PROPOSAL PENELITIAN PASCASARJANA DANA ITS 2020

PROPOSAL

PENELITIAN PASCASARJANA

DANA ITS 2020

Mikroenkapsulasi Senyawa Bioaktif Biji Alpukat dengan Metode

Spray Drying

Tim Peneliti:

Ketua : Dr. Eng. Widiyastuti, ST., MT. (Teknik Kimia/FTI)

Anggota 1

Mahasiswa S-2

:

:

Dr. Eng. Siti Machmudah, ST., M.Eng. (Teknik Kimia/FTI)

Duhaul Biqal Kautsar (Teknik Kimia/FTI)

DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2020

ii

Daftar Isi

Daftar Isi ................................................................................................................................... ii

Daftar Gambar ......................................................................................................................... iii

Ringkasan .................................................................................................................................. iv

Pendahuluan .............................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1

1.2 Permasalahan yang akan diteliti ......................................................................... 2

1.3 Tujuan ................................................................................................................. 2

1.4 Relevansi ............................................................................................................ 2

1.5 Target Luaran ..................................................................................................... 2

Tinjauan Pustaka ....................................................................................................... 3

2.1 Teori Penunjang ................................................................................................. 3

2.1.1 Biji Alpukat ............................................................................................ 3

2.1.2 Ekstraksi ................................................................................................. 4

2.1.3 Mikroenkapsulasi .................................................................................... 5

2.1.4 Spray Drying ........................................................................................... 7

2.2 Studi Hasil Penelitian Sebelumnya (State of the Art) ........................................ 9

2.3 Keterkaitan dengan Pusat Studi ........................................................................ 11

Metodologi Penelitian ............................................................................................. 13

3.1 Tahapan Eksperimental .................................................................................... 13

3.2 Indikator Capaian dan Tugas Anggota Pengusul ............................................. 15

Jadwal dan Anggaran Biaya .................................................................................... 16

4.1 Jadwal ............................................................................................................... 16

4.2 Anggaran Biaya (sesuai dengan aktivitas pada metode penelitian) ................. 16

Daftar Pustaka .......................................................................................................................... 18

Lampiran Biodata Peneliti ....................................................................................................... 21

iii

Daftar Gambar

Gambar 2-1 Bagian-bagian dari buah alpukat .......................................................................... 3

Gambar 2-2 Komposisi dari mikrokapsul ................................................................................ 6

Gambar 2-3 Mikroenkapsulasi dengan spray drying ............................................................... 8

Gambar 2-4 Roadmap Pusat Penelitian Agri-Pangan dan Bioteknologi DRPM-ITS ............ 12

iv

Ringkasan

Produksi buah alpukat termasuk tinggi di Indonesia, namun yang dimanfaatkan hanya daging

buahnya saja sedang bijinya dibuang. Padahal biji alpukat mengandung senyawa bioaktif yang

berfungsi sebagai antioksidan alami yang mampu menangkal radikal bebas. Biji alpukat masih

belum termanfaatkan secara optimal di Indonesia dikarenakan senyawa bioaktif dalam biji

alpukat tidak stabil dan dapat teroksidasi ketika terkena sinar, oksigen, dan suhu tinggi. Untuk

itu diperlukan upaya melindungi ekstrak biji alpukat selama penanganan dan penyimpanan.

Mikroenkapsulasi dengan bahan lain sebagai bahan pelapis atau bahan dinding diperlukan

untuk mempertahankan fungsi dan fisiokimia ekstrak biji alpukat sebagai bahan inti. Sebagai

bahan dinding dipilih gum Arabic yang mempunyai sifat pengemulsi yang baik, kelarutan

tinggi dalam air, dan viskositas rendah. Selanjutnya mikroenkapsulasi dilakukan dengan

metode spray drying. Variasi dilakukan pada variasi perbandingan berat gum Arabic terhadap

berat ekstrak biji alpukat. Selain itu ekstraksi yang dipilih adalah pada tahun pertama ekstraksi

soklet dan pada tahun kedua menggunakan ekstraksi hydrothermal. Analisa yang dilakukan

adalah kandungan antioksidan dan kemampuan sebagai antibakteri sebelum dan sesudah proses

enkapsulasi. Target luaran dari penelitian ini adalah tahun pertama diterima pada Chemical

Papers (terindeks Scopus Q2) dan pada tahun kedua terbit pada jurnal Chemical Engineering

Journal (terindeks Scopus Q1). Selain itu pada tahun kedua mahasiswa S2 dapat menyelesaikan

laporan thesisnya dan lulus pada tahun tersebut.

Kata kunci: Mikroenkapsulasi, spray drying, ekstrak biji alpukat, antioksidan,

antibakteri

1

Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan negara dengan sumber daya alam yang banyak. Salah satunya

adalah alpukat. Alpukat (Persea americana) merupakan buah yang banyak digemari oleh

indonesia dan memiliki produksi yang tinggi di Indonesia, dibuktikan dengan pada tahun 2018

produksi alpukat sebesar 410.094 ton (Badan Pusat Nasional). Alpukat pada umumnya hanya

dikonsumsi buahnya saja, sedangkan bijinya biasanya dibuang.

Biji alpukat mengandung senyawa bioaktif seperti β –karoten dan vitamin E, dimana

senyawa tersebut merupakan senyawa yang larut dalam minyak yang dapat digunakan sebagai

antioksidan alami yang mampu menangkal radikal bebas (Pratama dkk., 2017). Biji alpukat

juga memiliki kandungan fenol serta tannis yang banyak serta mengandung antibakterial

(Cosmas dkk., 2011). Biji alpukat juga mengandung asam linoleat, asam palmitat, asam oleat,

dan juga asam lemak tak jenuh lainnya (Ge dkk., 2018). Karena biji alpukat memiliki banyak

kandungan yang baik, maka biji alpukat akan dimanfaatkan supaya nilai produknya juga

bertambah.

Biji alpukat mengandung asam lemak tak jenuh dimana secara kimiawi tidak stabil

dan dapat teroksidasi ketika terkenar sinar, oksigen, dan suhu tinggi yang menyebabkan

berkurangnya nilai nutrisi dari biji alpukat tersebut. Sehingga penting untuk melindungi ekstrak

biji alpukat selama penanganan, penyimpanan, dan transportasi (Boger dkk., 2018). Sehingga

biji alpukat diekstrak dan diubah menjadi bubuk melalui proses mikroenkapsulasi.

Mikroenkapsulasi adalah proses membangun barrier fungsional antara inti/core dan

wall material untuk menghindari reaksi kimia dan fisika dan untuk mempertahankan sifat

biologis, fungsional dan fisiokimia inti bahan/core materials (Bakry dkk., 2016). Manfaat dari

teknologi ini adalah dapat digunakan untuk menghasilkan berbagai komponen bioaktif dan

untuk meningkatkan sifat penanganannya. Teknik ini dapat mencegah oksidasi yang dipicu

oleh kelembaban, ion logam, oksigen, dan juga panas. Dari metode-metode mikroenkapsulasi,

spray drying adalah teknik yang paling sering digunakan karena mudah, murah, dan sederhana.

Wall material yang paling sering digunakan adalah gum Arabic dimana gum Arabic

mempunyai sifat pengemulsi yang baik, kelarutan yang tinggi dan viskositas rendah. Maka dari

itu digunakan wall material dari gum Arabic.

