KARAKTERISTIK EKSTRAKSI MINYAK DARI BIJI
ALPUKAT (
Persea Americana
Mill) MENGGUNAKAN
PELARUT N-HEPTANA
SKRIPSI
Oleh
RESI LEVI PERMADANI
110405072
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KARAKTERISTIK EKSTRAKSI MINYAK DARI BIJI
ALPUKAT (
Persea Americana
Mill) MENGGUNAKAN
PELARUT N-HEPTANA
SKRIPSI
Oleh
RESI LEVI PERMADANI
110405072
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
KARAKTERISTIK EKSTRAKSI MINYAK DARI BIJI ALPUKAT (Persea Americana Mill) MENGGUNAKAN
PELARUT N-HEPTANA
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 14 Oktober 2015
Resi Levi Permadani
iii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Karakteristik Ekstraksi Minyak dari Biji Alpukat (Persea Americana Mill) Menggunakan Pelarut N-heptana”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
1. Penelitian ini memberikan informasi mengenai pengaruh suhu, massa dan volume pelarut pada ekstraksi minyak biji alpukat dengan pelarut n-heptana. 2. Penelitian ini memanfaatkan limbah biji alpukat yang selama ini dibuang begitu saja dan menggunakan pelarut n-heptana yang dianggap lebih aman penggunaannya dibanding heksana.
3. Penelitian ini memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai pemanfaatan limbah biji apukat supaya dapat memberikan nilai ekonomis terhadap biji alpukat.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Dra. Siswarni MZ, MSi selaku Pembimbing. 2. Ir. Lilis Sukeksi, M.Sc., Ph.D selaku Penguji. 3. Ir. Seri Maulina, M.SChe, Ph.D selaku Penguji. 4. Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT selaku Penguji. 5. Ir. Renita Manurung, MT selaku Koordinator Skripsi.
6. Ir. Bambang Trisakti, MT selaku Kepala Laboratorium Proses Industri Kimia.
iv
9. Dr. Eng. Ir. Irvan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia USU.
10. Dr. Ir. Fatimah, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia USU.
11. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan banyak ilmu yang berharga dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
12. Rekan penelitian Atikah Risyad atas kerjasamanya yang luar biasa selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
13. Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk 2011 terutama Rahayu Wulandari, Widya Gema Bestari, Nadya Gema Bestari, Dania Khaerani Syabri, Dwi Gita Ferani, Ayu Afrina, Nurul Aini, Suci Damayanti, Yusrina Ika Putri, Riska Rinda Pramasti, Bunga Indah Sari, Olivia Putri Wardani, Aidil Saputra, Rio Nazif, Intan Afrilia, Nurhayani, William dan M. Fauzy Ramadhan Tarigan yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa, pembelajaran hidup dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Oktober 2015
Penulis
v
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk :
Bapak & Ibu tercinta
Bapak Jumadi dan Ibu Kamisah
Orang tua dengan perhatian dan kasih sayang yang telah
membesarkan dan mendidikku hingga seperti saat ini.
Terima kasih atas pengorbanan, cinta kasih
dan do’a yang
selalu
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Resi Levi Permadani
NIM : 110405072
Tempat, tanggal lahir : Tebing Tinggi, 07 Mei 1994 Nama Orang Tua : Jumadi dan Kamisah
Alamat Orang Tua:
Desa Sukamaju Kec. Singingi Hilir Kab. Kuantan singing Prov. Riau
Asal Sekolah:
SDN 013 Singingi Hilir Prov. Riau tahun 1999–2005
SMPN 04 Singingi Hilir Prov. Riau tahun 2005–2008
SMAN 03 Pekanbaru tahun 2008–2011 Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2014/2015
vii
ABSTRAK
Biji alpukat (Persea americana mill) dapat dijadikan sebagai sumber minyak nabati karena kandungan protein dan minyaknya yang cukup tinggi. Minyak biji alpukat diperoleh dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut n-heptana. Heptana dapat dijadikan sebagai pelarut alternatif karena penggunaannya tidak menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji karakteristik proses ekstraksi minyak dari biji alpukat. Rancangan penelitian menggunakan metode Response Surface Methodology-Central Composite Design (RSM-CCD) dengan variabel suhu ekstraksi, massa biji alpukat dan volume pelarut n-heptana. Dari hasil analisis regresi diperoleh pengaruh variabel penelitian terhadap % yield minyak biji alpukat sebesar 93,95%. Karakteristik minyak biji alpukat yang dihasilkan yaitu berwarna oranye, densitas
0,71 g/ml, viskositas 0,43 cP, dan FFA 2,76%. Analisis komposisi asam lemak minyak biji alpukat diperoleh komponen asam lemak yang dominan adalah asam lemak tidak jenuh jamak yaitu asam linoleat sebesar 47,3531% (b/b), asam lemak jenuh berupa asam palmitat sebesar 20,3439% (b/b), dan asam lemak tidak jenuh tunggal yaitu asam oleat sebesar 15,8823% (b/b).
