Karakteristik pemekatan karotenoid minyak sawit dengan teknik fluida CO[2] superkritik

KARAKTERISTIK PEMEKATAN KAROTENOID
MINYAK SAWlT DENGAN TEKNIK
FLUIDA COz SUPERKRlTlK

Oleh :
ANNY SULASWATTY

PROGRAM STUD1 ILMU PANGAN
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1998

CHARACTERIZATION OF CAROTENOID
CONCENTRATION FROM PALM OIL USING CO2
SUPERCRITICAL FLUID EXTRACTION TECHNIQUE
(Under The Supervision of Moehammad Aman W., Tien R. Muchtadi, A.F.S.
Budiman, Anton Apriyantono , Syahrul Aiman)
ABSTRACT
The objective of this research was to obtain the characteristics of
concentration process of carotenoid from palm oil using a supercritical C02
extraction technique. The output of this study is important in order to provide

basic information necessary for scaling-up and further commercialization of the
concentration process. Furthermore, this research also explore the possibility of
creating safe carotenoid concentrate derived from natural resources, i.e. palm oil
(Elaeis guineensis, Jacq).
The first step of this study was designed to compare and evaluate several
methods of Crude Palm Oil (CPO) hydrolysis and alcoholysis, either chemically
or enzimatically as pretreatment of palm oil before carotenoid concentration
using supercritical COz. The best choice of pretreatment was based on
carotenoid content in the product, yield of carotenoid and degree of hydrolygis or
1

ester level. The results showed that chemial alcoholysis of CPO to produce
Palm Oil Methyl Ester (POME) using 1% (wfw) NaOH as catalyst and methanol
at a 1:10 molar ratio of CPO to methanol was the method of choice. The
carotenoid was relatively unaffected by the process with a concentration of 413
ppm in POME fraction, 96.33 % yield and 552 g/l ester level.
Concentration process using supercritical COz technique was then done
on methyl esters phase of palm oil. Parameters studied were temperature and
pressure for the first step, followed by variation of processing/extraction time at
the optimum temperature and pressure.

Based on the results, the optimum condition for carotenoid concentration
was at P = 2500 psi and T = 6 0 ' ~for 6 hours, at which the process was able to

iii

concentrate carotenoid from 328 ppm to 12876 ppm (about 39 times) with 42%
carotenoid recovery. The yield of the residue fraction was 0.94%.
The rate of change of residual fraction during SFE process based on
absolute weight was successfully described by first order kinetic model,
whereas the change of ratio carotenoid and POME absolute w i g h t by raw
material followed first order as well. The rate constant (kR) for total residual
fraction (CR) changes, the rate constant (kpR)for ratio POMEIfeed (CpR) changes
and

) carotenoidlfeed ( C K ~ changes,
)
can be
the rate constant ( ~ K Rfor

-

-

expressed by equations : Ln CR= 0.7248 t + 5.1892 with kR= 0.72( h i ' ),

-

-

Ln CpR= -0.7261 t -0.1 152 with kpR= 0.72( hi' ) and Ln CKR= 0.2438t

-

7.9769 with kKR= - 0.24 ( h i ' ), respectively.

Key words: carotenoid concentration, Palm oil carotenoid, Supercritical fluid
extraction, Kinetics of carotenoid concentration.

Anny Sulaswatty.
MINYAK

SAWlT

KARAKTERISTIK PEMEKATAN KAROTENOID
DENGAN TEKNIK

EKSTRAKSI

FLUIDA

COz

SUPERKRITIK. (Dibawah bimbingan Moehammad Aman W. sebagai
ketua komisi pembimbing, Tien R. Muchtadi, A.F.S. Budirnan dan Anton
Apriyantono, serta Syahrul Aiman sebagai anggota komisi pembimbing.
Pemekatan karotenoid dari minyak sawit

mentah dilakukan dengan

beberapa tahap perlakuan awal dan untuk proses pemekatan digunakan teknik

ekstraksi fluida COz superkritik. Produk penelitian ini diharapkan merupakan
suatu konsentrat karotenoid yang aman dan dapat digunakan sebagai nutrifikan
produk pangan ataupun sumber provitamin A alami.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik pemekatan
karotenoid dari minyak sawit menggunakan teknik
superkritik serta mencari

ekstraksi fluida COz

model kinetika pemekatannnya agar dapat

memberikan landasan teknis proses peningkatan skala serta komersialisasi
pemekatan karotenoid minyak sawit sekaligus memperoleh pekatan karotenoid
yang aman dari sumber daya hayati kelapa sawit (Elaeis guineensis, Jacq).
Minyak sawit yang digunakan pada penelitian ini didapatkan dari buah
sawit varietas Tenera hasil olahan PT. Perkebunan Nusantara VIII, Kertajaya,
Banten selatan.
Percobaan diawali dengan pemilihan metoda perlakuan awal dari minyak
sawit mentah terbaik, yang meliputi metoda hidrolisis dan alkoholisis baik secara
kimiawi maupun enzimatis berdasarkan derajat hidrolisis atau tingkat ester serta

kandungan karotenoid dalam produk.
Hidrolisis enzimatis dari minyak sawit dilakukan dengan bantuan 2 (dua)
jenis enzim lipase komersial (Lipozyme-1M dari Rhizomucor miehei dan LipaseOF dari Candida cylindracea). Diamati pula kemungkinan penggunaan ulang dari

enzim.

Hidrolisis secara kimiawi dilakukan dengan penambahan &So,, .

HCI dan NaOH dalam metanol. Evaluasi produk mencakup derajat hidrolisis dan
kandungan karotenoid produk.
Alkoholisis minyak sawit secara kimia menggunakan katalis NaOMe,
sedangkan alkoholisis secara enzimatis menggunakan 2 jenis enzim amobil
(Lipozyme-IM dari Rhizomucor miehei dan Novozyme-435 dari Candida

cylindracea). Parameter analisisnya adalah

tingkat ester dan kandungan

karotenoid dari produk ester.
Hidrolisis enzimatis terhadap minyak sawit menggunakan enzim lipase

dari R. miehei (Lipozyme-IM) dengan aktivitas sebesar 6 BAUNIgram
menghasilkan kondisi optimum pada penggunaan Lipazyme 5% (b/b minyak
sawit), substrat minyak sawit 50% dan bufer fosfat pH 7.0, pada 4 5 ' ~selama 42
jam dengan kecepatan pengadukan 150 rpm.