2

Spray drying banyak digunakan dalam industri farmasi dan makanan dikarenakan

memiliki waktu tinggal yang singkat. Hal ini menguntungkan terutama untuk bahan yang

sensitif terhadap suhu. Spray drying, proses yang ekonomis dan fleksibel, merupakan metode

yang biasa digunakan untuk mikroenkapsulasi, yang mengubah cairan menjadi bubuk dengan

penanganan, penyimpanan, dan transportasi yang lebih mudah dan menjadikan pencampuran

seragam dalam formulasi makanan lebih mudah.

1.2 Permasalahan yang akan diteliti

Dalam metode enkapsulasi ekstrak biji alpukat dengan gum Arabic sebagai material

dinding diperlukan perbandingan yang tepat antara ekstrak dan material dinding sehingga

diperoleh perlindungan yang optimal material ekstrak oleh material dinding setelah proses

spray drying. Selain itu pilihan metode ekstraksi yang tepat juga diperlukan sehingga diusulkan

pada tahun pertama menggunakan ekstraksi soklet dan tahun kedua menggunakan metode

hydrothermal.

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah mengetahui efektifitas bahan ekstrak biji alpukat yang

dienkapsulasi dengan gum Arabic sebagai bahan antioksidan dan bahan antibakteri.

1.4 Relevansi

Sejalan dengan kemandirian energi dengan pengembangan sumber energi terbarukan

dalam hal ini pengembangan metal (Li/Zn/Al/Mg) – air batteries yang dapat di-charge ulang.

Pengembangan metal – air batteries menjanjikan karena mempunyai kapasitas penyimpanan

daya lebih besar daripada lithium-ion batteries. Selain itu penggunaan karbon nanofiber

sebagai elektrokatalis pada battery jenis ini akan membuat kapasitansi dari proses

elektrokatalisis dari MnO2 mapun Fe3O4 menjadi lebih tinggi. Penelitian ini sejalan dengan

pusat studi Material, Sain dan Nanoteknologi, LPPM-ITS, dalam pengembangan material

energi yaitu rechargeable battery.

1.5 Target Luaran

Target luaran dari penelitian ini adalah tahun pertama diterima pada Chemical Papers

(terindeks Scopus Q2) dan pada tahun kedua terbit pada jurnal Chemical Engineering Journal

(terindeks Scopus Q1). Selain itu pada tahun kedua mahasiswa S2 dapat menyelesaikan laporan

thesisnya dan lulus pada tahun tersebut.

3

Tinjauan Pustaka

2.1 Teori Penunjang

2.1.1 Biji Alpukat

Alpukat (Persea americana) berasal dari Meksiko dan milik keluarga Lauraceae.

Alpukat adalah salah satu buah tropis komersial yang paling penting dan banyak varietas yang

ada. Buah ini sangat bervariasi dalam bentuk, ukuran dan warna. Bentuknya bervariasi dari

bulat hingga berbentuk buah pir, dengan leher panjang ramping. Warnanya bervariasi dari hijau

ke ungu gelap. Buahnya memiliki daging berwarna kehijauan atau kekuningan, mengandung

lemak, air dan bahan kering. Secara umum, buah alpukat dapat dibagi menjadi tiga bagian,

terdiri dari kulit, daging dan biji-bijian seperti ditunjukkan pada Gambar 2-1. Bagian utama

adalah daging (65%), diikuti oleh biji (20%) dan kulitnya (15%) (Satriana dkk., 2018). Biji dan

kulit biasanya dibiarkan sebagai residu setelah ampas yang dapat dimakan dibuang. Biji dapat

berbentuk bulat, berbentuk kerucut atau memanjang dan ditemukan di rongga tengah buah.

Gambar 2-1 Bagian-bagian dari buah alpukat

Bagian buah alpukat yang berbeda memiliki kandungan senyawa fungsional yang

berbeda pula. Secara umum, dagingnya kaya akan karotenoid dan senyawa hidrofobik lainnya,

dengan aksi antioksidan dan pewarna. Kulitnya kaya akan serat dan senyawa fenolik, dengan

sifat antioksidan dan pewarna. Sementara itu, bijinya kaya akan senyawa fenolik, dengan sifat

antioksidan dan antimikroba (Satriana dkk., 2018).

Biji alpukat adalah salah satu sumber serat makanan terbaik dan mengandung senyawa

bioaktif berharga seperti fenolik (704 ppm), flavonoid (47,9 ppm), karotenoid (0,966 ppm),

4

vitamin C (2,6 ppm), dan vitamin E (4,82 ppm) (Vinha dkk., 2013). Karotenoid dan vitamin

E termasuk ke dalam antioksidan non-enzimatis yang dapat berupa senyawa nutrisi maupun

non-nutrisi. Kedua kelompok antioksidan non-enzimatis ini disebut juga antioksidan sekunder

karena dapat diperoleh dari asupan bahan makanan. Senyawa-senyawa ini berfungsi

menangkap senyawa oksidan serta mencegah terjadinya reaksi berantai (Winarsi dkk., 2007)

Berbagai nutrisi dan fitokimia bioaktifnya memberikan manfaat kesehatan membuat

buah alpukat sangat potensial untuk aplikasi dalam industri kosmetik, makanan, dan farmasi

(Qin dkk., 2016).

Dalam sistem biologis, spesies oksigen reaktif (ROS) dan spesies nitrogen reaktif

(RNS), seperti radikal superoksida, hidroksil, dan oksida nitrat, dapat merusak DNA dan

menyebabkan oksidasi lipid dan protein dalam sel. Biasanya, sistem antioksidan yang terjadi

dalam tubuh manusia dapat mengumpulkan radikal-radikal ini, yang akan menjaga

keseimbangan antara oksidasi dan anti-oksidasi. Meskipun demikian, paparan radiasi atau

racun lingkungan menginduksi produksi ROS dan RNS yang berlebihan, yang mengganggu

keseimbangan antara oksidasi dan anti-oksidasi dan mengakibatkan beberapa penyakit kronis

dan degeneratif. Peningkatan asupan antioksidan eksogen akan memperbaiki kerusakan yang

disebabkan oleh stres oksidatif dengan menghambat inisiasi atau penyebaran reaksi berantai

oksidatif. Antioksidan alami, terutama polifenol dan karoten, menunjukkan berbagai efek

biologis, seperti anti-inflamasi, antibakteri, antivirus, anti-penuaan, dan antikanker (Xu dkk.,

2017).

Studi tentang aktivitas antimikroba dari ekstrak biji alpukat menunjukkan bahwa ia

memiliki efek antibakteri pada Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Aspergillus glaucus

dan Penicillium notatum, tetapi tidak memiliki efek pada Eschericha coli dan Pseudomonas

flourescens (Olaeta dkk., 2007). Penggunaan air rebusan dari biji P. americana

mengungkapkan bahwa ia memiliki sifat glikemik, yang tergantung pada dosis (N'guessan

dkk., 2009).

