The Optimization of Bioactive Compounds Continuous Extraction Conditions from Phaleria macrocarpa Fruit by Percolation Method

Crown of god (Phaleria macrocarpa) one of many native Indonesia medicinal plants, posseses with a great potential as natural preservative, food suplement, and medicine due to its high bioactive compounds, especially antioxidant content. Despite of its high potential, local knowledge and applicable tecgnology needed to isolate the precious content are still lacking. This study aimed to develop an effective method to get the highest possible yield of high quality extract from the Phaleria macrocarpa fruit. The method chosen was a non-destructive separation using liquid-solid extraction (leaching) operated in a continous mode by percolation method. Fruits after some pretreatment were extracted using ethanol 70% v /v with the variation of 4 extraction conditions namely: temperature (26 to 52 oC), the ratio of bed length to column diameter (4 to 6), particle diameter (0,22 to 0,90 cm), and solvent flow rate( 5 to 10 mL/min) . The experimental design used was Response Surface Method-Box-Behnken design with 3 center points. The condition of extraction were varied in order to optimize % yield and DPPH equivalent. The optimum condition were found at temperature 39 oC; lb/dk 4; particle diameter 0,22 cm; solvent flow rate 10 mL/min with 93,25% yield and DPPH equivalent of 3,21 μmol DPPH/mg crude extract

The Optimization of Bioactive Compounds Continuous Extraction Conditions from Phaleria macrocarpa Fruit by Percolation Method

Crown of god (Phaleria macrocarpa) one of many native Indonesia medicinal plants, posseses with a great potential as natural preservative, food suplement, and medicine due to its high bioactive compounds, especially antioxidant content. Despite of its high potential, local knowledge and applicable tecgnology needed to isolate the precious content are still lacking. This study aimed to develop an effective method to get the highest possible yield of high quality extract from the Phaleria macrocarpa fruit. The method chosen was a non-destructive separation using liquid-solid extraction (leaching) operated in a continous mode by percolation method. Fruits after some pretreatment were extracted using ethanol 70% v /v with the variation of 4 extraction conditions namely: temperature (26 to 52 oC), the ratio of bed length to column diameter (4 to 6), particle diameter (0,22 to 0,90 cm), and solvent flow rate( 5 to 10 mL/min) . The experimental design used was Response Surface Method-Box-Behnken design with 3 center points. The condition of extraction were varied in order to optimize % yield and DPPH equivalent. The optimum condition were found at temperature 39 oC; lb/dk 4; particle diameter 0,22 cm; solvent flow rate 10 mL/min with 93,25% yield and DPPH equivalent of 3,21 μmol DPPH/mg crude extract

The Effect of F:S Ratio, Temperature, Particle Diameter, and Mixing Speed in The Dispersive Contact Batch Extraction of Phaleria macrocarpa Fruit Using 70%-v Ethanol Solvent

Phaleria macrocarpa is a native Indonesian plant from Papua, which has a high content of antioxidant and antimicrobial bioactive compounds. Therefore, it offers a very high potential to be utilized as the raw material for food preservative and supplement, as well as herbal medicine. This study was conducted for the development of the extraction and separation technology to obtain the useful bioactive compounds within a high quality extract from Phaleria macrocarpa fruit. Solid-liquid extraction was performed by dispersive contact using 70%-v ethanol in a 2 L batch extractor. The extraction process involved some variations of the process variables, namely F:S ratio (0.025 – 0.05 g/mL), temperature (28 - 52°C), particle effective diameter (0.22 – 0.90 cm), and mixing speed (140 – 400 rpm). The experimental series were carried out by using a Box-Behnken design with 3 center points, in order to comprehend both responses of yield oleoresin time profile and antioxidant activity (as DPPH equivalent). The experiments by varying those process variables could be used to estimate the volumetric mass transfer coefficient (kLa) using macroscopic balance based on a lumped model. The extraction optimum conditions were found at F:S ratio of 0.03 g/mL; temperature at 28°C; mixing speed 400 rpm; and particle diameter of 0.76 cm under which the highest yield of 94.56% , DPPH equivalent of 3.7364 μmol DPPH/mg crude extract, and mass transfer coefficient of 0.0192 s-1 were obtained