Diperoleh derajat hidrolisis

89.82%, kandungan karotenoidnya 314 ppm, dapat dipertahankan sampai
90.96% dan dapat digunakan ulang hingga 8 kali serta masih dapat
'

mempertahankan derajat hidrolisis sebesar 86.2 % dari run pertama dengan
kandungan karotenoid sebesar 86% dari kandungan karotenoid produk fasa
lemak run pertama. Penggunaan Lipase-OF dari C. cylindracea dengan aktifitas
360.000 Ulgram

menghasilkan

derajat hidrolisis

93.1 1%, kandungan

karotenoid 300 ppm, dan perolehan karotenoid 92.03% dengan menggunakan
0.06 % Lipase-OF (blb minyak sawit), 80 % substrat minyak sawit dalam bufer
fosfat pH 6 selama 5 jam dibawah 45 OC dan 150 rpm. Dari kedua enzirn yang
digunakan, ternyata Lipase-OF mempunyai aktifitas hidrolitik yang lebih baik dari
pada Lipozyme-IM, namun masih perlu dikembangkan lebih lanjut untuk
memperoleh rendemen tinggi atau kemudahan cara pemisahan

enzim dari

substrat, karena walaupun penggunaan enzim Lipase-OF sangat kecil, namun
enzim ini tidak dapat digunakan ulang.
Dengan menggunakan katalis kimia asam-basa (HCI, HzS04 dan NaOH)
pada hidrolisis minyak sewit diperoleh derajat hidrolisis sekitar 80%, namun
menurunkan kandungan karotenoid dalam substrat sekitar 50% akibat adanya
asam kuat dalam proses yang digunakan sebagai katalis.

Alkoholisis minyak sawit secara kimiawi menggunakan katalis NaOHmetanol (NaOMe) menghasilkan kondisi optimum pada penambahan NaOH 1%
(bib minyak sawit) dengan perbandingan molar minyak sawit : metanol = 1 : 10

pada 60

OC

selama 1 jam. Fasa ester metil minyak sawit diperoleh sebesar

91.8% dengan kandungan karotenoid 413 ppm dan tingkat ester 552.4 grll serta
dapat mempertahankan karotenoid sebesar 96.3% dari minyak sawit awal.
Lipozyme-IM disamping mempunyai aktifitas hidrolitik, juga mempunyai
sifat esterifikasi. Penggunaan butanol sebagai donor alkil, dan konsentrasi
substrat minyak sawit 25% dan Lipozyme-IM 100 % (blb minyak sawit) pada
proses alkoholisis selama 24 jam pada 4 0 ' ~menghasilkan 93.6% fasa ester
dengan kandungan karotenoid 268 ppm, sehingga keberadaan karotenoid hanya
dapat diperoleh 75.5%. Sedangkan Novozyme 100% (blb minyak sawit) dalam
proses alkoholisis minyak sawit dengan 90 % etanol sebagai donor alkil pada
4 0 ' ~ selama 24 jam berhasil mempertahankan kadar karotenoid 338 ppm
(96.74 % blb karotenoid minyak sawit awal).
Dari beberapa perlakuan awal di atas, dipilih alkoholisis minyak sawit
secara kimiawi dengan menggunakan katalis NaOMe dengan beberapa
keunggulan antara lain, I). perolehan produk ester : 91.8 %, 2). karotenoidfasa

ester : 413 ppm ( 96.3% (b/bkarotenoid minyak sawit a w l ) ), 3). tingkat ester :
552.4 gll, 4). pemisahan fasa hasil antara tidak terlalu sulit

dan 5). teknik

preparasi relatif lebih mudah. Sedangkan perlakuan awal secara enzimatis,
walaupun punya keunggulan dapat digunakan ulang namun mempunyai kendala
pada teknik pemisahan produk .
Pemekatan karotenoid minyak sawit dilakukan dengan metoda ekstraksi
fluida COz superkritik didahului dengan perlakuan awal terpilih. Parameter
proses yang dipelajari untuk pernekatan karotenoid meliputi suhu, tekanan dan
waktu

pemekatan terhadap perolehan produk,

konsentrasi kandungan

karotenoid dalam produk, rendemen karotenoid, solubilitas, tingkat distribusi
proses. Dari data pengamatan dipelajari model kinetika pemekatannya.
Pada pemekatan karotenoid dari fasa ester metil minyak sawit dengan

teknik fluida COz superkritik, peningkatan tekanan proses ternyata menaikkan

vii

produk ekstrak, namun menurunkan selektifitas pelarut C01, sedangkan
pengaruh temperatur proses terhadap kelarutan agak sulit dianalogkan dengan
fenomena yang terjadi pada proses pemisahan lain, karena terdapat persaingan
efek kenaikan temperatur yang akan meningkatkan kelarutan bahan dalam
C02, namun kenaikan temperatur menyebabkan kerapatan CO2 menurun,

akibatnya daya larut COaikut menurun.
Didasarkan pada hasil analisis kandungan karotenoid, perolehan produk
dan fraksi ester metil asam lemak, kondisi optimum dicapai pada 2500 psi dan
6 0 ' ~dengan kandungan karotenoid dalam residu terpekatkan dari 328 ppm

menjadi 12876 ppm dengan 67 % p-karoten (39 kali pemekatan) selama 6 jam
proses sedangkan perolehan residu 0.94% dan perolehan karotenoid dalam
pekatan 42%(b/b karotenoid bahan awal).
Proses pemekatan karotenoid dengan teknik SF€ temyata relatif tidak
merubah komposisi ester metil asam lemak dalam ekstrak dengan komposisi :
palmitat : 46.02%, stearat 5.32 %, oleat 35.53% dan linoleat 13.13 % sedangkan
dalam komposisi dalam residu: 36.97 % : 11.46 % : 34.56 % : 17.00%.
Komposisi ester metil bahan baku adalah : 46.59 % : 7.06 % :32.65 %: 13.70 %.
Model kinetika pemekatan karotenoid dengan teknik SFE pada penelitian
ini, untuk satu kondisi proses pemekatan terpilih (2500 psi, 6 0 ' ~ ) ~didekati
dengan laju penurunan fraksi berat residu total (CR)mengikuti model kinetika
orde 1: Ln CR= - 0.7248 t' + 5.1892

dengan konstanta laju

= - 0.72 ( jam-' ),

demikian pula dengan laju penurunan rasio POME fraksi residulumpan (CpR )
diperoleh model : Ln CPR= -0.7261 t

- 0.72 (jam")