2.1.2 Ekstraksi

Proses ekstraksi merupakan penarikan zat pokok yang diinginkan dari bahan mentah

dengan menggunakan pelarut yang dipilih dengan zat yang diinginkan larut (Voight dkk.,

1994). Prinsip dasar ekstraksi adalah melarutkan senyawa polar dalam pelarut polar dan

senyawa non-polar dalam pelarut non-polar (Harbone dkk., 1996). Secara umum, ekstraksi

minyak alpukat dapat diklasifikasikan menjadi tiga metode: fisik, kimia dan biologis. Metode

5

ekstraksi fisik meliputi penghancuran, penyeragaman, penekanan dan penyaringan. Metode

kimia adalah proses lain untuk mengekstraksi minyak alpukat menggunakan pelarut organik.

Sementara itu, metode ekstraksi biologis dapat dilakukan dengan menggunakan enzim

(Satriana dkk., 2018).

Dalam metode pelarut organik, buah alpukat diiris, dikeringkan, selanjutnya minyak

diekstraksi dengan pelarut organik. Pelarut tradisional seperti heksana dan aseton banyak

digunakan untuk mengekstrak minyak dari berbagai sumber. Meskipun hasil ekstraksi minyak

yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan pelarut yang sesuai, teknik ini memiliki beberapa

kelemahan seperti polusi lingkungan dan tersisanya residu pelarut dalam produk akhir, yang

membatasi penggunaannya dalam aplikasi makanan dan farmasi (Qin dkk., 2016). Terdapat

juga ekstraksi superkritis dengan CO2 dan air yang tidak meninggalkan residu pelarut residu

berbahaya, namun proses ini membutuhkan biaya tinggi untuk memasok cairan dalam kondisi

superkritis dan memerlukan penanganan khusus dan harga yang mahal (CO2) (Yulianto dkk.,

2019).

Sokletasi merupakan proses ekstraksi yang menggunakan penyarian berulang dan

pemanasan. Penggunaan metode sokletasi adalah dengan cara memanaskan pelarut hingga

membentuk uap dan membasahi sampel. Pelarut yang sudah membasahi sampel kemudian

akan turun menuju labu pemanasan dan kembali menjadi uap untuk membasahi sampel,

sehingga penggunaan pelarut dapat dihemat karena terjadi sirkulasi pelarut yang selalu

membasahi sampel. Satu daur sokletasi dapat dikatakan telah terlewati, apabila alat soklet

berisi pelarut telah terendam pelarut sampai bagian atas tabung sifon, kemudian seluruh bagian

pelarut tersebut akan tertarik dan ditampung pada labu tempat pelarut awal. Keuntungan

ekstraksi dengan cara sokletasi adalah pelarut yang digunakan 15 lebih sedikit dan waktu yang

dibutuhkan lebih sedikit daripada dengan maserasi atau perkolasi. Kerugian cara ini adalah

tidak dapat digunakan untuk senyawa-senyawa yang termolabil (Harbone dkk., 1996).

2.1.3 Mikroenkapsulasi

Senyawa bioaktif tidak stabil dalam kondisi lingkungan yang biasa, sehingga

perlu diberikan perlindungan untuk memperpanjang umur penyimpanan. Wall material (bahan

dinding) biasanya dianggap sebagai struktur pelindung, yang bertindak dengan mengurangi

kontak antara core material (bahan inti atau senyawa bioaktif yang diinginkan) dengan agen

oksidatif (Sotelo-Bautista dkk., 2019).

6

Mikroenkapsulasi adalah teknik unik untuk melindungi bahan bioaktif dalam senyawa

homogen atau heterogen, untuk menghasilkan mikrokapsul dengan sifat-sifat yang diinginkan.

Teknik ini digunakan sebagai alternatif untuk mengubah zat cair yang tidak stabil menjadi

bubuk stabil yang mengalir bebas (Premi dkk., 2017). Secara singkat, mikroenkapsulasi dapat

didefinisikan sebagai proses membentuk penghalang fungsional antara core dan wall material

untuk menghindari reaksi kimia dan fisik sehingga dapat mempertahankan sifat biologis,

fungsional, dan fisikokimia core material (Bakry dkk., 2016).

Berikut merupakan alasan utama penggunaan mikroenkapsulasi (Re, 1998):

Perlindungan produk dari lingkungan sekitar (suhu, kelembaban, radiasi UV, interaksi

dengan bahan lain).

Perlindungan lingkungan dari produk berbahaya atau beracun, sehingga bahan jenis ini

dapat lebih aman ditangani.

Penurunan laju penguapan atau transfer core material ke lingkungan luar.

Konversi cairan dan padatan lengket menjadi bubuk yang mengalir bebas

(pencampuran yang lebih baik, mencegah penggumpalan).

Penyamaran sifat tidak diinginkan dari komponen aktif (contohnya menutupi rasa atau

bau, atau menutupi zat kimia seperti pH atau aktivitas katalitik)

Mengontrol laju pelepasan core material dalam kondisi yang diinginkan.

Secara umum, mikrokapsul terdiri dari core material sebagai inti mikrokapsul dan wall

material sebagai lapisan luar. Wall material menentukan stabilitas mikropartikel, efisiensi

proses, dan tingkat perlindungan untuk inti. Bentuk dari mikrokapsul dapat dilihat pada

Gambar 2-2 (Bakry dkk., 2016).

Gambar 2-2 Komposisi dari mikrokapsul

Mikroenkapsulasi yang berhasil harus menghasilkan bubuk dengan surface oil

minimum dan retensi maksimum bahan aktif. Pemilihan kombinasi bahan dinding

7

mempengaruhi sifat emulsi dan karakteristik partikel setelah pengeringan dan selama

penyimpanan. Karakteristik emulsi seperti stabilitas, viskositas, ukuran droplet, serta sifat

bubuk seperti surface oil, ukuran partikel, kepadatan, morfologi dan stabilitas oksidatif,

dipengaruhi oleh jenis agen enkapsulasi yang digunakan (Carneiro dkk., 2012).

Kriteria untuk bahan dinding yang digunakan dalam mikroenkapsulasi terdiri dari sifat

pengemulsi yang tinggi, kelarutan air yang tinggi, viskositas rendah dan sifat pembentukan

film tinggi (Le dkk., 2016).

Salah satu bahan dinding yang paling umum digunakan untuk mikroenkapsulasi

senyawa hidrofobik dengan spray drying adalah gum Arabic karena sifat pengemulsi yang baik,

kelarutan tinggi dan viskositas rendah. Meskipun sifatnya yang diinginkan sebagai agen

enkapsulasi, gum Arabic merupakan bahan yang mahal dan produksinya rentan terhadap

perubahan iklim dan politik, yang mengakibatkan beberapa masalah supply (Boger dkk., 2018).