The Effect of F:S Ratio, Temperature, Particle Diameter, and Mixing Speed in The Dispersive Contact Batch Extraction of Phaleria macrocarpa Fruit Using 70%-v Ethanol Solvent

Phaleria macrocarpa is a native Indonesian plant from Papua, which has a high content of antioxidant and antimicrobial bioactive compounds. Therefore, it offers a very high potential to be utilized as the raw material for food preservative and supplement, as well as herbal medicine. This study was conducted for the development of the extraction and separation technology to obtain the useful bioactive compounds within a high quality extract from Phaleria macrocarpa fruit. Solid-liquid extraction was performed by dispersive contact using 70%-v ethanol in a 2 L batch extractor. The extraction process involved some variations of the process variables, namely F:S ratio (0.025 – 0.05 g/mL), temperature (28 - 52°C), particle effective diameter (0.22 – 0.90 cm), and mixing speed (140 – 400 rpm). The experimental series were carried out by using a Box-Behnken design with 3 center points, in order to comprehend both responses of yield oleoresin time profile and antioxidant activity (as DPPH equivalent). The experiments by varying those process variables could be used to estimate the volumetric mass transfer coefficient (kLa) using macroscopic balance based on a lumped model. The extraction optimum conditions were found at F:S ratio of 0.03 g/mL; temperature at 28°C; mixing speed 400 rpm; and particle diameter of 0.76 cm under which the highest yield of 94.56% , DPPH equivalent of 3.7364 μmol DPPH/mg crude extract, and mass transfer coefficient of 0.0192 s-1 were obtained

Potensi Polisakarida dari Limbah Buah-buahan sebagai Koagulan Alami dalam Pengolahan Air dan Limbah Cair: Review

Nowadays, various studies related to utilization of biobased materials as natural coagulants have been explored. Based on the source, natural coagulants can be classified as animal, vegetable, or microbial based. Furthermore, based on the active ingredients, it can be classified as protein, polyphenols, and polysaccharides. Polysaccharides are abundant natural ingredients and are often found in plants or animals. In this study, we focused on polysaccharides, especially those from fruit waste, such as seeds and fruit peels. It is known that around 25-30% of the total weight of fruit is generally wasted, even though it contains phytochemicals and various active ingredients that can be utilized, especially as a natural coagulant. This review will focus on the use of pectin and starch from fruit waste as natural coagulants for water- wastewater treatment. Generally, pectin is commonly found in the skin of fruits as part of the cell wall structure, while starch is found in fruit seeds as food reserves. To be used as a natural coagulant, pectin or starch need to be extracted first. In particular, starch needs to be modified either physically or chemically. The coagulation mechanism of pectin and starch usually follows the interparticle bridging mechanism. The use of pectin and starch from fruit waste needs to be explored and further investigated, to substitute the use of chemical coagulants.Keywords: coagulation; fruit waste; natural coagulant; polysaccharidesA B S T R A KDewasa ini berbagai studi terkait pemanfaatan bahan alam sebagai koagulan alami telah banyak dieksplorasi. Berdasarkan sumbernya, koagulan alami dapat digolongkan berbasis hewani, nabati, maupun mikrobial, sementara berdasarkan bahan aktifnya dapat digolongkan sebagai protein, polifenol, dan polisakarida. Polisakarida merupakan bahan alam yang berlimpah dan seringkali dijumpai pada tumbuh-tumbuhan dan hewan. Pada kajian ini difokuskan pada polisakarida terutama yang berasal dari limbah buah-buahan yang tidak termanfaatkan, seperti biji dan kulit buah. Diketahui sekitar 25-30% dari total berat buah pada umumnya terbuang, padahal memiliki kandungan fitokimia dan berbagai bahan aktif yang dapat dimanfaatkan, salah satunya sebagai koagulan alami. Pada tinjauan ini akan difokuskan pada pemanfaatan pektin dan pati dari limbah buah-buahan sebagai koagulan alami untuk pengolahan air dan limbah cair. Secara umum pektin umum dijumpai pada bagian kulit buah-buahan sebagai bagian dari struktur dinding sel, sementara pati umum dijumpai pada biji buah-buahan sebagai cadangan makanan. Untuk dapat dimanfaatkan sebagai koagulan alami, pektin ataupun pati perlu diekstrak terlebih dahulu, dan pati secara khusus perlu dimodifikasi baik secara fisika maupun kimia. Secara umum mekanisme koagulasi oleh pektin dan pati mengikuti mekanisme interparticle bridging. Pemanfaatan pektin dan pati dari limbah buah-buahan perlu dieksplorasi dan diteliti lebih lanjut, agar dapat mensubstitusi penggunaan koagulan kimia secara komersial.Kata kunci: koagulasi; koagulan alami; limbah buah-buahan; polisakarid