- 0.1152

dengan konstanta laju kpR =

dan laju perubahan rasio berat karotenoid dalam residulumpan

(CKR)diperoleh model : Ln CKR= - 0.2438 t - 7.9769 dengan konstanta laju kKR =

- 0.24 ( jam-' ).
Adanya fenomena terbawanya karotenoid dalam fasa ekstrak selama
proses pemekatan memperlihatkan, bahwa selektifitas proses

masih perlu

disempurnakan dengan mempelajari aspek termodinamika yang mencakup sifatsifat dasar dari kesetimbangan fasa yang terjadi pada sistem POME-karotenoidC02. Selanjutnya pengaruh tekanan dan temperatur selama waktu pemekatari

viii

terhadap

kandungan karotenoid dalam residu perlu dievaluasi untuk

mendapatkan informasi tentang enerji aktivasi. Selain itu aplikasi teknik SF€ ini
perlu dilengkapi dengan informasi stabilitas dan kemasan pekatan karotenoid
serta daur ulang COz.
Fenomena yang ditemukan dalam penelitian ini adalah :
Perlakuan enzimatis dan kimiawi menghasilkan produk yang berbeda, karena
tergantung dari karakteristik katalis serta pengaruh kondisi proses yang
digunakan.
Pemekatan karotenoid minyak sawit dapat dilakukan dengan teknik ekstraksi
fluida COs superkritik dengan perlakuan pendahuluan alkoholisis kirniawi
oleh NaOMe dan manipulasi kondisi proses.
Pemisahan karotenoid-POME tidak dapat dilakukan secara sempurna
dengan teknik SFE, karena adanya efek koekstraksi akibat kelarutan dari
karotenoid dalam POME serta selektifitas proses yang belum optimum
sehingga keduanya dapat terlarut dalam COz superkritik.

KARAKTERISTIK PEMEKATAN KAROTENOID
MINYAK SAWIT DENGAN TEKNIK
FLUIDA C02 SUPERKRlTlK

Oleh :
ANNY SULASWATTY
IPN 92522

Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Doktor dalam bidang llmu Pangan

PROGRAM STUD1 ILMU PANGAN
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1998

Judul Penelitian
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi

:

KARAKTERISTIK PEMEKATAN KAROTENOID
MINYAK SAWlT DENGAN TEKNIK FLUIDA
CO;! SUPERKRITIK
: Anny Sulaswatty
: IPN-92522
: llmu Pangan

Menyetujui :
1. Komisi Pembimbing :

A

,

Prof. Dr. Ir. H. Moehammad Aman W., MSc
(Ketua)

Dr. Ir. A. F. S. Budiman T., MSc
(Anggota)

I

I/

Y

Dr. Ir. ~ n t o hApriyantono, MS

2. Ketua Program Studi

Dr. lr. Joko Hermanianto
Tanggal lulus : 28 Agustus 1998

Prof. Dr. Ir. Tien R. Muchtadi, MS
(Anggota)

\

/

Dr. Ir. Syahrul Aiman

Penulis dilahirkan pada tanggal 11 Agustus 1957 di Bandung. Orang tua
penulis bernama : R. Taman Soejono dan R.Tuti Soelastri.
Penulis lulus dari SD.lgn Slamet Riyadi di Bandung pada tahun 1969,
lulus SMP Negeri IV Bandung tahun 1972 dan lulus SMA Negeri Ill Bandung
tahun 1975. Tahun 1976 melanjutkan pendidikan di Departemen Teknik Kimia,
lnstitut Teknologi Bandung dan lulus tahun 1981.
Sejak tahun 1982, penulis bekerja sebagai staf peneliti pada Puslitbang
Kimia Terapan- LIP1 Bandung hingga 1985. Pendidikan Pascasarjana tingkat
Magister penulis tempuh selama 3 tahun di Tokyo Univemdy of Agricultuns dan
Technology, Japan dalam bidang Bioprocess engineering dan lulus tahun 1988.
Sejak 1988 penulis kembali ke Puslitbang Kimia Terapan LIP1 Puspiptek,
Serpong, Tanggerang hingga sekarang. Selanjutnya pada tahun 1992 mengikuti
program S3 pada Fakultas Pascasarjana lnstitut Pertanian Bogor, Bidang llmu
Pangan.
Pada tahun 1984 penulis menikah dengan R.M.Bambang Sugeng dan
dikaruniai dua orang anak yaitu Rr.Biantika Kusuma Wardhani clan Rd.Biantoro
Kusumo Setiawan.

xii

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Pengasih
dan Maha Penyayang, atas anugerah dan limpahan rakhmat dan
hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan program studi serta
penyusunan laporan penelitian ini.
Penelitian dengan judul Karakteristik Karotenoid Minyak Sawit
dengan Menggunakan Metoda Fluida COz Superkritik

mencoba

melakukan kajian mekanisme pemekatan karotenoid minyak sawit, hingga
didapat informasi mekanisme dari proses pemekatan karotenoid minyak
sawit yang optimal untuk dapat digunakan sebagai komersialisasi provitamin
A minyak sawit pengganti vitamin A sintetis sehingga dapat melepaskan dari

ketergantungan impor vitamin A.
Penelitian ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu
persyaratan penyelesaian studi Program Pascasarjana (S3), Program Studi
,

llmu Pangan, lnstitut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, perkenankanlah penulis menyampaikan
ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggitingginya kepada Bapak Prof.Dr.lr.H.Moehammad Arnan Wirakartakusumah
MSc. selaku ketua kornisi pembimbing; Dr.lr.A.F.S.Budiman, Prof.Dr.lr.Tien
R.Muchtadi MS., Dr.lr. .Anton Apriyantono MS. dan Dr.lr.Syahrul Aiman

xiii

selaku anggota komisi, atas bimbingan, sumbangan pemikiran, kritik dan
saran serta pengarahannya baik selama penelitian di laboratorium dan di
lapangan maupun selama penulisan disertasi ini.
Kepada Pimpinan lnstitut Pertanian Bogor, Direktur Program
Pascasarjana, Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, Ketua Program Studi
llmu Pangan, serta Ketua Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Direktur
Pusat Antar Universitas PAU-IPB, Direktur Pusat Studi Pangan dan Gizi
CFNS-IPB beserta stafnya,

disampaikan juga ucapan terimakasih atas

kesempatan yang telah diberikan untuk mengikuti program S3 ini, serta
bantuan dana dan penggunaan fasilitas sehingga studi ini dapat
diselesaikan.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan pada Ketua LIPI, Kepala
Puslitbang Kimia Terapan- LIP1 dan seluruh staf dan karyawan Puslitbang
Kimia Terapan yang tak dapat disebut satu persatu,

atas bantuan,

bimbingan, dorongan moril dan materil serta penggunaan fasilitas yang
diberikan selama penulis menempuh studi.
Kepada Pengelola Bea-siswa STAID-World Bank BPP-Teknologi,
Diklat LIP1 dan Pengelola Proyek Hibah Bersaing Bapenas, penulis ucapkan
terima kasih atas bantuan dananya, juga kepada PT. Perkebunan Nusantara
VIII, Perkebunan Kertajaya Banten Selatan, atas bantuan bahan baku minyak
sawit nya sehingga studi ini dapat diselesaikan.