2.1.4 Spray Drying

Mikroenkapsulasi dapat dilakuan melalui beberapa metode. Secara umum, metode ini

dapat dibagi menjadi tiga kelompok (Re, 1998):

Proses fisiokimia: simple or complex coacervation (aqueous phase separation),

emulsion-solvent evaporation (organic phase separation), emulsion-

salidification, liposome entrapment

Proses kimia: interfacial polymerization, molecular inclusion

Proses fisika: spray drying, spray coating, prilling, extrusion

Spray drying adalah proses yang terkenal dalam pengeringan bahan dengan

menggunakan spray dryer karena waktu kontak dengan panas sangat singkat dan tingkat

penguapan tinggi sehingga menghasilkan produk-produk berkualitas tinggi, stabil, fungsional,

dan memiliki kadar air rendah. Oleh karena itu metode ini sering digunakan oleh industri

makanan dalam proses mikroenkapsulasi untuk meningkatkan sifat penanganan dan disperse

(Chimsook, 2017). Spray drying mengubah cairan menjadi bentuk padat, sehingga

memungkinkan penanganan, penyimpanan, dan transportasi mudah, serta pencampuran dan

dispersi seragam dalam formulasi makanan ketika jumlah kecil perlu dimasukkan (Bae dkk.,

2018). Dalam sisi ekonomi, peralatan untuk spray drying sudah banyak tersedia dan biaya

produksinya lebih rendah daripada kebanyakan metode lainnya. Dibandingkan dengan freeze

drying, biaya spray drying 30 hingga 50 kali lebih rendah. Spray drying telah dianggap sebagai

solusi untuk masalah pengeringan konvensional karena prosesnya terbukti tidak hanya efisien,

8

tetapi juga ekonomis. Namun, sejumlah energi panas terbuang sia-sia selama proses spray

drying (Bakry dkk., 2016).

Dalam aplikasi farmasi dan obat-obatan, telah digunakan istilah mikrokapsul dan

mikrosfer. Mikrokapsul memiliki ukuran antara 0,2 dan 5.000 μm, berbeda dengan

makrokapsul yang lebih besar dari 5.000 μm. Kapsul yang lebih kecil dari 0,2 μm sering disebut

nanokapsul. Meskipun distribusi ukuran kapsul selama mikroenkapsulasi adalah fungsi dari

banyak parameter proses, spray drying biasanya menghasilkan mikrokapsul dengan ukuran

kurang dari 100 μm (Re, 1998).

Spray dryer bekerja dengan mengubah feed dari keadaan cairan (larutan, dispersi atau

pasta) menjadi bentuk partikel kering dengan menyemprotkan feed ke dalam media pengering

panas. Pemilihan alat atomizer (penyemprot) merupakan salah satu faktor terpenting dalam

desain spray dryer dan memiliki pengaruh yang signifikan terhadap distribusi ukuran akhir

partikel kering. Karakteristik atomizer yang paling penting dari sudut pandang kualitas produk

adalah keseragaman ukuran droplet, kontrol distribusi ukuran droplet, dan homogenitas

semprotan. Bentuk atomizer yang umum adalah atomizer bertekanan, atomizer sentrifugal

(wheel) dan atomiser pneumatik (two-fluid) (Re, 1998).

Gambar 2-3 Mikroenkapsulasi dengan spray drying

Mikroenkapsulasi dengan pengeringan semprot melibatkan 4 tahap, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2-3. Ini terdiri dari (i) persiapan dispersi, (ii) homogenisasi dispersi,

(iii) atomisasi emulsi, dan (iv) dehidrasi dari partikel yang diatomisasi (Bakry dkk., 2016).

Parameter yang mempengaruhi produk adalah (Re, 1998):

9

Sifat dari core material (berat molekul, vapor pressure, konsentrasi dalam emulsi).

Sifat dari wall material (tipe, berat molekul).

Sifat dari emulsi (rasio solid:liquid, viskositas, particle size distribution).

Kondisi proses pengeringan (ukuran droplet, temperature udara masuk dan keluar,

kecepatan udara, temperature feed, humiditas udara masuk).

Morfologi partikel (bentuk, ukuran partikel rata-rata, integritas, porositas, bulk volume).

2.2 Studi Hasil Penelitian Sebelumnya (State of the Art)

Penelitian ini didasari dan dikembangkan berdasarkan hasil-hasil penelitian

sebelumnya, dan berikut merupakan penelitian-penelitian yang mendasari terbuatnya

penelitian ini.

Dari Shamaei dkk (2016) meng-enkapsulasi avocado oil dengan konsentrasi berat core

terhadap wall material skimmed milk protein (SMP), SMP-Tween80 (SMP-T), SMP-

maltodekstrin (SMP-MD) dengan rasio berat masing-masing 1:2 yaitu 50% yang dicampur

dengan air sampai konsentrasi 30% terhadap emulsi menggunakan homogenizer pada 16.000

rpm selama 7 menit kemudian menggunakan metode spray drying dengan suhu udara masuk

140,160,180°C dan tekanan 2,3,4 bar dan feed flow rate 30 gram/menit sehingga didapatkan

mikrokapsul dengan efisiensi terbaik pada SMP-T dengan suhu 180°C dan tekanan 3 bar yaitu

91,01%, moisture content paling sedikit pada SMP dengan suhu 180°C dan tekanan 4 bar yaitu

0,98%, particle size paling sedikit pada SMP dengan suhu 180°C dan tekanan 4 bar yaitu 24,3

μm, sehingga dapat terlihat bahwa suhu 180°C baik untuk digunakan pada proses spray drying

dan tekanan tidak berpengaruh pada hasil mikrokapsul.

Dari Premi dkk (2017) meng-enkapsulasi drumstick oil dengan konsentrasi core

terhadap wall material maltodekstrin-gum arabic (rasio berat 25:75,50:50,75:25) dan

maltodekstrin-whey protein concentrate (rasio berat 25:75,50:50,75:25) yaitu 25% yang

dicampur dengan air sampai konsentrasi 30% terhadap emulsi menggunakan homogenizer pada

10.000 rpm selama 5 menit kemudian menggunakan metode spray drying dengan suhu udara

masuk 180°C dan feed flow 10 gram/menit sehingga didapatkan emulsi MD:GA dengan

kandungan viskositas lebih besar dan ukuran droplet lebih kecil dibandingkan MD:WPC yang

menghasilkan emulsi stabil dan mikrokapsul dengan efisiensi tinggi dan surface oil lebih

rendah, mikrokapsul yang dibentuk dari MD:GA juga menghasilkan permukaan partikel yang

lebih halus tanpa kerusakan yang menunjukkan bahwa mikropartikel ini sulit berpori,

kombinasi MD:GA juga menghasilkan mikrokapsul dengan moisture content yang lebih

10

rendah, sehingga dapat terlihat bahwa kombinasi MD:GA dapat digunakan sebagai wall

material yang baik untuk men-enkapsulasi drumstick oil dengan melindungi core material dari

kondisi lingkungan.

Dari Boger dkk (2018) meng-enkapsulasi grape seed oil dengan konsentrasi berat core

terhadap wall material gum Arabic (GA) dan gum Arabic-maltodekstrin (GA-MD) dengan

rasio berat masing-masing 1:2 yaitu 10% yang dicampur dengan air sampai konsentrasi 30%

terhadap emulsi menggunakan homogenizer pada 16.000 rpm selama 5 menit kemudian

menggunakan metode spray drying dengan suhu udara masuk 180°C dan feed flow rate 350

mL/jam sehingga didapatkan mikrokapsul dengan surface oil paling sedikit pada GA yaitu

2,95%, efisiensi terbaik pada GA yaitu 67,92%, moisture content paling sedikit pada GA yaitu

5,51%, ukuran partikel paling kecil pada GA-MD yaitu 26,96 μm, morfologi mikrokapsul

terbaik pada GA, aktifitas antioksidan dan jumlah senyawa fenolik terbaik secara urut sampel

control, GA-MD, dan GA, sehingga dapat terlihat bahwa penggunaan GA lebih baik dari sisi

pembentukan mikrokapsul namun GA-MD lebih baik dari sisi kandungan antioksidan dan

senyawa fenolik meskipun keduanya sama-sama mengurangi kandungan tersebut yang

kemungkinan disebabkan oleh pemanasan pada spray drier.