PENGARUH RASIO BIJI TEH / PELARUT AIR DAN TEMPERATUR PADA EKSTRAKSI SAPONIN BIJI TEH SECARA BATCH

Indonesia merupakans alah satu negara penghasil teh terbesar di dunia.Namun, pemanfaatan teh di Indonesia masih terbatas pada daunnya saja padahalsemua bagian tanaman teh juga menyimpan segudang manfaat. Buah teh hanyadibiarkan jatuh di perkebunan tanpa terpikirkan pemanfaatannya dan dibatasiproduksinya padahal merupakan sumber minyak nabati dan saponin yang patutdiperhitungkan. Biji teh merupakan sumber terbesar saponin, sangat aplikatifsebagai foaming agent, emulsifier dan zat bioaktif. Isolasi saponin biji teh masihjarang dilakukan sehingga metode pemisahan yang seramah mungkin sertamenghasilkan produk minyak dan saponin dengan yield dan kualitas tinggimenjadi tantangan tersendiri bagi penelitian ini.Bahan baku berupa buah teh akan mengalami perlakuan awal terlebihdahulu berupa penghilangan daging buah, pemecahan tempurung, sortasi inti biji,pengeringan inti biji di bawah sinar matahari hingga kadar air ±10%, perlakuantermal terhadap inti biji hasil sortasi berupa pemanggangan. Biji teh kemudian dipressmenggunakan pengepres hidrolik pada kondisi pengepresan yang ditentukanuntuk menghilangkan kandungan minyaknya terlebih dahulu. Cake yangdidapatkan kemudian diekstraksi menggunakan pelarut air untuk mendapatkanekstrak saponin. Variabel ekstraksi yang akan dikaji adalah temperatur ekstraksidan rasio biji teh terhadap pelarut. Ekstraksi dilakukan secara batch denganpengontakan secara dispersi di dalam sebuah ekstraktor berpengaduk.Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan temperatur ekstraksiakan meningkatkan yield saponin yang dihasilkan, namun menurunkan kualitassaponin yang didapat. Peningkatan jumlah pelarut hingga rasio pelarur terhadapbiji teh sebesar 15:1 (g/mL) masih memberikan peningkatan yield saponin yangsignifikan. Rasio pelarut terhadap biji teh tidak memberikan kecenderunganpengaruh terhadap kadar saponin yang dihasilkan. Kondisi ekstraksi yang efektifdan memberikan hasil produk saponin yang masih cukup baik diperoleh padarasio pelarut/biji teh sebesar 15:1 (g/mL) dan temperatur ekstraksi 40oC denganyield sebesar 82,9271% dan kadar saponin sebesar 74,3976%

