Studi Kinetika Ekstraksi Pektin dari Kulit Buah Pisang Kepok (Musa paradisiaca Linn.) dengan Metode Ultrasonic-Assisted Extraction.

Judianto, Peter Ananthaputra and Nugraha, Mohammad Okta Rahmadi and Ir. Aji Hendra Sarosa, S.T., M.T. and Wa Ode Cakra Nirwana, S.T., M.T., Ph.D. (2023) Studi Kinetika Ekstraksi Pektin dari Kulit Buah Pisang Kepok (Musa paradisiaca Linn.) dengan Metode Ultrasonic-Assisted Extraction. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Indonesia adalah salah satu negara produsen pisang terbesar yang menghasilkan sekitar 8,47 juta ton pisang pada tahun 2021. Diperkirakan kulit pisang memiliki berat sekitar 40% dari berat keseluruhan buah, sehingga limbah kulit pisang yang dihasilkan juga banyak. Selama ini, limbah kulit pisang hanya dimanfaatkan sebagai pupuk. Padahal, pada bagian kulit pisang terkandung zat pektin yang dapat dimanfaatkan, yaitu sebesar 10- 21%. Pektin adalah elemen struktural pada jaringan tumbuhan yang terdiri atas polimer galakturonan. Pektin dapat diperoleh melalui ekstraksi solid-liquid. Salah satu metode ekstraksi tersebut adalah Ultrasonic-Assisted Extraction (UAE). Penelitian saat ini sudah banyak yang mempelajari kinetika ekstraksi terutama pada buah apel dan jeruk, namun belum dilakukan penelitian dengan buah pisang. Kinetika ekstraksi digunakan untuk melakukan scale-up, memprediksi hasil, dan mengoptimasi proses. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui model kinetika ekstraksi yang sesuai untuk ekstraksi pektin dari kulit buah pisang kepok dengan metode Ultrasonic-Assisted Extraction. Penelitian ini hanya mempelajari kinetika ekstraksi pektin dengan model matematis, yaitu Pseudo First Order Rate Law, Pseudo Second Order Rate Law, dan Peleg’s model. Selain itu, dilakukan perhitungan energi aktivasi dan faktor frekuensi dengan persamaan Arrhenius. Kondisi operasi yang digunakan pada saat ekstraksi adalah waktu 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 menit dan suhu 30, 40, 50, 60, dan 70°C. Penelitian ini diawal dengan mengeringkan kulit pisang kepok hingga kadar airnya <10%. Selanjutnya pisang kepok dihaluskan hingga ukuran 60 mesh. Pelarut ekstraksi yang digunakan adalah larutan asam sitrat dengan pH 2. Setelah pektin terekstrak, pektin dipresipitasi dengan etanol selama 18 jam. Kemudian, pektin dikeringkan pada suhu 80°C hingga massanya konstan. Selanjutnya, pektin yang diperoleh ditimbang untuk mengetahui konsentrasi pektin yang digunakan untuk perhitungan model matematis. Pada penelitian ini juga dilakukan uji karakterisasi pektin dengan melakukan pengujian berat ekivalen dan kadar metoksil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model kinetika ekstraksi yang sesuai adalah Peleg’s Model dengan nilai R2 rata-rata dan RMSE adalah 0,976 dan 1,272. Nilai konstanta laju ekstraksi Peleg (k1) pada suhu 30, 40, 50, 60, dan 70°C adalah 0,3570; 0,2932; 0,4029; 0,6067; dan 0,6687 menit.g/mg. Nilai konstanta kapasitas Peleg (k2) pada suhu 30, 40, 50, 60, dan 70°C adalah 0,0397; 0,0466; 0,0350; 0,0238; dan 0,0148 g/mg. Berdasarkan hal tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa ekstraksi pektin dari kulit buah pisang kepok dengan metode UAE kinetika ekstraksinya mengikuti persamaan Peleg’s Model.

English Abstract

Indonesia is one of the largest banana producers, generating around 8.47 million tons of bananas in 2021. Banana peel accounts for approximately 40% of the total weight of the fruit, resulting in a significant amount of waste. The peel of the banana contains 10- 21% of pectin, a structural element in plant tissue consisting of galacturonic acid polymers. Pectin can be extracted through solid-liquid extraction methods, such as UltrasonicAssisted Extraction (UAE). Current studies have extensively investigated the extraction kinetics, primarily focusing on apples and oranges; however, no research has been conducted on banana peels. Extraction kinetics are important for scaling-up, predicting yield, and optimizing the process. This research aims to determine the appropriate kinetic model for the extraction of pectin from banana peel using Ultrasonic-Assisted Extraction. The study only focuses on the kinetic extraction model using mathematical models, such as the Pseudo First Order Rate Law, Pseudo Second Order Rate Law, and Peleg’s model. Additionally, activation energy and frequency factors are calculated using the Arrhenius equation. The operational conditions used for extraction are 5, 10, 15, 20, 25, and 30 minutes and temperatures of 30, 40, 50, 60, and 70°C. The research began with drying the banana peel until its moisture content was below 10%. Then, the banana peel was ground to a size of 60 mesh. The extraction solvent used was a citric acid solution with a pH of 2. After the pectin was extracted, it was precipitated with ethanol for 18 hours. The resulting pectin was dried at 80°C until a constant mass was achieved. The obtained pectin was then weighed to determine the pectin concentration used for the mathematical model calculation. The research also included a characterization test for the pectin, such as the equivalent weight and methoxyl content. The results showed that the appropriate kinetic model for extraction was Peleg’s model, with an average R2 value of 0.976 and an RMSE of 1.272. The Peleg extraction rate constant (k1) at 30, 40, 50, 60, and 70°C was 0.3570, 0.2932, 0.4029, 0.6067, and 0.6687 min.g/mg, respectively. The Peleg capacity constant (k2) at 30, 40, 50, 60, and 70°C was 0.0397, 0.0466, 0.0350, 0.0238, and 0.0148 g/mg, respectively. In conclusion, the kinetic extraction of pectin from kepok banana peel using UAE followed Peleg’s model.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052307
Uncontrolled Keywords:	Kinetika Ekstraksi, Pektin, Ultrasonic-Assisted Extraction, Pisang Kepok, Extraction Kinetics, Kepok Banana, Pectin, Ultrasonic-Assisted Extraction.
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Kimia
Depositing User:	Zainul Mustofa
Date Deposited:	17 Jan 2024 04:09
Last Modified:	17 Jan 2024 04:09
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/211385

Text (DALAM MASA EMBARGO) Peter Ananthaputra J..pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (4MB)

Actions (login required)

View Item