).

Akhirnya, kepada suami serta anak-anak tercinta disampaikan ucapan
terimakasih yang sebesar-besarnya atas segala perhatian, pengertian,
pengorbanan, dorongan dan doa yang selalu dipanjatkan selama masa studi
yang cukup panjang ini. Demikian pula kepada kedua orang tua, kakak, adik
dan saudara-saudara

serta sahabat-sahabat penulis, atas dorongan

semangat dan doa yang selalu menyertai selama penyelesaian studi ini.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan pada
tulisan ini, sehingga diharapkan saran dan kritik demi penyempumaannya.

Bogor, Agustus1998
Penulis,

:

DAFTAR IS1
BAB

Halaman

RINGKASAN.............................................................................................
DAFTAR IS1...........................................................................................

ii

xv

I. PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang masalah .................................................................
1.2. Tujuan penelitian ............................................................................
1.3. Kegunaan penelitian.......................................................................
1.5. Hipotesis.......................................................................................
II. TINJAUAN PUSTAKA...........................................................................

1
5

6
7
8

2.1. Kelapa sawit .................................................................................. 8
2.2. Minyak sawit .................................................................................. 11
2.2.1. Komposisi minyak sawit....................................................... 11
2.2.2. Sifat fisiko kimia minyak sawit .................................... :......... 15
2.3. Karotenoid ..................................................................................... 17
2.3.1. Klasifikasi ............................................................................ 19
2.3.2. Sifat-sifat karotenoid............................................................ 20
2.3.3. Karotenoid dan vitamin A .................................................... 21
2.3.4. Karotenoid minyak sawit ..................................................... 24
2.3.5. Perolehan kembali karotenoid minyak sawit ...................... 25
2.4. Teknik perlakuan tehadap minyak sawit ....................................... 29

..................................................... 30
2.4.1 .1. Hidrolisis minyak sawit secara enzimatis .............. 31
2.4.1.2. Hidrolisis kimiawi minyak sawit .............................. 34
2.4.2. Alkohoiisis minyak sawit ..................................................... 35
2.4.2.1. Alkoholisis minyak sawit secara enzimatis .............. 38
2.4.2.2. Alkoholisis minyak sawit secara kimiawi................. 41

2.4.1. Hidrolisis lninyak sawit

2.5. Ekstraksi minyak sawit dan karotenoid.......................................... 43
2.5.1. Ekstraksi secara mekanik ..................................................
2.5.2. Ekstraksi dengan pelarut kimia...........................................
2.5.3. Ekstraksi fluida superkritik (SFE) .......................................
2.5.4. Kinetika ekstraksi fluida superkritik ....................................

47
48
50
63

Ill. METODOLOGI PENELlTlAN

3.1. Tempat dan waktu ................................
.
..........................................68
3.2. Bahan dan aiat ............................................................................. 68
3.3. Metoda penelitian..........................................................................71
3.3.1. Perlakuan pendahuluan terhadap CPO............................. 72
3.3.2. Pemekatan karoten dengan teknik fluida COz
superkritik .......................................................................... 80
..
3.3.4. Metoda analisis................................................................... 83
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisis sifat fisiko kimia minyak sawit ....................................... 91
4.2. Perlakuan pendahuluan.............................................................
4.2.1.
4.2.2.
4.2.3.
4.2.4.

93

Hidrolisis minyak sawit secara enzimatis ......................
93
Hidrolisis minyak sawit secara kimiawi ............................ 115
Alkoholisis minyak sawit secara enzimatis ...................... 123
Alkoholisis minyak sawit secara kimiawi.......................... 140

4.3. Pemekatan karotenoid minyak sawit dengan teknik
fluida COasuperkritik.............................................................

153

4.3.1. Persiapan ester metil minyak sawit (Palm Oil Metil
EsterIPOME) dari minyak sawit ...................................... 155
4.3.2. Pemekatan karotenoid dari POME pada beberapa
temperatur dan tekanan dalam proses SFE ................... 156
4.3.3. Ketergantungan proses pemekatan karotenoid
minyak sawit terhadap waktu ekstraksi ........................... 193
4.3.4. Kinetika pimekatan karotenoid
. . dengan teknik
ekstraksi fluida COz superkr~t~k
...................................... 208

V . KESIMPULAN .DAN SARAN
5.1. Kesimpulan.................................................................................219
5.2 Saran ..........................................................................................221
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................222
LAMPIRAN ............................................................................................. 238

DAFTAR TABEL
Nomor Tabel

Teks

Halaman

1.

Perkembangan produksi minyak sawit dunia menurut
negara produsen utama........................................................... 9

2.

Komposisi minyak sawit dibandingkan dengan minyak
nabati lain ...............................................................................

12

3.

Komposisi asam lemak minyak sawit ....................................... 14

4.

Karakteristik komponen minyak sawit ...................................

5.

Komposisi karotenoid minyak sawit .......................................... 25

6.

Residu pelarut organik yang diijinkan dalam makanan ............ 49

7.

Karakteristik suatu fluida pada berbagai fasa ................

8.

Besaran kritik dari beberapa senyawa ....................................

16

., ........ 53
54

Penggunaan fluida superkritik dalam proses pemisahan......... 62
Faktor dan taraf percobaan hidrolisis CPO secara enzimatis ... 73
Faktor dan taraf percobaan hidrolisis CPO secara kimiawi....... 75
Faktor dan taraf percobaan alkoholisis CPO secara enzimatis. 77
Sifat fisiko kimia minyak sawit mentah (CPO) ..........................92
lnteraksi variabel pada hidrolisis minyak sawit
dengan Lipozyme IM .............................................................. 110
lnteraksi variabel pada hidrolisis minyak sawit
dengan Lipase.OF ................................................................. 1A2
Al koholisis minyak sawit -metanol oleh Lipozyme-IM pada
interaksi konsentrasi enzim dan perbandingan minyak sawit :
metanol........... :......................................................................133

17.

Konsistensi hasil alkoholisis minyak sawit dengan
NaOMe ................................................................................. 142

18.

Perubahan kecepatan putar pada pemisahan hasil
alkoholisis minyak sawit oleh NaOMe .................................. 148

19.

lnteraksi % NaOH dan perbandingan minyak sawit : metanol
dalam alkoholisis minyak sawit dengan NaOMe ...................149

20.

Rangkuman perlakuan pendahuluan optimum terhadap
minyak sawit mentah ...........................................................154

21.

Komposisi asam lemak minyak sawit (CPO) dan ester metil
minyak sawit (POME) ............................................................ 156

DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Tabel

Teks

Halaman

1.