KURVA KESETIMBANGAN MINYAK BIJI TEH – NORMAL HEKSANA DAN APLIKASINYA PADA EKSTRAKSI PADAT – CAIR MULTITAHAP

Teh telah dikenal oleh masyarakat sebagai salah satu tanaman yang sangatberguna. Salah satu kegunaan yang telah dikenal secara luas adalah sebagai minuman.Sampai saat ini, walaupun produksi tanaman teh di Indonesia berkembang setiaptahunnya, namun tetap saja pemanfaatan tanaman teh belum maksimal. Sebagian besarprodusen di Indonesia hanya memproduksi pucuk-pucuk daun teh muda saja untukdimanfaatkan sebagai minuman kesehatan, sedangkan hasil samping tanaman teh belumdimanfaatkan dengan baik. Selain daun, semua bagian tanaman teh memiliki potensiuntuk dimanfaatkan. Namun, pemanfaatannya di Indonesia hanya terbatas pada daunnyasaja padahal buah teh, khususnya bagian inti biji merupakan sumber minyak nabati nonkolesterol. Menurut survey, setiap kg buah teh dapat menghasilkan 40 – 120 gramminyak..Isolasi minyak masih jarang dilakukan sehingga metode pemisahan yang tepatmenjadikan tantangan tersendiri\dalam penelitian ini. Penelitian ini melanjutkan penelitiansebelumnya, mencoba mengkaji alternatif pemanfaatan biji teh salah satu sumber sebagaisumber minyak nabati rendah kolesterol yang cocok diaplikasikan sebagai minyakpangan. Minyak biji teh diperoleh menggunakan proses ekstraksi padat-cair menggunakanpelarut n heksana, baik dengan operasi tahap tunggal maupun multi tahap untukmengetahui berapa banyaknya solut yang dapat dipisahkan dari umpan berkadar tertentu,khususnya untuk keperluan perancangan lebih lanjut. Proses ekstraksi dilakukan secarabatch hingga didapatkan minyak biji teh kasar setelah dilakukan evaporasi ekstrak padakondisi vakum. Rasio biji teh/pelarut divariasikan sebanyak 10 level (dari 1:2 s.d 1:7,5)untuk mendapatkan kurva kesetimbangan minyak biji teh – n heksana.Hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa peningkatan jumlah pelarut danjumlah tahap ekstraksi secara counter current akan meningkatkan yield minyak yangdihasilkan. Selain itu, peningkatan jumlah pelarut juga akan meninkatkan efisiensi tahapekstraksinya. Hasil terbaik dicapai pada ekstraksi minyak biji teh dengan rasio umpanterhadap pelarut sebesar 1:6 dengan jumlah tahap ekstraksi 3 tahap dan menghasilkanyield pada tiap tahapnya berturut – turut sebesar 38,43 ; 26,86 dan 17,19 % denganefisiensi tahap sebesar 66,7%

