,332 0,411 0,477 0,001 0,0006 0,0010 0,0013 0,0015

0,056 0,100 0,152 0,008 0,0001 0,0002 0,0003 0,0005

Tabel A.14 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 140°C dengan P = 10 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,015 0,066 0,0051 0,0018 0,016 30 395,885 5146,501 271,287 54,257 5,859 α60 320,717 1603,586 80,976 70,453 13,467 Tokoferol 90 274,478 548,956 34,424 77,338 21,818 120 248,778 497,556 30,645 83,467 30,831 0 0,011 0,059 0,0048 0,0015 0,012 30 2,367 30,769 1,627 0,325 0,035 Asam 60 2,480 12,402 0,628 0,451 0,084 Palmitat 90 2,247 4,493 0,282 0,507 0,139 120 2,061 4,123 0,254 0,558 0,199 0 0,009 0,054 0,004 0,001 0,009 30 0,0057 0,0736 0,0039 0,0008 0,0001 β60 0,0068 0,0341 0,0017 0,0011 0,0002 Karoten 90 0,0041 0,0081 0,0005 0,0012 0,0003 120 0,0029 0,0058 0,0004 0,0013 0,0005

xxxvi

Tabel A.15 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 160°C dengan P = 10 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,0056 0,031 0,003 0,00042 0,0051 30 314,424 3458,663 213,831 42,766 4,618 α60 349,315 3143,839 200,825 82,931 13,573 Tokoferol 90 332,358 2991,218 190,888 121,109 26,651 120 397,682 3579,135 213,768 163,862 44,346 0 0,0048 0,029 0,0024 0,00041 0,0047 30 1,894 20,839 1,291 0,258 0,028 Asam 60 2,457 22,115 1,427 0,544 0,087 Palmitat 90 2,556 23,005 1,476 0,839 0,177 120 3,309 29,783 1,780 1,195 0,306 0 0,004 0,024 0,002 0,00038 0,004 30 0,008 0,083 0,0051 0,0010 0,0001 β60 0,009 0,082 0,0057 0,0021 0,0003 Karoten 90 0,008 0,069 0,0047 0,0031 0,0007 120 0,010 0,092 0,0058 0,0042 0,0011 Tabel A.16 Hasil Perhitungan pada Kondisi Operasi T = 180°C dengan P = 10 MPa Yield tektraksi Cekstrak Cdlm ekstrak mekstrak Senyawa (mg/g % Rec (menit) (ppm) (ppm) (mg) sampel) 0 0,0089 0,051 0,0048 0,0022 0,0084 30 399,165 4390,812 265,223 53,045 5,728 α60 308,706 3395,769 219,189 96,882 16,190 Tokoferol 90 368,527 6264,964 394,683 175,819 35,176 120 384,558 6537,491 433,909 262,601 63,533 0 0,0081 0,049 0,0041 0,0019 0,0079 Asam Palmitat 30 2,661 29,270 1,775 0,355 0,038

xxxvii

βKaroten

60 90 120 0 30 60 90 120

2,453 2,961 3,305 0,007 0,007 0,008 0,027 0,028

26,984 50,335 56,183 0,043 0,080 0,090 0,451 0,592

1,756 3,266 3,861 0,003 0,0046 0,0050 0,0245 0,0046

0,706 1,359 2,131 0,001 0,0009 0,0019 0,0068 0,0009

0,115 0,261 0,492 0,007 0,0001 0,0003 0,0010 0,0001

Tabel A.17 Analisa GCMS pada Suhu 120°C dengan Tekanan 5 MPa Persentase No. Menit Nama Sinononim (%) Bagian Atas 1. 1 0,129 Pyridine-33-Pyridylcarbonitrile; carbonitrile, Pyridine-3-carbonitrile; 2-amino-4-(4- Nicotinonitrile; 3methoxyphen Cyanopyridine; Nicotinic yl)-5-methyl- acid nitrile; 36-propylPyridinenitrile; 3Azabenzonitrile; 3Cyjanopirydyna; Nitryl kwasu nikotynowego; 3Pyridyl cyanide; NSC 17558 2. 2 0,0168 Decane, n-Decane; n-C10H22 3,3,4,4,7,7,8, 8-octafluoro3. 3 0,0417 2-Amino-4(4-fluorophenyl)-6methyl5,6,7,8-

xxxviii

4.

4

0,0245

5.