Analisis sidik ragam proses hidrolisisis minyak sawit secara
enzimatis ..............................................................................238

2.

Analisis sidik ragam proses hidrolisis minyak sawit secara
kimia ......................................................................................249

3.

Analisis sidik ragam hasil alkoholisis minyak sawit secara
enzimatis .......: .......................................................................252

4.

Analisis sidik ragam hasil alkoholisis minyak sawit secara
kimiawi ....................................................................................254

5.

Gambaran spooting ester matil hasil alkoholisis minyak sawit
dengan metoda kromatografi lapis tipis .................................. 257

6.

Kromatogram ester metil asam lemak standar (palmitat,
stearat, oleat, linoleat, linolenat) dengan metoda kromatografi
gas .......................................................................................... 257

7.

Kromatogram a- dan P-karoten standar dengan metoda
kromatografi cair kinerja tinggi............................................... 258

xix

8.

Krornatograrn a- dan P-karoten dalam CPO dan POME
dengan metoda kromatografi cair kinerja tinggi....................258

9.

Krornatograrn a- dan P-karoten dalam fraksi ekstrak
dan residu SFE dengan metoda kromatografi cair kinerja
tinggi .......................................................................................258

10.

Kromatogram ester metil dari rninyak sawit mentah,(CPO...... 259

11.

Kromatogram ester metil hasil alkoholisis minyak swit mentah
selama pemekatan karotenoid dengan SFE...........................259

12.

Densitas C02(g/cm3)pada berbagai variasi tekanan dan
temperatur ..............................................................................260

13.

Neraca masa karotenoid dan peruthhan konsentrasi
karotenoid pada perubahan tekanan dan temperatur proses
pemekatan karotenoid minyak sawit selama 4 jam SFE..........261

14.

Neraca masa karotenoid dan perubahan konsentrasi
.
karotenoid selama perubahan waktu proses pemekatan'
karotenoid minyak sawit pada tekanan 2500 psi dan 6 0 ' ~.....262

15.

Jumlah C02 yang digunakan, jumlah ester asam lemak serta
solubilitas asam lernak dalarn C02 pada pemekatan
karotenoid minyak sawit dengan SF€ selama 4 jam ..............263

16. .

Jumlah C 0 2 yang digunakan, jumlah ester asam lemak serta
solubilitas asam lemak dalam C 0 2 pada 2500 psi dan 6 0 0 ~
kondisi pemekatan karotenoid minyak sawit dengan SFE ..... 264

17.

Pengaruh tekanan dan temperatur proses pada jenis dan
komposisi ester rninyak sawit hasil pemekatan karotenoid
minyak sawit dengan SFE selama 4 jam ................................ 265

18.

Pengaruh tekanan dan ternperatur proses pada jenis dm
komposisi ester minyak sawit pada 2500 psi dan 6 0 ' ~
hasil pemekatan karotenoid minyak sawit dengan SFE ........ 266
Analisis sidik ragam pemekatan karoten dari POME denaan
teknik SFE ................................

DAFTAR GAMBAR
Nomor

Teks

Halaman

Diagram pohon lndustri sawit .................................................. 10
Struktur dasar karotenoid .................................................. 17
Struktur molekul isoprena........................................................ 18
Beberapa struktur molekul karotenoid yang terdapat
dalam minyak sawit ................................................................. 20
Disposisi P-karoten di dalam tubuh ......................................... 22
Struktur kimia P-karoten dan retinol......................................... 23
Reaksj penyabunan minyak atau lemak kasar ......................... 26
Profil konsentrasi pada perpindahan masa dalam interfasa..... 46
Diagram fasa tekanan dan temperatur untuk suatu
senyawa murni........................................................................ 52
Hubungan antara tekanan-densitas tereduksi dari C02pada
beberapa temperatur tereduksi ............................................... 55
Kekentalan dan suhu tereduksi dalam berbagai tekanan
tereduksi suatu ftuida .............................................................. 56
Prinsip proses pemisahan dengan teknik fluida
superkritik ................................................................................ 58
Gambar dan skema unit sistem ekstraksi fluida COz
superkritik ................................................................................70
Diagram alir proses hidrolisis CPO secara enzimatis.............. 72
Diagram alir proses hidrolisis kirniawi dari CPO...................... 76
Diagram alir proses alkoholisis CPO secara enzimatis ........... 78

Diagram alir proses alkoholisis CPO secara kimiawi .............. 80
Diagram alir proses pemekatan karoten sawit dengan
teknik ekstraksi fluida C02 superkritik.................................... 82
Pengaruh pH bufer fosfat pada hidrolisis CPO oleh
Lipozyme-IM............................................................................94
Pengaruh konsentrasi Lipozyme-IM pada hidrolisis
minyak sawit ............................................................................ 95
llustrasi proses hidrolisis minyak oleh lipase .......................... 96
Variasi konsentrasi Lipase OF pada hidrolisis CPO................ 98
Pengaruh konsentrasi substrat pada hidrolisis CPO oleh
Lipozyme-IM ........................................................................... 99
Pengaruh konsentrasi substrat pada hidrolisis CPO oleh
Lipase-OF............................................................................. 101
Variasi Temperatur pada Hidrolisis minyak sawit oleh
Lipozyme .............................................................................. 102
Variasi temperatur pada hidrolisis minyak sawit oleh
Lipase-OF.............................................................................. 103
Hubungan antara kecepatan pengadukan pada hidrolisis
oleh Lipozyme ...................................................................... 105
Perubahan kandungan karoten dan derajat hidrolisis
selama proses hidrolisis minyak sawit oleh Lipozyme.......... 107
Pengaruh derajat Hidrolisis dan Kandungan Karoten
selama Hidrolisis CPO oleh LipaseOF ................................ 108
Penggunaan ulang Lipozyme pada hidrolisis CPO .............. 114
Pengaruh konsentrasi H2SO4pad3 hidrolisis minyak sawit .. 117
Variasi konsentrasi HCI pada hidrolisis minyak sawit ......... 118
Pengaruh perbandingan air : metanol pada hidrolisis
minyak sawit dengan penambahan NaOH 15% .................. 121

mii

Variasi konsentrasi NaOH dalam Hidrolisis minyak sawit
pada perbandingan air : metanol 7:3. .................................. 122
Pengaruh konsentrasi Lipozyme-IM pada alkoholisis
minyak sawit dengan butanol ............................................... 125
Pengaruh konsentrasi Novozyme-435 terhadap hasil
produk alkoholisis minyak sawit -etano1 ............................... 127
Alkoholisis minyak sawit oleh Lipozyme-IM dalam berbagai
variasi perbandingan heksan-butanol ...................................128
Pengaruh perbandingan pelarut : etanol terhadap hasil
alkoholisis minyak sawit oleh Novozyme-435.. ......................130
$.