Dari Sotelo-Bautista dkk (2019) meng-enkapsulasi avocado oil dengan konsentrsi

berat core terhadap wall material maltodekstrin-isolated protein (MD-IP), maltdodekstrin-

octenylsuccinic anhydride (MDOSA), dan maltodekstrin-octenulsuccinic anhydride-isolated

protein (MDOSA-IP) dengan rasio berat masing-masing 1:9 yaitu 50% yang dicampur dengan

air sampai konsentrasi 20% terhadap emulsi menggunakan homogenizer pada 22.000 rpm

selama 8 menit kemudian menggunakan metode spray drying dengan suhu udara masuk 160°C

dan feed flow rate 5 mL/menit sehingga didapatkan mikrokapsul dengan kandungan free oil

dan total oil paling sedikit pada MD-IP yaitu 0,227 gram dan total oil 0,594 gr, efisiensi terbaik

pada MD-IP yaitu 61,7%, moisture terbaik pada MDOSA yaitu 0,81%, dan uji stabilitas selama

8 minggu pada 60°C menunjukkan nilai peroksida paling sedikit pada MDOSA yaitu 80 meq

peroksida/kg minyak, sehingga dapat terlihat bahwa avocado oil dapat dienkapsulasi

penambahan protein memiliki efisiensi tinggi namun tidak meningkatkan kestabilan atau

ketahanan dari minyak.

Dari Correa-Filho dkk (2019) meng-enkapsulasi β-karoten dengan wall

material gum Arabic yang dicampur dengan air sampai konsentasi 5-35% terhadap emulsi

menggunakan homogenizer pada 13500 rpm selama 1 menit kemudian menggunakan metode

spray drying dengan suhu udara masuk 110-200°C dan tekanan 1,7 bar dan feed flow rate 3,7

11

mL/menit sehingga didapatkan mikrokapsul dengan kondisi terbaik yaitu pada suhu drying

173°C dan konsentrasi gum arabic 11,9% yang menghasilkan efisiensi enkapsulasi 15,62%

dan namun aktifitas antioksidan mikrokapsul berkurang setelah suhu lebih dari 123,2°C

diterapkan, sehingga dapat terlihat bahwa pada suhu 123°C aktifitas antioksidan dari β-karoten

mulai hancur.

2.3 Keterkaitan dengan Pusat Studi

Usulan penelitian ini sesuai dengan roadmap Pusat Penelitian Agri-Pangan dan

Bioteknologi Direktorat Riset dan Pengabdian kepada Masyarakat 2020-2023 seperti

ditunjukkan pada Gambar 2-4. Pada penelitian ini masuk dalam topik penelitian teknologi

pascapanen dan rekayasa teknologi pengolahan pangan dimana pemanfaatan biji alpukat

menjadi produk yang lebih bernilai ekonomis (pengolahan biomassa menjadi produk

komersial). Selain itu termasuk dalam topik teknologi pengolahan dimana ekstrak biji alpukat

yang didapat dilakukan proses enkapsulasi dengan teknik emulsifikasi dan pengeringan dengan

spray dryer agar kandungan bioaktif dalam ekstrak biji alpukat dapat dipertahankan lebih lama.

Selain itu, proses enkapsulasi merupakan metode pelepasan perlahan dari suatu bahan aktif

atau lebih dikenal dengan drug release.

12

Gambar 2-4 Roadmap Pusat Penelitian Agri-Pangan dan Bioteknologi DRPM-ITS

13

Metodologi Penelitian

3.1 Tahapan Eksperimental

Persiapan sampel meliputi persiapan bahan. Biji alpukat didapatkan dari pasar, dengan

bentuk biji yang sudah dipotong-potong hingga ketebalan kurang lebih 2 mm. Setelah itu, biji

alpukat dikeringkan pada suhu kamar selama 24 jam. Biji alpukat yang kering, dihancurkan hingga

halus menggunakan blender, kemudian diayak dengan ayakan 40 mesh. Serbuk yang diperoleh

selanjutnya diekstrak.

Ekstraksi biji alpukat menggunakan metode soxhletasi sesuai yang dilakukan oleh Pratama,

dkk (2017). Ekstraksi dipilih menggunakan metode soxhletasi karena memiliki kelebihan yaitu

dapat mengesktrak minyak lebih banyak, pelarut yang digunakan lebih sedikit dan waktu ekstraksi

lebih singkat. Ekstraksi dilakukan dengan rasio biji alpukat: pelarut n-hexane sebesar 1:5,2. Pelarut

yang dipilih adalah n-hexane karena bersifat non-polar, dimana pelarut tersebut akan mengambil

senyawa non-polar yaitu salah satunya adalah β-karoten. Setelah itu, serbuk biji alpukat ditimbang

sebanyak 50 gram, dibalut dengan kertas saring membentuk timbel sesuai ukuran soxhlet, sampel

dimasukkan dalam tabung soxhlet, pompa untuk sirkulasi kondensor dihidupkan, ditambahkan

pelarut n-hexane sebanyak 400 mL ke dalam labu leher dua yang sudah ditimbang, kemudian leher

labu dipasangkan dengan tabung soxhlet dan thermometer dipasangkan pada leher lainnya (ujung

sisi labu diolesi vaselin). Soxhletasi dilakukan pada suhu 68°C sesuai titik didih n-hexane selama 1

jam. Tahap selanjutnya pelarut diuapkan dengan evaporator vakum (rotary evaporator). Ekstrak

yang diperoleh selanjutnya dibagi menjadi dua, yaitu sebagai sampel tanpa enkapsulasi dan sampel

yang akan dienkapsulasi.

Selanjutnya disiapkan emulsi untuk tahap spray drying. Emulsi yang mengandung ekstrak

biji alpukat dan gum Arabic sebagai wall material disiapkan pada rasio 1:1 dan 1:3 (w/w) dalam air

demin yang mengandung 30% solids (core + wall material). Emulsi sebanyak 100 mL disiapkan

untuk setiap eksperimen. Emulsi ini dihomogenisasi dengan bantuan magnetic stirrer pada 20.000

rpm selama 5 menit.

Emulsi dikeringkan dalam Spray Drier yang dilengkapi dengan two-fluid nozzle atomizer.

Atomizer memiliki diameter dalam 2 mm. Setelah melalui electric heater, udara panas masuk secara

co-current bersamaan dengan emulsi yang telah teratomisasi menjadi droplet ke dalam drying

chamber. Bagian siliner dari chamber memiliki diameter dalam 0,8 m dan tinggi 0,62 m. Tinggi

dari bagian konis dari dryer 0,65 m. Drying chamber ini tersambung dengan cyclone separator yang

14

digunakan untuk mengambil partikel bubuk yang terikut dengan udara. Flow rate dari emulsi

ditetapkan pada 5 mL/menit selama percobaan. Udara panas yang masuk berada pada suhu 173°C

dan tekanan 2 bar.