6

0,0244

6.

7

0,0107

7.

11

0,0120

8.

12

0,0118

9.

21

0,0203

10.

22

0,0035

3-Amino-2phenazinol ditms 2,6-Dimethyl5methylphenyl aminopyridin -3,41,2Benzisothiazo l-3-amine tbdms 1,2Benzisothiazo l-3-amine tms Acetamide, 2chloro-N-(3cyano-4,6dihydro4,4,6,6tetramethylthi eno[2,3c]furan-2-yl)Anthracene, 9-ethyl-9,10dihydro-10-tbutyl-

1,2Benzisothiazo l-3-amine tbdms

xxxix

Acetic acid amide; Ethanamide; Methanecarboxamide; CH3CONH2; NCI-C02108; Amid kyseliny octove

Anthracin; Green Oil; Paranaphthalene; Tetra Olive N2G; Anthracene oil; p-Naphthalene; Anthracen; Coal tar pitch volatiles:anthracene; Sterilite hop defoliant

11.

25

0,023

1,4Benzenediol, 2,5-bis(1,1dimethylethyl )-

xl

1,4-Benzenediol; Quinol; 1,4-Benzenediol (hydroquinone); pBenzenediol; pDihydroxybenzene; pDioxybenzene; pHydroquinone; pHydroxyphenol; Arctuvin; Benzohydroquinone; .Benzoquinol; Diak 5; Eldopaque; Eldoquin; Hidroquinone; Hydroquinol; HE 5; Phiaquin; Tecquinol; Tenox HQ; 1,4Dihydroxybenzene; 4Hydroxyphenol; pDioxobenzene; Hydrochinone; Benzene, pdihydroxy-; Black and White Bleaching Cream; Derma-Blanch; Hydrochinon; Hydroquinole; Idrochinone; NCI-C55834; Tequinol; USAF EK-356; 1,4Dihydroxy-benzeen; 1,4Dihydroxy-benzol; 1,4Dihydroxybenzen; 1,4Diidrobenzene; UN 2662; Dihydroquinone; Aida; Eldopacque; Eldopaque forte; Eldoquin forte; Solaquin forte; p-

Dihydroquinone; Black & White Bleaching Cream 12.

26

0,0082

Bagian Bawah 1. 1 0,081

2.

2

0,023

3.

3

0,056

4.

4

0,045

5.

6

0,055

1,2Benzisothiazo l-3-amine tbdms Cyclohexane1,3-dione, 2allylaminome thylene-5,5dimethyl2-Amino-4hydroxy-6,8dimethyl7(8H)pteridinone 5HNaphtho[2,3c]carbazole, 5-methyl5-Amino-2(4chlorophenyl) -7-methyl-6indolizinecar bonitrile Benzenamine, N-(4chlorobenzyli dene)-4-iodo-

xli

Dihydroresorcinol; Cyclohexane-1,3-dione; Hydroresorcinol; Resorcinol, dihydro-; 1,3Benzenediol, dihydro-; 1,3Cyclohexandione

Naphtho[2,3-c]carbazole

Phenylamine; Aminobenzene; Benzeneamine; Benzenamine; Aminophen; Anyvim; Benzene, amino-; Blue Oil; C.I. 76000; Aniline Oil; Aniline

reagent; Anilin; Anilina; Benzidam; C.I. Oxidation base 1; Cyanol; Huile D'aniline; Krystallin; Kyanol; NCI-C03736; Rcra waste number U012; UN 1547 6.

7

0,05

7.

11

0,073

8.

12

0,08

5-Amino-7(4-methoxyphenyl)-2phenylpyrazolo[1,5a]pyrimidine6-carbonitrile 9Octadecenam ide, (Z)-

Propanoic acid, 2-[(5,7dimethyl[1,2, 4]triazolo[1,5 -a]pyrimidin2-yl)thio]-, ethyl ester

xlii

9-Octadecenamide, (Z)-; Oleic acid amide; Oleamide; Oleyl amide; Adogen 73; Slip-eze; Armoslip CP; Crodamide O; Crodamide OR; Amide O; Diamide O 200; Diamid O 200; Armid O; cis-9,10Octadecenoamide; Kemamide O; Petrac SlipEze; Unislip 1759; 9Octadecenamide, cis-; 9Octadecenamide, (9Z)-

9.

16

0,109

10.

17

0,075

11.