Peranan jumlah butanol pada hasil alkoholisis minyak sawit
oleh Lipozyme-IM .................................................................. 131
Pengaruh perbandingan CP0:etanol pada alkoholisis
minyak sawit oleh Novozyme-435 ........................................132
Perubahan total karoten ester minyak sawit terhadap
komposisi substrat pada beberapa konsentrasi enzim
Lipozyme-IM ..........................................................................134
Pengaruh konsentrasi Lipozyme-IM terhadap tingkat ester
pada variasi perbandingan minyak sawit:etanol .................... 135
Alkoholisis minyak sawit-metanol oleh Lipozyme-IM pada
beberapa temperatur proses ................................................. 138
Perubahan hasil alkoholisis minyak sawit oleh LipozymelM
terhadap waktu proses ...........................................................139
Perubahan perbandingan molar minyak sawit : metanol
terhadap h'asil alkoholisis minyak sawit kasar oleh
NaOMe .................................................................................144
Optimasi penambahan pelarut dalam proses pemisahan
hasil alkoholisis minyak sawit secara kimia oleh NaOMe...... 145
Pengaruh waktu proses terhadap perolehan produk ester
metil dan kandungan total karotenoid produk..................... 147

Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap perolehan produk
alkoholisis minyak sawit kasar pada beberapa perbandingan
minyak sawit : metanol ......................................................... 150
Perubahan tingkat ester terhadap konsentrasi NaOH pada
beberapa perbandingan mol substrat.. ................................. 151
Perubahan kandungan total karotenoid produk ester metil
terhadap konsentrasi NaOH pada beberapa perbandingan
minyak sawit-metanol ........................................................... 152
Pengaruh tekanan dan temperatur terhadap perolehan
ekstrak dan residu pada variasi temperatur proses SFE...... 158
Perolehan produk ekstrak dan residu terhadap temperatur
proses pada variasi tekanan................................................. 160
Gambaran model tiga dimensi hubungan perolehan produk
ekstrak dan residu dengan metoda RSM terhadap
temperatur dan tekanan proses............................................ 161
Pengaruh tekanan terhadap kandungan total karotenoid
dalam fraksi ekstrak dan residu hasil pemekatan dengan
SFE pada beberapa temperatur proses ............................... 162
Gambaran model tiga dimensi hubungan kandungan
karotenoid fraksi ekstrak dan residu dengan metoda RSM
terhadap temperatur dan tekanan proses SFE.....................164
Perubahan kandungan karotenoid absolut fraksi ekstrak
dan residu hasil pemekatan terhadap tekanan pada
beberapa temperatur proses SFE ........................................ 166
Perubahan kandungan a-karoten fraksi ekstrak dan residu
selama perubahan tekanan pada beberapa temperatur
SFE ....................................................................................... 169
Perubahan kandungan p-karoten fraksi ekstrak dan residu
selama perubahan tekanan pada beberapa temperatur
SFE.......................................................................................171
Perubahan kandungan a-karoten fraksi ekstrak dan residu
terhadap temperatur pada beberapa tekanan SF€ .............. 172

xxiv

Perubahan kandungan p-karoten fraksi ekstrak dan residu
selama perubahan temperatur pada beberapa tekanan
SFE ......................................................................................
173
Perubahan rendemen karotenoid dalam ekstrak dan residu
terhadap tekanan pada variasi temperatur selama 4 jam
SFE ........................................................................................ 174
Perubahan rendemen karotenoid dalam ekstrak dan residu
terhadap temperatur pada beberapa tekanan selama 4 jam
proses SFE ............................................................................176
Gambaran model tiga dimensi hubungan rendemen
karotenoid fraksi ekstrak dan residu dengan metoda RSM
terhadap temperatur dan tekanan proses SFE...................... 178
Perubahan kelarutan karotenoid dalam C02terhadap
tekanan dan temperatur proses SFE.................................... 179
Pengaruh tekanan dan temperatur terhadap daya larut
metil palmitat dalam C02 pada pemekatan karotenoid :
minyak sawit selama 4 jam SFE ........................................... 184
Pengaruh tekanan dan temperatur SFE terhadap kandungan
metil palmitat dalam residu pada 4 jam pemekatan karotenoid
minyak sawit .......................................................................... 186
Pengaruh tekanan dan temperatur SFE terhadap kandungan
metil oleat dalam residu pada 4 jam pemekatan karotenoid
.
minyak sawit .......................................................................... 188
,

Pengaruh densitas dan viskositas COz superkritik
terhadap perolehan ekstrak dan residu selama proses
pemekatan ............................................................................ 190
Perubahan'konsentrasi karotenoid fraksi residu dan ekstrak
terhadap perubahan densitas COz...................................... 191
Pengaruh densitas COz superkritik terhadap kandungan
asam lemak dalam fraksi residu .......................................... 192
Pengaruh waktu proses pemekatan terhadap perolehan
ekstrak dan residu ............................................................... 194

Perubahan karotenoid , a- dan P-karoten fraksi ekstrak
dan residu terhadap waktu pemekatan dengan SF€ ........... 197
Perubahan karoten absolut dan komposisi a- serta
P-karoten fraksi ekstrak dan residu terhadap waktu
pemekatan dengan SFE ................................................ 200
Rendemen karotenoid dalam fraksi residu terhadap
waktu pemekatan dengan SFE pada tekanan 2500 psi,
60 OC .................................................................................... 202
Pengaruh waktu proses SFE terhadp jumlah ester asam
lemak dalam ekstrak dan residu ..........................................203
Hubungan berat absolut POME dalam pemekatan dengan
SF€. ..................................................................................... 204
Hubungan daya larut karotenoid dalam C02terhadap waktu
pemekatan karotenoid minyak sawit dengan SFE ............... 205
Pengaruh waktu proses pemekatan terhadap daya larut
asam lemak dalam C02................................................ 206
Tingkat distribusi karotenoid selama proses pemekatan
karotenoid minyak sawit ...................................................... 207
Perubahan berkurangnyajumlah residu POME dan
bertambahnya konsentrasi karotenoid serta penrbahan
berat absolut karotenoid dalam residu terhadap waktu
.................................... 21 1
pemekatan pada 2500 psi den 6 0 ' ~
,

Laju penurunan berat POME fraksi residu dengan
pendekatan model kinetika orde 1....................................... 213
Perubahan rasio berat absolut karotenoid dan POME
terhadap umpan dalam fraksi residu terhadap waktu
pemekatan pada 2500 psi dan 6 0 ' ~
.................................... 215
Laju penurunan POME fraksi residu selama 9 jam proses
SF€ dengan pendekatan model kinetika orde 1.................. 216
Laju perubahan rasio berat absolut karotenoidlumpanfraksi
residu selama 9 jam proses dengan pendekatan model
kinetika orde 1.................................................................... 217