Selanjutnya, dilakukan analisa untuk mengetahui aktifitas antioksidan dengan

menggunakan metode DPPH, mengetahui aktifitas antimikrobial dengan menggunakan metode disc

diffusion, serta mengetahui kestabilan sampel. Analisa-analisa tersebut dilakukan pada sampel

ekstrak biji alpukat dan bubuk ekstrak yang telah melalui spray drying. Selain itu, dilakukan analisa

untuk mengetahui efisiensi enkapsulasi dan morfologi permukaan serta ukuran mikrokapsul dengan

menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM).

Untuk mengetahui aktivitas antioksidan, dilakukan uji dengan DPPH (1,1-diphenyl-2-

picrilhidrazil). Interaksi antioksidan baik secara transfer elektron atau radikal hidrogen pada DPPH

akan menetralkan karakter radikal bebas dari DPPH dan membentuk DPPH tereduksi. Jika semua

elektron sudah berpasangan maka warna larutan berubah dari ungu tua menjadi kuning dan

abosrbansi pada panjang gelombang 517 nm akan hilang. Tingkat berkurangnya warna dari larutan

menunjukkan efisiensi penangkap radikal.

Larutan DPPH dibuat dengan melarutkan 2 mg bubuk DPPH dalam labu takar 50 mL

dengan methanol dan disimpan dalam botol yang terlindungi dari sinar. Laurtan kontrol yang

digunakan adalah larutan DPPH tersebut dan larutan blangko yang digunakan adalah larutan

methanol. Panjang gelombang maksimal dari larutan kontrol ditentukan dengan mengukur

absorbansi maksimum pada panjang gelombang 400 – 600 nm.

Sampel bubuk ekstrak dilarutkan dalam methanol sampai konsentrasi 50%. Sebanyak 1

mL sampel ditambahkan ke dalam 3 mL DPPH 0,1 mM dan diinkubasi selama 30 menit dalam

kegelapan. Langkah selanjutnya, absorbansi dihitung menggunakan Spektrofotometer UV-Vis pada

panjang gelombang 517 nm dan dilakukan juga perhitungan absorbansi pada asam askorbat sebagai

pembanding antioksidan. Absorbansi kontrol dan absorbansi sampel digunakan untuk menghitung

% aktivitas antioksidan menggunakan persamaan berikut:

𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑜𝑘𝑠𝑖𝑑𝑎𝑛 (%) =𝐴𝑏𝑠 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 − 𝐴𝑏𝑠 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙

𝐴𝑏𝑠 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙× 100%

Untuk mengetahui efek antimikrobial dari biji alpukat pada beberapa mikroorganisme.

Mikroorganisme yang akan diuji adalah Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Aspergillus

glaucus, dan Penicillium notatum. Langkah pertama yaitu suspensi bakteri ditumbuhkan dalam air

pepton dan diinkubasi selama 24 jam. Kemudian 0,2 mL suspense ditambahkan ke dalam 10 mL

nutrient agar dalam cawan petri. Lalu kertas saring dengan diameter 2 mm dicelupkan ke dalam

15

ekstrak selama 30 menit dan ditaruh di atas nutrient agar dengan suspensi bakteri yang sudah padat

dalam cawan petri dan diinkubasi selama 24 jam. Akan terbentuk daerah steril antibakteri kemudian

luas daerah steril tersebut dihitung.

Untuk mengetahui efisiensi dari metode yang dilakukan pada produk mikrokapsul yang

didapatkan. Kandungan minyak total (total oil, TO, %) ditentukan sebagai rasio dari berat minyak

terhadap berat bubuk. Kandungan minyak permukaan (surface oil, SO, %) ditentukan dengan

menambahkan 15 mL heksana pada 2 gram bubuk mikrokapsul dalam 30 mL botol kaca dengan

tutup dan mengocoknya selama 2 menit untuk mengekstraksi kandungan minyak. Kemudian

campuran solvennya disaring menggunakan kertas saring sedangkan bubuk yang terkumpul dibilas

sebanyak tiga kali dengan 20 mL heksana. Bubuk tersebut kemudian dikeringkan pada suhu 60°C

untuk mengeringkan solven yang masih menempel. Kandungan minyak bebas diukur sebagai

persentase dari perbedaan berat dari bubuk sebelum dan sesudah ekstrkasi dan pencucian dengan

heksan. Sehingga efisiensi enkapsulasi (EE, %) dapat diukur sebagai berikut

𝐸𝐸 =𝑇𝑂 − 𝑆𝑂

𝑇𝑂× 100%

3.2 Indikator Capaian dan Tugas Anggota Pengusul

Target luaran dari penelitian ini adalah tahun pertama diterima pada Chemical Papers

(terindeks Scopus Q2) dan pada tahun kedua terbit pada jurnal Chemical Engineering Journal

(terindeks Scopus Q1). Selain itu pada tahun kedua mahasiswa S2 dapat menyelesaikan laporan

thesisnya dan lulus pada tahun tersebut.

Tabel 3-1 Organisasi Tim Pengusul

No. Nama Instansi

Asal

Bidang

Ilmu

Alokasi Waktu

(jam/ming.)

Uraian Tugas

1 Dr. Widiyastuti, ST. MT ITS Teknik

Kimia

15 Koordinasi penelitian

Eksperimen

Karakterisasi

2 Dr. Siti Machmudah, ST.,

MT

ITS Teknik

Kimia

10 Eksperimen

Karakterisasi

3 Prof. Dr. Ir. Heru

Setyawan, M.Eng.

ITS Teknik

Kimia

10 Eksperimen

Karakterisasi

4 Mahasiswa S-2 ITS Teknik

Kimia

8 Thesis

16

Jadwal dan Anggaran Biaya

4.1 Jadwal

Penelitian meliputi desain peralatan dan rencana kerja, melaksanakan eksperimen,

karakterisasi, uji kinerja, analisa data, dan menulis jurnal seperti direncanakan sebagai luaran.

Penelitian efektif diselesaikan dalam 10 bulan dimulai Maret-Desember 2020 dengan rincian

sebagai berikut:

Aktifitas 2020

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Studi literatur

Menyusun peralatan

Eksperimen

Analisa partikel

Analisa data

Penulisan paper

Laporan kemajuan

Laporan akhir

4.2 Anggaran Biaya (sesuai dengan aktivitas pada metode penelitian)

1. Pembelian Bahan Habis Pakai

Material Justifikasi

Pemakaian Kuantitas satuan

Harga

Satuan (Rp) Biaya (Rp)

Pembersihan biji alpukat Bahan baku 25 kg 1.000 25.000

Gum Arabic Bahan baku 2 kg 300.000 600.000

N-hexana Pelarut 1 L 800.000 800.000

Air demin Pelarut 25 L 2.000 50.000

DPPH Reagent analisa 20 mg 30.000 600.000

Methanol Reagent analisa 1 buah 1.200.000 1.200.000

Soxhlet extraction Alat gelas 1 buah 3.000.000 3.000.000

Kondensor Alat gelas 1 buah 400.000 400.000

Blender Penghalus 1 buah 2.000.000 2.000.000

Labu leher dua Alat kaca 1 buah 320.000 320.000

Hot plate Pemanas 1 buah 5.000.000 5.000.000

Magnetic stirrer Pengaduk 1 buah 3.000.000 3.000.000

Chamber spray dryer Spare part 1 buah 2.000.000 2.000.000

SUB TOTAL (Rp) 18.995.000

17

2. Belanja Barang Non Operasional Lainnya

Kegiatan Justifikasi

Pemakaian Kuantitas Satuan

Harga

Satuan

(Rp)