PENENTUAN VARIABEL BERPENGARUH PADA PENGAMBILAN MINYAK BIJI TEH SECARA MEKANIK MENGGUNAKAN PENGEPRES HIDROLIK

Pemanfaatan teh selama ini masih terbatas pada bagian daunnya saja. Biji teh merupakan bagian tanaman teh yang memiliki beragam kandungan senyawa berharga, khususnya minyak nabati bermutu tinggi yang menjadi fokus penelitian ini. Metode pengambilan minyak dari biji secara mekanik merupakan ide alternatif yang kompeten dan cocok untuk diaplikasikan pada masyarakat perkebunan. Kondisi bahan baku dan proses selama pengepresan perlu dicari untuk mengoptimalkan kuantitas dan kualitas minyak yang dihasilkan. Variabel yang disinyalir akan mempengaruhi pengepresan antara lain: perlakuan awal umpan (termal berupa: perebusan, pengukusan, pemanggangan; mekanik berupa pengecilan ukuran), tekanan, massa umpan, jumlah tahap pengepresan, dan frekuensi penguraian cake akan diamati pengaruhnya dalam penelitian ini.Bahan baku berupa buah teh akan mengalami perlakuan awal terlebih dahulu berupa penghilangan daging buah, pemecahan tempurung, sortasi inti biji, pengeringan inti biji di bawah sinar matahari hingga kadar air ±10%, perlakuan termal dan mekanik terhadap inti biji hasil sortasi sesuai dengan level variasi yang ditentukan. Biji teh kemudian dipres menggunakan pengepres hidrolik dengan variasi kondisi pengepresan yang ditentukan. Minyak yang didapat disentrifugasi untuk memisahkan pengotor tersuspensi dan pengotor koloid lainnya sehingga diperoleh produk berupa minyak kasar. Pada penelitian ini, setiap variabel akan divariasikan sebanyak 2 level dan akan diolah menggunakan rancangan percobaan 2 level faktorial dengan respon berupa yield minyak kasar dan kadar pengotor.Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh perlakuan termal (pemanggangan dan pengukusan) pada inti biji teh pra pengepresan lebih dominan dibandingkan pengaruh perlakuan mekanis (pengecilan ukuran). Perlakuan termal berupa pemanggangan inti biji pada temperatur 100oC pra pengepresan meningkatkan yield minyak biji teh yang dihasilkan. Pengepresan pada inti biji teh utuh memberikan yield minyak yang lebih tinggi dibandingkan pada inti biji serbuk.Perlakuan termal berupa pengukusan inti biji dan perlakuan mekanis berupa pengecilan ukuran hingga bentuk serbuk (-100+200 mesh) pra pengepresan tidak cocok diaplikasikan pada biji teh.Urutan variabel pengepresan yang memberikan pengaruh terbesar terhadap yield minyak yang didapatkan pada pengeprean inti biji teh berturut – turut sebagai berikut:a) tekanan pengepresan,b) jumlah tahap pengepresan,c) temperatur pemanggangan,d) frekuensi pengepresan dane) massa umpan (namun pengaruhnya tidak signifikan)

PENGARUH KONDISI PENGEPRESAN TERHADAP KUANTITAS DAN KUALITAS PRODUK MINYAK BIJI TEH KASAR DAN KAJIAN AWAL OPTIMASI KONDISI PENGEPRESAN MENGGUNAKAN PENGEPRES HIDROLIK

Pemanfaatan teh selama ini masih terbatas pada bagian daunnya saja. Biji teh merupakan bagian tanaman teh yang memiliki beragam kandungan senyawa berharga, khususnya minyak nabati bermutu tinggi yang menjadi fokus penelitian ini. Metode pengambilan minyak dari biji secara mekanik merupakan ide alternatif yang kompeten dan cocok untuk diaplikasikan pada masyarakat perkebunan. Perlakuan termal dan mekanik pada inti biji teh pra pengepresan mempengaruhi efektivitas pengepresan menggunakan pengepres hidrolik sehingga pemilihan metode pra perlakuan yang tepat menjadi salah satu langkah yang menentukan keberhasilan pengepresan. Kondisi pengepresan juga sangat menentukan keberhasilan pengepresan inti biji teh. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dikaji pengaruh kondisi pengepresan terhadap kuantitas dan kualitas minyak biji teh hasil pengepresan menggunakan pengepres hidrolik sekaligus mengkaji optimasi kondisi pengepresan tersebut.Bahan baku berupa buah teh akan mengalami perlakuan awal terlebih dahulu berupa penghilangan daging buah, pemecahan tempurung, sortasi inti biji, pengeringan inti biji di bawah sinar matahari hingga kadar air ±10%, perlakuan termal terhadap inti biji hasil sortasi berupa pemanggangan pada temperatur sesuai dengan level variasi yang ditentukan. Biji teh kemudian dipres menggunakan pengepres hidrolik dengan variasi kondisi pengepresan yang ditentukan. Minyak yang didapat disentrifugasi untuk memisahkan pengotor tersuspensi dan pengotor koloid lainnya sehingga diperoleh produk berupa minyak kasar. Pada penelitian ini, akan digunakan rancangan percobaan response surface methods menggunakan centre point dengan respon berupa yield minyak kasar dan kualitas minyak kasar.Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengaruh perlakuan termal (pemanggangan dan pengukusan) pada inti biji teh pra pengepresan lebih dominan dibandingkan pengaruh kondisi pengepresan. Dari CCD didapatkan bahwa kondisi optimum perlakuan termal dan kondisi pengepresan untuk mendapatkan yield maksimum dengan kualitas minyak yang baik (kadar FFA, kadar air dan kadar pengotor minimal) didapatkan pada:a) Temperatur umpan : 62-64oC (63oC)b) Jumlah tahap pengepresan : 6c) Jumlah frekuensi pengepresan/tahap : 100 kalimenghasilkan yield minyak sebesar 42,8% dengan kadar pengotor sebesar 4,7%; kadar asam lemak bebas sebesar 4,3% dan kadar air minyak sebesar 1,8%