21

0,076

12.

22

0,042

13.

25

0,073

14.

26

0,065

Benzenamine, Benzenamine, 4-bromo-24-bromo-2chloro-; 4-Bromo-2chlorochloroaniline; 4-Bromo-2chlorobenzenamine; 2Chloro-4-bromoaniline 41,2,3,6Cyclohexene- Tetrahydrophthalimide; 1H1,2Isoindole-1,3(2H)-dione, dicarboximid 3a,4,7,7a-tetrahydro-; δ4e, N-butyl-, Tetrahydrophthalimide; cisIsoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011 1,2Benzisothiazo l-3-amine tbdms Benzo[h]quin oline, 2,4dimethyl41,2,3,6Cyclohexene- Tetrahydrophthalimide; 1H1,2Isoindole-1,3(2H)-dione, dicarboximid 3a,4,7,7a-tetrahydro-; δ4e, N-butyl-, Tetrahydrophthalimide; cisIsoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011 1,2Benzisothiazo

xliii

15.

29

0,024

16.

30

0,046

l-3-amine tbdms Cyclobarbital

4Cyclohexene1,2-

xliv

Cyclobarbitone; 2,4,6(1H,3H,5H)Pyrimidinetrione, 5-(1cyclohexen-1-yl)-5-ethyl-; Barbituric acid, 5-(1cyclohexen-1-yl)-5-ethyl-; Adorm; Amnosed; Cavonyl; Cyclobarbitol; Cyclodorm; Cyclohexal; Ethylhexabital; Fanodorm; Fanodormo; Hexemal; Hypnoval; Irifan; Namuron; Palinum; Phanodorm; Phanodorn; Philodorm; Praelumin; Pralumin; ProSonil; Sonaform; Tetrahydrophenobarbital; 5(1-Cyclohexen-1-yl)-5ethylbarbituric acid; 5-(1Cyclohexenyl)-5ethylbarbituric acid; Cyclobarbiton; Cyclohexenyl-ethyl barbituric acid; 5-(1Cyclohexen-1-yl)-5-ethyl2,4,6(1H,3H,5H)pyrimidinetrione; Cyklodorm; 5-Ethyl-5cyclohexenylbarbituric acid; Sonoform 1,2,3,6Tetrahydrophthalimide; 1HIsoindole-1,3(2H)-dione,

dicarboximid e, N-butyl-, cis-

17.

32

0,077

4Cyclohexene1,2dicarboximid e, N-butyl-, cis-

18.

33

0,036

19.

39

0,03

3Benzo[g]quin oxalin-2-ylpropionic acid 4Cyclohexene1,2dicarboximid e, N-butyl-, cis-

20.

40

0,075

4Cyclohexene1,2-

xlv

3a,4,7,7a-tetrahydro-; δ4Tetrahydrophthalimide; Isoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011 1,2,3,6Tetrahydrophthalimide; 1HIsoindole-1,3(2H)-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; δ4Tetrahydrophthalimide; Isoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011

1,2,3,6Tetrahydrophthalimide; 1HIsoindole-1,3(2H)-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; δ4Tetrahydrophthalimide; Isoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011 1,2,3,6Tetrahydrophthalimide; 1HIsoindole-1,3(2H)-dione,

dicarboximid e, N-butyl-, cis-

3a,4,7,7a-tetrahydro-; δ4Tetrahydrophthalimide; Isoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011

Tabel A.18 Analisa GCMS pada Suhu 140°C dengan Tekanan 5 MPa No. Menit Persentase Nama Sinonim (%) Bagian Atas 1. 1 0,078 Cyclopentene1-carboxylic acid, 4-[2(diphenylmeth yl)-2-propen1-yl]-, methyl ester 2. 2 0,061 5-(pAminophenyl) -4-(O-tolyl)-2thiazolamine 3. 3 0,073 3-Amino-2phenazinol ditms 4. 6 0,043 3-Amino-2phenazinol ditms 5. 11 0,086 Benzo[h]quin oline, 2,4dimethyl6. 12 0,078 1,2Benzisothiazol

xlvi

7.

21

0,035

8.

22

0,041

9. 10.

25 26

0,028 0,037

11.

29

0,025

12.