Biaya (Rp)

English Editing Publikasi 1 Unit 5.000.000 5.000.000

Laporan Laporan 6 Exemplar 50.000 300.000

Spektrofotometer Karakterisasi 25 Sampel 25.000 625.000

FTIR Karakterisasi 25 Sampel 100.000 2.500.000

SEM Karakterisasi 10 Sampel 250.000 2.500.000


3. Belanja Perjalanan Lainnya

Material Justifikasi perjalanan Volume Satuan Harga

Satuan (Rp) Biaya (Rp)

Keperluan Seminar Symposium 1 paket 10.000.000 10.000.000


4. Honor

Honor bulan Hari/bulan

Jam/hari

Harga Satuan

(Rp) Honor (Rp)

Asisten Peneliti 8 21 4 15.000 10.080.000


TOTAL ANGGARAN YANG DIPERLUKAN (Rp) 50.000.000

18

Daftar Pustaka

Bae, E. K. dan Lee, S. J. 2008. Microencapsulation of avocado oil by spray drying using whey

protein and maltodextrin. Journal of Microencapsulation, Vol. 25, No. 08, Hal. 549-560.

Bakry, A. M., Abbas, S., Ali, B., Majeed, H., Abouelwafa, M. Y., Mousa, A., dan Liang, L. 2016.

Microencapsulation of Oils: A Comprehensive Review of Benefits, Techniques, and

Applications. Comprehensice Reviews in Food Science and Food Safety, Vol. 15, Hal. 143-

182.

Boger, B. R., Georgetti, S. R., dan Kurozawa, L. E. 2018. Microencapsulation of grape seed oil by

spray drying. Food Sci. Technol, Hal. 1-8.

Carneiro, H. C. F., Vonon, R. V., Grosso, C. R. F., dan Hubinger, M. D. 2012. Encapsulation

efficiency and oxidative stability of flaxseed oil microencapsulated by spray drying using

different combinations of wall materials. Journal of Food Engineering, Vol. 115, No. 2013,

Hal. 443-451.

Chimsook, Thitiphan. 2017. Microwave Assisted Extraction of Avocado Oil from Avocado Skin and

Encapsulation Using Spray Drying. Key Engineering Materials, Vol. 737, Hal. 341-346.

Correa-Filho, L. C., Lourenco, M. M., Moldao-Martins, M., dan Alves, V. D. 2019.

Microencapsulation of β-karoten by Spray Drying: Effect of Wall Material Concentration and

Drying Inlet Temperatur. International Journal of Food Science, Vol. 2019, Hal. 1-12.

Cosmas, Ujowundu Onyekachi. 2011. Biochemical composition and anti microbial activities of

seed extracts of avocado (Persea americana). Journal of Microbiology and Antimicrobials,

Vol. 03, No. 07, Hal. 184-190.

Ge, Y., Si, X., Wu, B., Dong, X., Xu, Z., dan Ma, W. 2018. Oil Content and Fatty Acid Composition

of The Seeds of 16 Avocado (Persea Americana) Accessions Collected from Southern China

and Their Application in a Soap Bar. Journal of Agricultural Science, Vol. 10, No. 11, Hal.

69-78.

Le, T. H., Tran, T. M. V., Ton, N. M. N., Tran, T. T. T., Huynh, T. V., Nguyen, T. N., Quang, S.

P., dan Le, V. V. M. 2016. Combination of whey protein and carbohydrate for

microencapsulation of pumpkin (Cucurbita spp.) seed oil by spray drying. International Food

Research Journal, Vol. 24, No. 03, Hal. 1227-1232.

N’guessan, K., Amoikon, K., dan Soro, D. 2009. Effect of aqueous extract of Persea Americana

seeds on Glycemia of Diabetic Rats. Eur J. Scji. Res, Vol. 26, No. 03, Hal. 376.

19

Olaeta, J. A., Schwatz, M., Undurraga, P., dan Cantreras, S. 2007. Proceedings ci world Avocado

Congress (Actas vi congreso Mundial del Agucate). Vina Del Mar, Chile.

Pratama, R. N., Widarta, I. W. R., dan Darmayanti, L. P. T. 2017. Pengaruh Jenis Pelarut dan

Waktu Ekstraksi Dengan Metode Soxhletasi Terhadap Aktivitas Antioksidan Minyak Biji

Alpukat (Persea Americana Mill.). Media Ilmiah Teknologi Pangan, Vol. 4, No. 02, hal. 85-

93.

Premi, M. dan Sharma, H. K. 2017. Effect of different combinations of maltodextrin, gum Arabic

and whey protein concentrate on the encapsulation behavior and oxidative stability of spray

dried drumstick (Moringa oleifera) oil. International Journal of Biological Macromolecules,

Hal. 1-28.

Qin, X. dan Zhong, J. 2016. A Review of Extraction Techniques for Avocado Oil. Journal of Oleo

Science, Hal. 1-8.

Re, M. I. 1998. Microencapsulation By Spray Drying. Drying Technology: An International

Journal, Vol. 16, No. 06, Hal. 1195-1236.

Satriana, Supardan, M. D., Arpi, N., dan Mustapha, W. A. W. 2018. Development of methods used

in the extraction of avocado oil. European Journal of Lipid Science and Technology, Hal. 2-

29.

Shamaei, S., Seiiedlou, S. S., Aghbashlo, M., Tsotsas, E., dan Kharaghani, A. 2016.

Microencapsulation of walnut oil by spray drying: Effects of wall material and drying

conditions on physiochemical properties of microcapsules. Innovative Food Science and

Emerging Technologies, Vol. 39, No. 2017, Hal. 101-112.

Sotelo-Bautista, M., Bello-Perez, L. A., Gonzales-Soto, R. A., Yanez-Fernandez, J., dan Alvarez-

Ramirez, J. 2019. OSA-maltodextrin as wall material for encapsulation of essential avocado

oil by spray drying. Journal of Dispersion Science and Technology, Hal. 1-8.

Vinha, A. F., J. Moreira, dan A. V. P. Barreira. 2013. Physicochemical Parameters, Phytochemical

Composition and Antioxidant Activity of the Algarvian Avocado (Persea Americana Mill.).

Journal of Agricultural Science, Vol. 5, No. 12, Hal. 1-10.

Winarsi, F. G. 2017. Antioksidan Alami dan Radikal Bebas. Kanisius, Yogyakarta.

Xu, D. P., Li, Y., Meng, X., Zhou, T., Zhou, Y., Zheng, J., Zhang, J. J., dan Li., H. B. 2017. Natural

Antioxidants in Foods and Medicinal Plants: Extraction, Assessment and Resources.

International Journal of Molecular Sciences, Vol. 18, No. 96, Hal. 1-32.

20

Yulianto, M. E., Amalia, R., Paramita, V., Hartati, I., Maulinda, N. A., dan Shultoni, M. A. 2019.

The Effect of Operating Conditions on Curcumin Extracted from Turmeric by Hydrothermal

Extraction. E3S Web of Conferences, Vol. 125, No. 19001, Hal. 1-4.