CPO

Crude Palm Oil

SFE

Supercritical Fluid Extraction

POME

:

Palm Oil Methyl Ester

IU

lnternasional Unit

POM

Pengawasan Obat dan Makanan

coz- SC

: Carbon Dioxide Supercritic

Tripalmitin

PPP

000

:

Triolein

POP

Palmitat, Oleat, Palmitat

PO0

: Palmitat, Oleat, Oleat
Palmitat, Palmitat, Oleat

PPO
PKO

Palm Kernel Oil

PORIM : Pal Oil Research Institute Malaysia
FDA

Food and Drug Association

RE

Retinol ekivalen

IUB

International Union of Biochemistry

FFA

Free Fatty Acid

MG

Mono Gliserida

DG

Di Gliserida

PFAD

'

: Palm Fatty Acid Distillate

PC

Tekanan kritik

Tc

TemperatClr kritik

PC

Densitas kritik

P

Pressuh (Tekanan)

T

Temperature (Temperatur)

SFC

Supercritical Fluid Chromatography

I. PENDAHULUAN
1;l. LATAR BELAKANG MASALAH
Kelapa sawit (Elaeis guineensis, Jacq.) merupakan komoditas nonmigas
yang telah ditetapkan sebagai satah satu komoditi yang dikembangkan menjadi
produk lain untuk ekspor. Produksi kelapa sawit di lndonesia mencapai urutan
kedua dari produksi dunia setelah Malaysia. Pada tahun 1993 luas areal
perkebunan mencapai 1.381.000 Ha dengan produksi minyak sawit sebesar
4.01 1.000 ton. Dari produksi tersebut 1.604.400 ton telah diekspor, sisanya
2.406.600 ton digunakan untuk konsumsi dalam negeri (Lubis, 1993). Menurut
Direktorat Jenderal Perkebunan (1995) produksi minyak sawit pada tahun 2000
diperkirakan akan mencapai 7.465.000 ton dan pada tahun 2010 Indonesia akan
mencapai 12.293.000 ton serta menjadi penghasil kelapa sawit nomor satu.
Realisasi luas areal perkebunan sawit tahun 1997 sebesar 2.587.000 Ha dengan
produksi CPO 5.774.000 ton ( Direktorat Jenderal IHPK, 1998).
*

Minyak sawit (CPO) adalah minyak yang diperoleh dari bagian mesokarp
buah sawit dengan cara ekstraksi yang dapat dilakukan dengan berbagai cara,
yaitu dengan rendering, pengepresan mekanik, ekstraksi dengan pelarut atau
menggunakan ekstraksi fluida superkritiWSupemritica1Fluid Extraction (SFE).
Sekitar 90 persen minyak sawit digunakan untuk bahan pangan, seperti minyak
goreng, margarin dan minyak salad, selain itu digunakan untuk industri non
pangan seperti produk-produk oleokimia dan lainnya (Kosasih, 1991).

Pengembangan perkebunan dan industri minyak sawit mempunyai
kepentingan yang strategis bagi perekonomian Indonesia, antara lain untuk
meningkatkan potensi sumber daya, guna memenuhi kebutuhan minyak dalam
negeri, memberikan lapangan kerja dan meningkatkan pendapatan masyarakat
melalui kegiatan produksi, pengolahan dan rantai perniagaan serta untuk
meningkatkan devisa negara melalui penerimaan ekspor.
Keunikan minyak sawit dibandingkan dengan minyak nabati lain adalah
terkandungnya pigmen karotenoid sekitar 500 sampai 1000 ppm (setars dengan
60.000 IU aktivitas vitamin A per 100 g), berwama kuning merah dengan
komposisi a-,p-, y-karoten dan xantofil (Goh, 1985; Muchtadi, 1992; Muchtadi,
1995), selain dapat dimanfaatkan selain sebagai sumber provitamin A

(P-

karoten memiliki 100 % aktifitas vitamin A, sedangkan a-karoten memiliki 5054%), terbukti juga dapat mencegah penyakit jantung koroner dan penyakit

kanker serta mengganti set yang rusak (Iwasaki et al., 1992). Dengan
pertimbangan nilai nutrisi dan fungsional P-karoten yang potensial terkandung
dalam

minyak sawit, maka perlu dipelajari beberapa upaya untuk dapat

mempertahankan atau memanfaatkan sebanyak-banyaknya karoten dalam
minyak sawit tersebut.'
Proses ekstraksi minyak sawit sampai saat ini masih ditujukan untuk
produk akhir sebagai minyak goreng. Proses diawali dengan pemanasan yang
kemudian

dilanjutkan

dengan

perontokkan,

perebusan,

pengempaan,

penyaringan, penjernihan dan penyimpanan. Pada proses penjemihan

diusahakan agar penampakkan minyak jernih tanpa warna, padahal warna yang
terkandung adalah karotenoid yang diperlukan tubuh (Hartley, 1970).
Kebutuhan nasional vitamin A untuk penanggulangan s e k i r 7%
penduduk Indonesia yang kekurangan vitamin A (12,6 juta orang), diperkirakan
membutuhkan sejumlah 200.000 IUl6 bulanlorang x 1 tahun x 180 juta x 7 % =
5.1 x 10 l2 IU ( 5.1 trilyun IU ). Sampai tahun 1993, 80 % pengadaan vitamin A
Indonesia masih bergantung pada UNICEF dan sejak tahun 1997 bantuan
tersebut sudah dihentikan (Dirjen POM, 1998).
Berbagai metode ekstraksi dan perdehan kembali 9-karoten dari minyak
sawit telah dilakukan oleh peneliti terdahulu, a. I. dengan metoda saponifikasi
(Blaizot,1953), adsorpsi (Naibaho, 1983; Bina, 1994), Presipitasi (Mafo, 1952),
ekstraksi dengan pelarut selektif (Passino,l952), distilasi molekuler (Ooi,1986),
alkoholisis diikuti dengan distilasi (Lion fat and Oil Co.,1976; Iwasaki, 1992),
alkoholisis diikuti dengan distilasi molekuler (Ooi,1994), ekstraksi dengan fluida
superkritik (Muchtadi et al., 1995; Choo, 1996).
Ekstraksi karotenoid dengan metoda konvensional seperti adsorpsi atau
dengan pelarut organik, pada umumnya mempunyai kendala pada rendemen,
kemurnian dan stabilitas produk yang masih rendah ataupun kebutuhan energi
yang tinggi, sehingga perlu dicari metoda ekstraksi yang dapat menghasilkan
rendemen dan kemurnian tinggi, berwawasan lingkungan serta stabil terhadap
lingkungannya.
Ekstraksi fluida CO2' superkritik adalah metoda yang berkembang pada
dekade terakhir ( 51900 ) yang menggunakan prinsip pemisahan komponen