43

0,11


-3-amine tbdms 1,2Benzenediol, 3,5-bis(1,1dimethylethyl) 1,2Benzisothiazol -3-amine tbdms Cyclobarbital 1,2Benzisothiazol -3-amine tbdms Ethane, 1(4,4,4trifluoro-1,3dithiobutyl)-2(3,3,3trifluoro-1,2dithiopropyl)1,2Benzisothiazol -3-amine tbdms 1H-Indole, 5methyl-2phenyl-

xlvii

1H-Indole; Indol; 1-Hindol; 2,3-Benzopyrrole; Ketole; 1-Azaindene; 1Benzazole; Benzopyrrole

2.

2

0,056

3-Amino-6nitro-4-phenyl1H-quinolin-2one cis-2,5Dimethoxy-4ethoxy-.beta.methyl-.beta.nitrostyrene 3-Amino-2phenazinol ditms Benzo[h]quino line, 2,4dimethyl-

3.

3

0,095

4.

6

0,05

5.

7

0,084

6.

11

0,066

Hexadecanami de

7.

12

0,077

Dodecanamide

8.

16

0,072

2(Acetoxymeth yl)-3(methoxycarbo nyl)biphenylen e

xlviii

Palmitamide; nHexadecanamide; Amide HPL; Amide 16; Cetyl amide; Palmitic acid amide; Palmitic amide; Palmityl amide; NSC 3327 Lauramide; ndodecanamide; Amide KK; Dodecamide; Dodecylamide; Lauric amide; Lauryl amide; Lauroylamide; Diamide Y; NSC 889

9.

17

0,025

10.

21

0,028

11.

22

0,064

12.

25

0,029

13. 14.

26 29

0,037 0,038

15.

30

0,05

16.

39

0,024

1,2Benzisothiazol -3-amine tms 4Cyclohexene1,2dicarboximide, N-butyl-, cisBenzo[h]quino line, 2,4dimethyl4Cyclohexene1,2dicarboximide, N-butyl-, cis-

Cyclobarbital N-Methyl-1adamantaneace tamide Benzo[h]quino line, 2,4dimethyl1,4Benzenediol, 2,5-bis(1,1dimethylethyl) -

xlix

1,2,3,6Tetrahydrophthalimide; 1H-Isoindole-1,3(2H)dione, 3a,4,7,7atetrahydro-; δ4Tetrahydrophthalimide; Isoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011

17.

40

0,04

18.

42

0,054

19.

43

0,067

Hexestrol diTMS Methanol, [4(1,1dimethylethyl) phenoxy]-, acetate Cyclobarbital

Tabel A.19 Analisa GCMS pada Suhu 160°C dengan Tekanan 5 MPa No. Menit Persentase Nama Sinonim (%) Bagian Atas 1. 1 0,065 Benzo[h]quin oline, 2,4dimethyl2. 2 0,039 2-Amino-4hydroxy-6,8dimethyl7(8H)pteridinone 3. 3 0,062 Phenol, 4-[2(5-nitro-2benzoxazolyl) ethenyl]4. 6 0,057 Acetic acid, [bis[(trimethyl silyl)oxy]phos phinyl]-, trimethylsilyl ester 5. 7 0,048 2,4-DiaminoN,N,5trimethyl-6-

l

6.

11

0,042

7.

12

0,032

8.

16

0,083

9.

17

0,037

10.

21

0,054

11.

22

0,033

12. 13.

24 29

0,089 0,046

14.

43

0,109

quinolinesulfo namide 4Cyclohexene1,2dicarboximide , N-butyl-, cisBenzo[h]quin oline, 2,4dimethyl1,4Benzenediol, 2,5-bis(1,1dimethylethyl) 4Cyclohexene1,2dicarboximide , N-butyl-, cis1,2Benzisothiazol -3-amine tbdms Methanol, [4(1,1dimethylethyl) phenoxy]-, acetate Brallobarbital Benzo[h]quin oline, 2,4dimethylCyclobarbital

li


3-Amino-7nitro-1,2,4benzotriazine 1-oxide 3-Amino-6nitro-4phenyl-1Hquinolin-2-one Benzonitrile, 2-(2-hydroxy5nitrobenzylide namino)-

2.

2

0,043

3.

3

0,098

4.

6

0,045

Dodecanamid e

5.

7

0,053

Hexadecanami de

6.

11

0,052

7.