21

Lampiran Biodata Peneliti

1. Ketua

a. 1 Nama Lengkap Dr. Widiyastuti, ST. MT.

b. 3 NIP/NIDN 197503062002122002/6037504

c. 4 Fungsional/Pangkat/Golongan Lektor Kepala/Penata Tingkat I/3-d

d. 5 Bidang Keahlian Partikel Teknologi

e. 6 Departemen/Fakultas Teknik Kimia/Teknologi Industri dan Rekayasa Sistem

f. 7 Alamat Rumah dan No. Tel. Tuwowo Rejo 2 No. 8 Surabaya/081357290707

g. 8 Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang

diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai ketua/anggota):

1. Synthesis of Zinc Oxide Encapsulation in Silica Matrix for Energy-Saving Light

Application by Combination of Liquid and Aerosol Processes, KLN scheme,

Kemenristekdikti (2014-2016) sebagai Ketua

2. Rancang Bangun Unit Spray Dryer Termodifikasi untuk Meningkatkan Produksi

Partikel Silika Berbahan Baku Lokal, Penelitian Terapan, Kemenristekdikti

(2019-2021) sebagai Ketua

h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku):

1. Carbonization of Lignin Extracted from Liquid Waste of Coconut Coir

Delignification, Indonesian Journal of Chemistry, 2020 2. Effect of colloidal properties on the particle characteristics in the flame-assisted

spray-drying process, Chemical Papers 74 (1), 285-296, 2020

i. Paten (2) terakhir: Metode pembuatan nanokomposit ZnO dengan metode sonifikasi sebagai bahan light emitting

diodes (LED) putih (P00201407233 (Permohonan Paten 2014)

j. Tugas Akhir (2 terakhir yang paling relevan) yang sudah dibimbing:

1. Karbonisasi Na-Lignin sebagai Bahan Support Elektrokatalis (2019)

2. Sintesis komposit Fe3O4/Graphene sebagai elektrokatalis katoda pada Zn-Air

Battery (2018)

Thesis (2 terakhir yang paling relevan) yang sudah dibimbing:

1. Sintesa carbon-MnO2 nanofiber dengan metode elektrospinning (2019)

2. Sintesis silika karbon mesopori asam sulfonat sebagai katalis untuk reaksi

esterifikasi (2019)

Disertasi (2 terakhir yang paling relevan) yang sudah dibimbing:

1. Sintesa partikel silika dan kompositnya dengan karakteristik terkontrol

menggunakan metode spray (2019)

2. Sintesis superabsorben aerogel selulosa berbasis sabut kelapa yang reusable dan

ramah lingkungan serta aplikasinya (2020)

22

2. Anggota I

a. 1 Nama Lengkap Dr.Eng. Siti Machmudah, S.T., M.Eng.

b. 3 NIP/NIDN 197305121999032001/ 0012057307

c. 4 Fungsional/Pangkat/Golongan Lektor/Penata/3-c

d. 5 Bidang Keahlian Ekstraksi


f. 7 Alamat Rumah dan No. Tel. Sukolilo Dian Regency II Surabaya/ 082132348064



1. Ekstraksi dan Pemurnian Senyawa Fitokimia dari Temulawak Menggunakan CO2

Superkritis dalam Mendukung Ketersediaan Obat Berbasis Bahan Baku Alami

Lokal, Penelitian Pascasarjana, Dana Lokal ITS (2019) sebagai Anggota

2. Aplikasi Fluida Subkritis dan Superkritis pada Proses Pemisahan dan Mikronisasi

Partikel Senyawa Fitokimia sebagai Bahan Obat, World Class Research,

Kemenristekdikti (2019-2021) sebagai Ketua


1. Supercritical fluids extraction of valuable compounds from algae: Future

perspectives and challenges, Engineering Journal 22 (5), 13-30, 2018

2. Subcritical water extraction enhancement by adding deep eutectic solvent for

extracting xanthone from mangosteen pericarps, The Journal of Supercritical

Fluids 133, 615-624, 2018

i. Paten (2) terakhir: Metode pembuatan nanokomposit ZnO dengan metode sonifikasi sebagai bahan light emitting

diodes (LED) putih (P00201407233 (Permohonan Paten 2014)


1. Simulasi CFD untuk aliran dalam coaxial nozzle pada pembentukan mikropartikel

dengan proses superkritis anti solvent (SAS) (2019)

2. Ekstraksi fitokimia dari temulawak menggunakan air superkritis (2018)


1. Biodiesel dari mikroalga dengan menggunakan metode ekstraksi dimetil eter

(2018)

2. Pemodelan proses ekstraksi senyawa fitokimia dari alga eucheuma cottonii dan

gracilaria SP menggunakan CO2 superkritis (2018)


1. Phytochemical extraction and particle micronization using supercritical carbon

dioxide technology

2. Eksperimen dan pemodelan ekstraksi CO2 superkritis dan pemurnian senyawa

fitokimia dari temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.)

23

3. Anggota II

a. 1 Nama Lengkap Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng.

b. 3 NIP/NIDN 196702031991021001/0003026701

c. 4 Fungsional/Pangkat/Golongan Guru Besar/Pembina Utama Muda/4-c

d. 5 Bidang Keahlian Partikel Teknologi


f. 7 Alamat Rumah dan No. Tel. Bumi Marina Emas Barat IV/55 Surabaya /

08175157930



1. Pengembangan Bahan Logam Non-Mulia/Graphene Sebagai Elektroda Baterai

Logam-Udara, Penelitian Dasar Unggulan Perguruan Tinggi, Kemenristekdikti

(2018-2020) sebagai Ketua

2. Nanokomposit fungsional dari aerogel selulosa sabut kelapa yang ramah

lingkungan dan berkelanjutan, Penelitian Dasar, Kemenristekdikti (2020-2022)

sebagai Ketua


1. Carbonization of Lignin Extracted from Liquid Waste of Coconut Coir

Delignification, Indonesian Journal of Chemistry, 2020 2. Production of cellulose aerogels from coir fibers via an alkali–urea method for

sorption applications, Cellulose 26 (18), 9583-9598, 2019

i. Paten (2) terakhir:

1. Katalis asam padat dan proses untuk memproduksinya dari abu biomassa,

P00201406511 (Permohonan Paten 2014)

2. Metode penghitaman baja dengan anodisasi untuk perlindungan korosi,

P00201406434 (Permohonan Paten 2014)


1. Deposisi elektroforesis silika pada stailess steel disertai anodisasi untuk

perlindungan terhadap korosi (2019)

2. Sintesis komposit silika-karbon sebagai katalis asam padat (2018)


1. Sintesa carbon-MnO2 nanofiber dengan metode elektrospinning (2019)

2. Sintesis silika karbon mesopori asam sulfonat sebagai katalis untuk reaksi

esterifikasi (2019)


1. Sintesis superabsorben aerogel selulosa berbasis sabut kelapa yang reusable dan

ramah lingkungan serta aplikasinya (2020)

2. Sintesa grafit dan grafena berbasis biomassa tempurung kelapa serta aplikasinya

sebagai elektroda pada superkapasitor

Documents

PROPOSAL PENELITIAN PASCASARJANA DANA ITS 2020