Prinsip & metode pengolahan pangan KOMPONEN BIOAKTIF.pptx

Prinsip & metode pengolahan pangan KOMPONEN BIOAKTIF pada pangan

1. Prinsip & metode pengolahan pangan untuk mendapatkan komponen bioaktif Satuan Proses Departemen Teknologi Industri Pertanian UISI 2025

2. 1) Prinsip umum Selektivitas pelarut & polaritas — pilih pelarut yang sesuai sifat kimia bioaktif (mis. fenolik polar → air/ etanol ; karotenoid non-polar → heksana atau scCO ₂ + co-solvent). American Chemical Society Publications Minimalisasi degradasi ( temperatur & waktu) — banyak senyawa bioaktif sensitif panas (vitamin, fenolik , karotenoid ) sehingga gunakan kondisi non- termal atau singkat bila perlu. MDPI+1 Peningkatan transfer massa / gangguan matriks — pengecilan ukuran partikel , perlakuan mekanik /PEF/ ultrasonik dapat mempercepat ekstraksi. PMC+1 Green chemistry & keamanan pangan — pakai pelarut food-grade ( etanol , air), kurangi penggunaan pelarut organik berbahaya , pertimbangkan scCO ₂, PLE, atau metode intensifikasi . MDPI+1

3. 2) Tahapan praktis ( alur proses singkat) Sampel & pre-treatment : pembersihan → pengupasan → pemotongan → pengeringan (freeze/sun/oven rendah T) → penggilingan . Tujuan: menurunkan aktivitas air, memperbesar luas permukaan . PMC Gangguan matriks (optional) : PEF, ultrasonik , atau enzim untuk melepaskan senyawa yang terikat pada dinding sel. PMC+1 Ekstraksi : pilih metode (lihat bagian 3). Sesuaikan rasio bahan:pelarut , waktu, temperatur , dan pH. American Chemical Society Publications Pemisahan & pemurnian : filtrasi , sentrifugasi , evaporasi pelarut ( vakum / rotavap ), kromatografi sederhana atau SPE jika perlu. American Chemical Society Publications Stabilisasi / formulasi : enkapsulasi ( maltodekstrin , gum arab , nano-carrier), pengeringan semprot , pembotolan dengan antioksidan penstabil . PMC+1

4. 3) Metode ekstraksi & bagaimana caranya Saya bagi jadi: (A) metode konvensional , (B) metode “intensified/green”, (C) proses non- termal untuk melepaskan / menjaga senyawa . A. Konvensional Maceration / Soxhlet — pelarut cocok + waktu lama; baik untuk studi awal tapi boros pelarut & energi . ( gunakan soal perbandingan standar ). American Chemical Society Publications B. Metode intensifikasi / hijau ( direkomendasikan ) Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) Cara singkat: bahan kering → pilih pelarut → sonikasi (20–40 kHz) pada suhu kontol (20–60°C) selama menit–jam → filtrasi → konsentrasi . Cocok untuk fenolik , polifenol . American Chemical Society Publications+1 Microwave-Assisted Extraction (MAE) Cara: bahan + pelarut yang menyerap gelombang mikro → pemanasan singkat (power & waktu dioptimasi ) → ekstrak cepat; baik untuk flavonoid, gula terikat . bioresources.cnr.ncsu.edu+1

5. Pressurized Liquid Extraction (PLE) / Accelerated Solvent Extraction Cara: pelarut pada T & tekanan tinggi ( tetap cair ) → meningkatkan kelarutan & transfer massa → waktu singkat, konsumsi pelarut rendah . Parameter: T (50–200°C), tekanan (5–20 MPa). MDPI+1 Supercritical CO₂ ( scCO ₂) extraction Cara: CO₂ pada kondisi superkritikal (P & T di atas kritikal ) — sangat baik untuk komponen non-polar ( karotenoid , lipid); co-solvent ( etanol ) dapat mengekstrak senyawa polar sedikit. Parameter: P (100–400 bar), T (35–80°C). ScienceDirect Enzyme-Assisted Extraction (EAE) Cara: tambahkan enzim spesifik (cellulase, pectinase) pada kondisi pH/temp optimal → degradasi dinding sel → lepaskan bioaktif yang terikat . Cocok untuk polisakarida bioaktif dan fenolik terikat . PMC

6. C. Teknik non- termal untuk melepaskan / menjaga senyawa Pulsed Electric Field (PEF) — permeabilisasi membran sel sehingga mempermudah ekstraksi; cocok untuk jus/ fermentasi / skala industri . PMC+1 High Hydrostatic Pressure (HPP) — dapat menonaktifkan enzim degradasi tanpa banyak kehilangan nutrisi ; juga meningkatkan ekstrakabilitas beberapa komponen . MDPI+1

7. 4) Pemurnian & stabilisasi Konsentrasi : evaporasi vakum atau rotary evaporator untuk menghilangkan pelarut . Pemurnian : ekstraksi cair-cair , kolom silika , SPE,/ kromatografi untuk mendapat fraksi tertentu. Stabilisasi : enkapsulasi (spray-dry, freeze-dry, nano-emulsions) untuk melindungi terhadap oksidasi dan meningkatkan kelarutan / bioavailabilitas . PMC+1

8. 5) Pengujian & optimasi Desain eksperimen (RSM, DOE) sering dipakai untuk optimasi ( rasio pelarut , T, waktu, ukuran partikel ). American Chemical Society Publications Analisis kandungan : HPLC, GC-MS, LC-MS, spektrofotometri total phenolics (Folin- Ciocalteu ), DPPH/ABTS untuk aktivitas antioksidan. (lihat tiap studi review untuk metodologi ). PMC+1

9. 6) Pertimbangan skala & regulasi Pilih pelarut food-grade ( etanol , air). Hindari pelarut toksik untuk produk pangan . Evaluasi ekonomi & jejak lingkungan (lebih memilih metode hijau untuk skala besar: scCO ₂, PLE, UAE dengan etanol ). MDPI+1

10. 7) Referensi utama Patra A. et al., Review on the extraction of bioactive compounds and ... ( kompilasi teknik ekstraksi untuk by-products). PMC (2022). PMC Zabot GL. et al., Encapsulation of Bioactive Compounds for Food and ... (review enkapsulasi , 2022). PMC. PMC Nowosad K. et al., The application of PEF technology in food processing and ... (review PEF, 2020). PMC. PMC Bhadange YA. et al., A Comprehensive Review on Advanced Extraction ... (ACS Omega, 2024) — review komprehensif teknik ekstraksi modern. American Chemical Society Publications Perez-Vazquez A. et al., Pressurized Liquid Extraction for the Recovery of Bioactive ... (Foods/MDPI, 2023). MDPI Pizarro- Oteíza S. et al., Impact of High Hydrostatic Pressure, Ultrasound, and ... (Foods, 2025) — perbandingan pengaruh pada bioaktif . MDPI Review-on green/sustainable extraction methods (MDPI / Trends) — lihat ringkasan teknik hijau : UAE, MAE, SFE, PLE. MDPI+1