viii
ABSTRACT
Avocado seed (Persea americana mill) can be used as source of vegetable oil because the content of protein and oil are high enough. Avocado seed oil is obtained by extraction using n-heptane. Heptane can be used as alternative solvent because the use does not cause environmental and health problems. The aim of this research is to examine characteristic of oil extraction process from avocado seed. The research design using Response Surface Methodology-Central Composite Design (RSM-CCD) with variable extraction temperature, avocado seed mass and solvent volume. From the result of regression analysis obtained effect of variables on % yield avocado seed oil was 93,95%. The result showed characteristic of avocado seed oil is orange color, density 0,71 g/ ml; viscosity 0,43 cP and FFA 2,76%. Analysis of fatty acid composition on avocado seed oil obtained dominant component is linoleic acid (polyunsaturated fatty acids) 47,3531% (w/w), palmitic acid (saturated fatty acids) 20,3439% (w/w) and oleic acid (monounsaturated fatty acids) 15,8823% (w/w).
ix
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
1.5 Ruang Lingkup Penelitian 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Biji Alpukat (Persea Americana Mill) 4 2.1.1 Komposisi Kimia dalam Biji Alpukat 4 2.1.2 Kandungan Minyak dam Biji Alpukat 6
2.2 Pengambilan Minyak dari Biji Alpukat dengan Metode
Ekstraksi 8
2.2.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ekstraksi 10 2.2.2 Penggunaan N-heptana Sebagai Pelarut Pengekstraksi 12 2.3 Uji Sifat Fisika dan Kimia Minyak Biji Alpukat 13
x
2.3.2 Densitas 14
2.3.3 Viskositas 14
2.3.4 Free Fatty Acid (FFA) 14 2.3.5 Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) 15 2.4 Rancangan dan Pengolahan Data Hasil Ekstraksi Menggunakan
Response Surface Methodology-Central Composite Design
(CCD) 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 19
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian 19
3.4.1.1 Prosedur Persiapan Biji Alpukat 21 3.4.1.2 Prosedur Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 21 3.4.1.3 Prosedur Evaporasi Pelarut N-heptana Dari Minyak Biji Alpukat Hasil Ekstraksi 22 3.4.2 Prosedur Analisis 23 3.4.2.1 Analisis FFA (Free Fatty Acid) Minyak Biji Alpukat
dengan Metode Tes AOCS Official Method
Ca 5a-40 23
3.4.2.2 Analisis Komposisi Asam Lemak Minyak Biji
Alpukat dengan GCMS 23
3.4.2.3 Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat dengan
Metode Tes OECD 109 23
3.4.2.4 Analisis Viskositas Minyak Biji Alpukat dengan
Metode Tes ASTM D 445 23
3.5 Flowchart Penelitian 24
xi
3.5.3 Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA) Minyak Biji Alpukat dengan Metode Tes AOCS Official Method
Ca 5a-40 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 27
4.1 Pengaruh Variabel Percobaan Pada Ekstraksi Minyak
Dari Biji Alpukat Dengan Pelarut N-heptana 27 4.2 Analisis Minyak Biji Alpukat 31 4.2.1 Sifat Fisika dan Kimia Minyak Biji Alpukat 31 4.2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat 32
4.3 Analisis Ekonomi 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 38
5.1 Kesimpulan 38
5.2 Saran 38
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sokhlet Ekstraktor 9
Gambar 2.2 Desain Komposit Pusat (CCD) 18
Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan Ekstraksi 22 Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Persiapan Biji Alpukat 24 Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 25 Gambar 3.4 Flowchart Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA) Minyak Biji
Alpukat 26
Gambar 4.1 Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak Minyak
Biji Alpukat 33
Gambar L3.1 Data Rancangan Percobaan 55
Gambar L3.2 Hasil Pengolahan Data dengan Minitab 56 Gambar L5.1 (a) Biji Alpukat Sebelum Dikeringkan (b) Biji Alpukat Setelah
Dikeringkan 59