12

0,044

1,2Benzisothiazol -3-amine tbdms Benzo[h]quin oline, 2,4dimethyl-

lii

phenyl cyanide; Benzenenitrile; cyanobenzene; Benzene, cyano-; Benzoic acid nitrile; Fenylkyanid; UN 2224 Lauramide; ndodecanamide; Amide KK; Dodecamide; Dodecylamide; Lauric amide; Lauryl amide; Lauroylamide; Diamide Y; NSC 889 Palmitamide; nHexadecanamide; Amide HPL; Amide 16; Cetyl amide; Palmitic acid amide; Palmitic amide; Palmityl amide; NSC 3327

8.

16

0,072

4Cyclohexene1,2dicarboximide , N-butyl-, cis-

9.

17

0,066

Benzo[h]quin oline, 2,4dimethyl-

10.

21

0,081


11.

22

0,038


12.

25

0,053


liii

1,2,3,6Tetrahydrophthalimide; 1H-Isoindole-1,3(2H)dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro; δ4Tetrahydrophthalimide; Isoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011

1,2,3,6Tetrahydrophthalimide; 1H-Isoindole-1,3(2H)dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro; δ4Tetrahydrophthalimide; Isoindole-1,3-dione, 3a,4,7,7a-tetrahydro-; Tetrahydrophthalic acid imide; 4-Cyclohexene-1,2dicarboximide; NSC 59011

13.

26

0,092


14.

29

0,029

2,3,4Trimethoxyph enylacetonitril e

15.

42

0,022

Anthracene, 9ethyl-9,10dihydro-10-tbutyl-

liv

Anthracin; Green Oil; Paranaphthalene; Tetra Olive N2G; Anthracene oil; p-Naphthalene; Anthracen; Coal tar pitch volatiles:anthracene; Sterilite hop defoliant

BIODATA PENULIS Putu Adhitya Dita Putra, lahir di Kediri, 3 Februari 1994. Penulis menempuh pendidikan formal yang dimulai di SD Negeri Kauman 1 Malang (2000-2006), dilanjutkan sekolah menengah pertama di SMP Negeri 8 Malang (2006-2009), kemudian dilanjutkan pendidikan menengah atas di SMA Negeri 1 Malang (2009–2012). Penulis melanjutkan ke jenjang perguruan tinggi dengan mengambil studi jenjang S1 di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Jurusan Teknik Kimia. Penulis melaksanakan Kerja Praktik di PT. Petrokimia Gresik. Pada akhir studi penulis memilih Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran untuk menyelesaikan tugas akhir dan skripsi. Bersama partner dan dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng dan Dr. Siti Machmudah, S.T., M.Eng. penulis berhasil menyelesaikan Pra-Desain Pabrik “Bioethanol dari Molasses” dan skripsi berjudul “Ekstraksi Senyawa Fitokimia dari Ampas Kelapa Sawit Menggunakan Pelarut Air dan Karbon Dioksida Bertekanan”. Penulis berhasil menyelesaikan pendidikan tingginya pada tahun 2017. Email : [email protected]

lv

BIODATA PENULIS Bella Putri Novitasari, lahir di Gresik, 22 Nopember 1993. Penulis menempuh pendidikan formal yang dimulai di SD Negeri Sidokumpul 1 Gresik (2000-2006), dilanjutkan sekolah menengah pertama di SMP Negeri 1 Gresik (2006-2009), kemudian dilanjutkan pendidikan menengah atas di SMA Negeri 1 Manyar (2009–2012). Pada tahun 2012 melanjutkan studi jenjang S1 di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Jurusan Teknik Kimia. Penulis melaksanakan Kerja Praktik di Pertamina Hulu Energi - West Madura Offshore (PHEWMO Gresik). Pada akhir studi penulis memilih Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran untuk menyelesaikan tugas akhir dan skripsi. Bersama partner dan dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng dan Dr. Siti Machmudah, S.T., M.Eng. penulis berhasil menyelesaikan Pra-Desain Pabrik “Bioethanol dari Molasses” dan skripsi berjudul “Ekstraksi Senyawa Fitokimia dari Ampas Kelapa Sawit Menggunakan Pelarut Air dan Karbon Dioksida Bertekanan”. Penulis berhasil menyelesaikan pendidikan tingginya pada tahun 2017. Email : [email protected]

lvi

EKSTRAKSI SENYAWA FITOKIMIA DARI AMPAS KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PELARUT AIR DAN KARBON DIOKSIDA BERTEKANAN

Recommend Documents