diatas titik kritis, tekanan dan suhu dari suatu fluida. Cara ini mempunyai
keunggulan dalam menghasilkan produk yang lebih murni, karena C02
berpolaritas setara dengan H20tetapi tetap sebagai senyawa karbon, sehingga
mudah dipisahkan dan dihasilkan pemisahan yang relatif lebih efisien dan efektif
(Rizvi, 1986). Cara ini tidak merusak bahan yang sensitif terhadap panas atau
termolabil seperti vitamin karena ekstraksi dilakukan pada suhu rendah, oleh
karena itu maka teknik ekstraksi COs superkritik ini berpeluang menjadi alternatif
bagi industri kelapa sawit terutama dalam mengekstrak minyak sawit kaya
karotenoid atau memekatkan karotenoid minyak sawit.
Pemekatan karotenoid minyak sawit dengan teknik SFE didasari oleh
sifat kelarutan karotenoid dalam CO2 sangat rendah

sehingga usaha

memperoleh karotenoid minyak sawit dilakukan dengan cara memisahkan
komponen lain dan meninggalkan karotenoid dalam fraksi residu. Komponen
tertinggi yang berada dalam CPO adalah trigliserida yang mempunyai berat
molekul cukup tinggi dan memerlukan tekanan lebih besar atau pada 3500 psi
untuk dapat terekstrak dengan fluida C02-SC (Muchtadi, 1992; Hay et al., 1995)
sehingga dengan adanya perlakuan

awal CPO kemungkinan dapat

mempermudah proses pemisahan karotenoid dengan komponen lainnya.
Beberapa teknik perlakuan terhadap CPO dilaporkan oleh peneliti
pendahulu seperti James (1985) dengan menggunakan enzim lipase sebagai
katalis, komponen-komponen minyak sawit dapat dipecah menjadi komponen
yang lebih spesifik dan sederhana. Hidrolisis CPO secara kimiawi oleh Lange
(1946) dan secara enzimatis dipelajari oleh Linfield et all (1984) menggunakan

enzim lipase dari Candida rugosa, Aspergillus niger dan Rhizopus anhizus.'

Alkoholisis secara kimiawi terhadap CPO dapat dilakukan dengan katalis NaOH
dalam metanol (Ooi, 1994) atau secara entimatis menggunakan enzim lipase
Novozyme-435 dari Candida antartica, Lipozyme IM dari Rhizomucor miehei
membentuk ester metil dari minyak sawit (Palm Oil Metil EsterIPOhAE).
Perlakuan hidrolisis dan alkoholisis memungkinkan untuk digunakan sebagai
perlakuan awal dari CPO

sebelum dilalukan pada sistem SFE-C02 untuk

mendapatkan pekatan karotenoid dan memisahkannya dari asam-asam atau
ester-ester asam lemak sawit.
Pengolahan CPO secara konvensional di pabrik pada umumnya
menurunkan kadar karotenoid sebanyak 23-80% (Muchtadi et al.,

1995).

Ekstraksi minyak kaya karotenoid dari mesokarp buah sawit dengan fluida
superkritik pada kondisi 3500 psi dan 40 OC selama 4 jam menghasilkan minyak
sawit dengan penurunan sedikit kandungan karoten dengan perolehan produk
18% (Muchtadi, 1992). Peningkatan kondisi proses ke tekanan 4500 psi dan
temperatur 40 "C selama 5 jam didapatkan perolehan produk 26% dengan
rendemen karotenoid 91% (Muchtadi et al., 1994).
Pada penelitian ini dipelajari karakteristik proses pemekatan karotenoid
sawit dari CPO dengjan teknik fluida C& superkntik yang didahului dengan
salah satu perlakuan awal secara kimia atau enzimatik dari CPO sehingga
didapatkan rendemen dan konsentrasi karotenoid yang tinggi dalam residu.

1.2. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan umum penelitian ini adalah mempelajari karakteristik proses
pemekatan

karotenoid minyak sawit menggunakan teknik ekstraksi fluida

superkritik C 0 2 untuk mendapatkan pekatan karotenoid

yang dikoleksikan

dalam fraksi residu. Diharapkan dapat dihasilkan pekatan karotenoid dengan
konsentrasi P-karoten tinggi sebagai bahan nutrifikanlfortifikanproduk pangan.
Secara rinci tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Mempelajari pengaruh proses hidrolisis CPO secara enzimatislkimiawi

terhadap kandungan karotenoid hasil produk hidrolisis yang akan diterapkan
sebagai langkah awal dari pemisahan karoten dengan komponen lainnya
menggunakan fluida COz superkritik.
2. Mempetajari pengaruh proses alkoholisis CPO secara enzimatis dan secara

kimiawi terhadap kandungan karotenoid hasil produk dibandingkan dengan
metoda hidrolisis untuk dipilih sebagai perlakuan awal pemekatan karotenoid
dengan fluida COz superkritik.
3. Menentukan kondisi optimum proses pemekatan karotenoid menggunakan

SFE dengan kriteria produk akhir pekatan berkadar karoten dan rendemen
tinggi yang didahului dengan perlakuan awal terpilih.
+

4. Mempelajari kinetika pemekatan karotenoid minyak sawit dengan teknik fluida

C02 superkritik pada kondisi proses terpilih.

1.3. KEGUNAAN PENELlTlAN
Penelitian ini diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi tentang pengaruh perlakuan proses hidrolisis dan

alkoholisis baik secara kimiawi maupun enzimatis terhadap kandungan

karotenoid dalam hasil hidrolisis atau alkoholisis, yang akan digunakan
sebagai pertakuan awal dalam pemekatan karotenoid minyak sawit.
2. Memberikan informasi tentang metoda pemekatan karotenoid minyak sawit

dengan menggunakan teknik SFE.
3. Memperkenalkan salah satu model pemekatan karotenoid minyak sawit
dengan teknik SFE.
4.

Memberikan nilai tambah bagi produk asal minyak sawit.

1.4. HlPOTESlS
1. Metoda hidrolisis/alkoholisis CPO

yang dilakukan sebelum pemekatan

dengan teknik SF€, mempermudah proses pemisahan komponen karena
kelarutan trigliserida dalam C02 lebih rendah dari pada asam lemak atau
esternya sehingga dengan adanya perlakuan awal dari CPO dapat
menurunkan tekanan proses yang diperlukan dalam pemisahan karotenoid.

2. Dengan

memanipulasikan teka