Gambar L5.2 Pengayakan Biji Alpukat 59
Gambar L5.3 Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 60
Gambar L5.4 Minyak Biji Alpukat 60
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Komposisi Senyawa Bioaktif pada Biji Alpukat dalam mg/100 mg
buah segar 5
Tabel 2.2 Komposisi Proksimat Biji Alpukat (g/100 g sample kering) 5 Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat 6 Tabel 2.4 Sifat Fisika dan Kimia Minyak Biji Alpukat 8
Tabel 2.5 Sifat Fisika N-heptana 12
Tabel 3.1 Level Kode Rancangan Percobaan Penelitian 20 Tabel 3.2 Rancangan Percobaan Penelitian 21 Tabel 4.1 Yield (%) Minyak Biji Alpukat Hasil Ekstraksi (t = 180 menit) 28 Tabel 4.2 Estimasi Koefisien Regresi untuk Yield (%) 29 Tabel 4.3 Analysis of Variance (ANOVA) 30 Tabel 4.4 Sifat Fisika dan Kimia Minyak Biji Alpukat 31 Tabel 4.5 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat 34 Tabel L1.1 Data Berat, Volume dan Yield Minyak Biji Alpukat 47 Tabel L1.2 Data Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat 48 Tabel L1.3 Data Analisis Viskositas Minyak Biji Alpukat 49 Tabel L1.4 Data Analisis FFA Minyak Biji Alpukat 50 Tabel L3.1 Level Kode Rancangan Percobaan 53
Tabel L3.2 Rancangan Percobaan 54
Tabel L4.1 Analysis of Variance (ANOVA) 57
xiv L1.3 Data Analisis Viskositas Minyak Biji Alpukat 49 L1.4 Data Analisis FFA Minyak Biji Alpukat 50
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 51
L2.1 Perhitungan Yield Minyak Biji Alpukat 51 L2.2 Perhitungan Densitas Minyak Biji Alpukat 51 L2.3 Perhitungan Viskositas Minyak Biji Alpukat 51 L2.4 Perhitungan FFA Minyak Biji Alpukat 52
LAMPIRAN 3 DATA ANALISIS STATISTIK 53
L3.1 Rancangan Penelitian Response Surface Methodology-
Central Composite Design (CCD) 53
L3.2 Data Rancangan Percobaan 55 L3.3 Hasil Pengolahan Data Dengan Minitab 55 LAMPIRAN 4 PERHITUNGAN MANUAL ANALISIS STATISTIK 57
LAMPIRAN 5 DOKUMENTASI PENELITIAN 59
L5.1 Foto Bahan Baku Biji Alpukat 59 L5.2 Foto Pengayakan Biji Alpukat 59 L5.3 Foto Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 60 L5.4 Foto Minyak Biji Alpukat 60 L5.5 Foto Analisis Densitas Minyak Biji Alpukat 61 L5.6 Foto Analisas Viskositas Minyak Biji Alpukat 61 L5.7 Foto Analisis FFA Minyak Biji Alpukat 62 LAMPIRAN 6 HASIL ANALISIS KOMPOSISI ASAM LEMAK 63
L6.1 Hasil Analisis Komposisi Asam Lemak Minyak Biji
xv
DAFTAR SINGKATAN
ANOVA Analysis Of Variance
AOAC Association of Official Analytical Chemists
AOCS American Oil Chemists Society
ASTM American Society for Testing and Material
BM Berat Molekul
BPS Badan Pusat Statistik
CCD Central Composite Design
CI Ionisasi Kimia
cP Centipoise
cSt centistokes
df Degrees of Freedom
EC European Commission
EI Ionisasi Elektron
FFA Free Fatty Acid
GC Gas Chromatography
GC-MS Gas Chromatography Mass Spechtrophometry
GLC Gas Liquid Chromatography
GSC Gas Solid Chromatography
HDL High Density Lipoprotein
LDL Low Density Lipoprotein
MS Mean Square
MUFA Monounsaturated Fatty Acid
OECD Organization for Economic Co-operation and Development
PPKS Pusat Penelitian Kelapa Sawit
PUFA Polyunsaturated Fatty Acid
SE coef Standard Error coeffisien
SS Sum of Squares
xvi
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
F Uji hipotesis pada ANOVA
k Banyaknya faktor perlakuan
k Banyaknya variabel dalam
regresi
k Konstanta viskosimeter kg/m.s2
n Jumlah data penelitian
LC50 Median Lethal Concentration mg/L
M Berat molekul FFA gr/mol
P Nilai P dalam statistik untuk menguji variabel percobaan
R2 Koefisien determinasi %
R2 (adj) Koefisien determinasi yang telah disesuaikan dengan model regresi
V Volume pelarut n-heptana ml
V Volume larutan NaOH terpakai ml
W Massa biji alpukat gram
x Faktor yang diteliti dalam
xvii
y Variabel respon pada persamaan (1) dan (2)
α Nilai rotatabilitas
α Taraf nyata (α = 0,05)
β Koefisien regresi pada
persamaan (1) dan (2)
μ Viskositas cP