Optimasi Ultrasoud-Assisted Green Extraction terhadap Karakteristik Carotenoid-Enriched Rice Bran Oil dari Limbah Udang (Kajian Rasio Bahan:Pelarut dan Amplitudo)

Yazid, Muhamad Fajri and MS., Dr. Ir. Susinggih Wijana and MS., Dr. Ir. Sukardi (2022) Optimasi Ultrasoud-Assisted Green Extraction terhadap Karakteristik Carotenoid-Enriched Rice Bran Oil dari Limbah Udang (Kajian Rasio Bahan:Pelarut dan Amplitudo). Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Limbah udang merupakan sumber alami karotenoid yang penting. Jenis karotenoid utama pada udang adalah astaxanthin, yang diketahui lebih aktif dan efektif sebagai antioksidan dari antioksidan lain. Secara tradisional, untuk memperoleh ekstrak karotenoid dilakukan ekstraksi menggunakan pelarut organik. Namun, pelarut organik diketahui berbahaya bagi manusia jika terkonsumsi, sehingga mengharuskan proses pemurnian yang cukup kompleks, yang rentan terhadap kestabilan karotenoid. Edible oil merupakan alternatif pelarut organik yang direkomendasikan untuk ekstraksi karotenoid, karena dapat dibiarkan saja tinggal bersamaan dengan karotenoid, menghilangkan kebutuhan untuk langkah pemurnian. Jenis edible oil yang digunakan pada penelitian ini adalah minyak bekatul (RBO) yang juga merupakan produk samping namun profil asam lemaknya baik. Pada penelitian ini dilakukan proses ekstraksi karotenoid dari limbah udang menggunakan RBO sebagai pelarut, yang dikombinasikan dengan metode ultrasound-assisted extraction (UAE), serta implementasi proses optimasi dengan tujuan agar carotenoid-enriched rice bran oil (CERBO) yang dihasilkan optimum. Penelitian dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama merupakan proses optimasi-ekstraksi karotenoid dari limbah udang dengan minyak bekatul secara UAE, menggunakan metode respon permukaan (RSM) dengan dua faktor yang dioptimasi yakni rasio bahan:pelarut pada kisaran 3:30–9:30 g/mL dan amplitudo pada kisaran 40-90%. Tahap kedua yaitu karakterisasi, bertujuan untuk menganalisis pengaruh ultrasound-assisted green extraction (UAGE) terhadap karakteristik CERBO yang dihasilkan. Proses optimasi ekstraksi karotenoid dari limbah udang yang dilakukan menunjukkan kondisi optimal rasio bahan:pelarut yaitu sebesar 8,25:30 g/mL dan amplitudo yaitu sebesar 76%, menghasilkan rendemen sebesar 37,20% dan total karotenoid sebesar 80,85 mg/kg minyak. Perlakuan UAGE berpengaruh terhadap karakteristik CERBO yang dihasilkan. Dimana terjadi peningkatan kadar air sebesar 0,04% namun tidak signifikan dan masih dalam batas yang diizinkan oleh Standar Nasional Indonesia. Kemudian terjadi penurunan nilai kecerahan (ΔL*) sebesar 19,54, peningkatan nilai kemerahan (Δa*) sebesar 16,28, peningkatan nilai kekuningan (Δb*) sebesar 4,42, peningkatan nilai kroma (ΔC*) sebesar 0,39, penurunan nilai rona (Δh°) sebesar 9,91, yang menunjukkan adanya dua jenis pigmen yang terekstraksi yakni astaxanthin dan β-karoten. Kemudian juga terjadi peningkatan bilangan peroksida sebesar 1,2 mEq/kg namun tidak signifikan dan masih dalam batas aman Codex Alimentarius. Berdasarkan karakterisasi minyak sebelum ekstraksi (RBO) dan minyak setelah ekstraksi (CERBO), perlakuan ekstraksi dengan UAGE berhasil meningkatkan total karotenoid minyak dan mampu meningkatkan aktivitas antioksidannya, oleh sebab itu minyak yang dihasilkan (CERBO) dapat dijaga kualitasnya dari kerusakan oksidatif.

English Abstract

Shrimp waste is an important natural source of carotenoids. The main type of carotenoid in shrimp is astaxanthin, which is known to be more active and effective as an antioxidant than other antioxidants. Traditionally, to obtain carotenoid extracts, extraction is carried out using organic solvents. However, organic solvents are known to be harmful to humans if ingested, thus requiring a fairly complex purification process, which is susceptible to the stability of carotenoids. Edible oil is a recommended organic solvent alternative for carotenoid extraction, as it can be allowed to coexist with the carotenoids, eliminating the need for a purification step. The type of edible oil used in this study is rice bran oil (RBO), which is also a by-product but has a good fatty acid profile. In this study, the carotenoid extraction process from shrimp waste was carried out using rice bran oil (RBO) as a solvent, combined with the ultrasound-assisted extraction (UAE) method, as well as implementing an optimization process with the aim of producing optimum carotenoid enriched rice bran oil (CERBO). The research was conducted in two stages. The first stage was the optimization-extraction process of carotenoid from shrimp waste by rice bran oil in UAE, using Response Surrface Method (RSM) with two factors being optimized namely the solid:solvent ratio in the range of 3:30–9:30 g/mL and the amplitude in the range of 40-90 %. The second stage was characterization, aiming to analyze the effect of ultrasound assisted green extraction (UAGE) on the characteristics of the resulting CERBO. The optimization process of carotenoid extraction from shrimp waste showed that the optimal condition of the solid:solvent ratio was 8,25:30 g/mL and the amplitude was 76%, resulting in a yield of 37,20% and a total carotenoid of 80,85 mg/kg oil. The UAGE affected the characteristics of CERBO. Where there was an increase in water content by 0,04% but not significant and still within the limits permitted by the Indonesian National Standard. Then there was a decrease in brightness value (ΔL*) by 19,54, an increase in redness value (Δa*) by 16,28, an increase in yellowness value (b*) by 4,42, an increase in chroma value (ΔC*) by 0,39, and a decrease in hue value (Δh°) by 9,91, which indicated the presence of two types of extracted pigments, namely astaxanthin and β-carotene. Then there was also an increase in the peroxide value by 1,2 mEq/kg but it was not significant and still within the safe limits of Codex Alimentarius. Based on the characterization of oil before extraction (RBO) and oil after extraction (CERBO), the extraction treatment with UAGE succeeded in increasing the total carotenoids of the oil and was able to increase its antioxidant activity, therefore the quality of the oil produced (CERBO) could be protected from oxidation damage.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	0422100042
Uncontrolled Keywords:	Optimasi, karotenoid, minyak bekatul, ultrasound-assisted extraction, optimization, carotenoid, rice bran oil, ultrasound-assisted extraction
Subjects:	300 Social sciences > 338 Production > 338.1 Agriculture
Divisions:	S2/S3 > Magister Teknik Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian
Depositing User:	Sugeng Moelyono
Date Deposited:	19 May 2023 02:17
Last Modified:	19 May 2023 02:17
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/199876

Text (DALAM MASA EMBARGO) MUHAMAD FAJRI YAZID.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2024. Download (5MB)

Actions (login required)

View Item