PENGARUH RASIO MASSA DAUN SUJI / PELARUT, TEMPERATUR DAN JENIS PELARUT PADA EKSTRAKSI KLOROFIL DAUN SUJI SECARA BATCH DENGAN PENGONTAKAN DISPERSI

Baru-baru ini penggunaan zat warna alami tergusur seiring maraknya zat warnasintetis yang relatif lebih mudah diperoleh dengan beragam pilihan warna. Namuntidak dapat dipungkiri bahwa penggunaan zat warna sintetis secara berlebihan dandalam jangka waktu yang panjang dapat bersifat karsinogenik dan bahkanmutagenik. Oleh karena itu penelitian yang berfokus pada pengembangan danpenggalakan kembali penggunaan zat warna alami sangat potensial untukdikembangkan. Daun suji merupakan salah satu sumber terbesar zat warna alamihijau yang telah lama dikenal masyarakat. Zat warna hijau daun suji merupakansenyawa klorofil yang jugabermanfaat sebagai zat antioksidan, antiseptik, agendetoks, dan penyerap kolesterol. Kandungan klorofil daun suji lebih besar biladibandingkan dengan daun jenis lain seperti daun katuk, poh-pohan, kangkung,bayam,caisin, dan daun ilir, sekitar 1% berat basis kering bermiripan dengankandungan di daun singkong yang tercatat sebagai sumber klorofil terbesar.Penelitian ini difokuskan pada isolasi klorofil daun suji menggunakan metodepemisahan non destruktif. Metode yang dipilih adalah ekstraksi padat cair secarabatch dengan pengontakan secara dispersi menggunakan pelarut yang relatif amanuntuk pangan, meliputi alkhohol, etanol dan air. Hasil isolasi yang didapatdiharapkan memiliki intensitas warna yang baik, tidak terdegradasi dan memilikikestabilan yang baik terhadap lemak, panas, cahaya, pH, dll. sehingga dapatdiaplikasikan secara meluas pada bidang pangan, farmasi maupun bidang lainnya.Penelitian ini akan sangat bermanfaat untuk meningkatkan nilai tambah daun sujisebagai salah satu tanaman yang tumbuh baik dan tersebar di seluruh wilayahIndonesia yang berorientasi pada kebutuhan pasar yang semakin cenderungtertarik pada bahan – bahan alami, terutama terkait dengan kesehatan dankeamaanan pangan.Kondisi ekstraksi yang diamati pada penelitian ini yaitu rasio massa daunsuji/pelarut aseton 80 % (1:5 - 1:20) dan temperatur ekstraksi (28 – 50 oC)menggunakan rancangan percobaan pentagonal design response surface untukvioptimasi kondisi ekstraksinya. Respon yang diamati berupa yield klorofil, kadarproduk klorofil, dan nilai kLa ekstraksi, di mana analisis penentuan yield, kadarklorofil, dan nilai kLa didasarkan pada metode spektrofotometri pada panjanggelombang 663 nm. Kondisi optimum ekstraksi klorofil daun suji diperoleh padatemperatur 36,2oC dengan rasio pelarut/daun suji sebesar 1:17.1 menggunakanpelarut aseton teknis 80% dengan yield sebesar 90,78% dan kadar (kemurnian)klorofil sebesar 60,03%