LITERATUR REVIEWPERBANDINGAN BEBERAPA METODE EKSTRAKSI

OLEH:

DEWI PERCEKA SARI

125100100111038

KELAS A

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2015PERBANDINGAN BEBERAPA METODE EKSTRAKSIEkstraksi merupakan proses pengambilan komponen yang larut dari bahan atau campuran bahan dengan menggunakan pelarut seperti air, alkohol, eter, aseton, dan sebagainya. Metode ekstraksi yang dipilih untuk mendapatkan senyawa tergantung kepada jenis sampel tumbuhan dan jenis senyawa yang ada. Ada beberapa metode ekstraksi yang umum digunakan, antara lain:

1. Maserasi (perendaman)Maserasi termasuk dalam ekstraksi cara dingin karena metode ini tidak melalui proses pemanasan selama ekstraksi berlangsung, tujuannya untuk menghindari rusaknya senyawa tertentu akibat proses pemanasan. Maserasi merupakan proses ekstraksi menggunakan pelarut diam atau dengan pengocokan pada suhu ruangan. Selama proses perendaman, cairan akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang mengandung zat aktif. Kemudian zat aktif akan larut, dank arena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan di luar sel, maka larutan yang terpekat didesak keluar. Peristiwa tersebut terus berulang hingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dengan larutan di dalam sel. Keuntungan metode maserasi adalah cara pengerjaan dan peralatan yang digunakan sederhana. Kekurangan metode ini adalah waktu ekstraksi yang lama dan kurang sempurna (Akarapach, 2012).2. Perkolasi

Pada prinsipnya, perkolasi menggunakan pelarut dimana pelarut tersebut dilewatkan secara perlahan (tetes demi tetes) kepada bahan yang mengandung senyawa tertentu. Perkolasi biasanya digunakan untuk bagian tumbuhan yang keras, seperti akar, biji, dan batang. Metode perkolasi digunakan jika pelarut yang digunakan tidak mudah menguap. Kelemahan metode ini adalah memerlukan banyak pelarut dan waktu ekstraksi yang yang lama, padahal komponen yang didapat relatif tidak banyak. Keuntungannya adalah tidak memerlukan pemanasan sehingga metode ini baik untuk senyawa yang termolabil (yang tidak tahan terhadap panas).3. Sokletasi Sokletasi digunakan untuk mengekstrak senyawa yang sifatnya tahan panas. Prinsipnya yaitu menggunakan suatu pelarut yang mudah menguap secara berulang-ulang dan dapat melarutkan senyawa target yang akan kita ekstrak. Metode sokletasi memiliki keunggulan dari metode lainnya, karena melalui metode ini penyarian dapat dilakukan beberapa kali dan pelarut yang digunakan tidak terlalu banyak.Menurut penelitian Istiqomah (2013), metode sokletasi menghasilkan kadar piperin tertinggi dalam ekstrak etanol 95% buah cabe jawa dibandingkan dengan metode maserasi. Persen kadar piperin dalam ekstrak etanol 95% buah cabe jawa hasil maserasi adalah 8,8281%. Sedangkan persen kadar piperin dalam ekstrak etanol 95% buah cabe jawa hasil sokletasi yaitu 15,7512%.4. MAE (Microwave Assisted Extraction)Microwave Assisted Extraction (MAE) adalah salah satu metode ekstraksi yang cepat dan efisien. MAE atau ekstraksi dengan bantuan gelombang mikro merupakan ekstraksi yang memanfaatkan energi yang dihasilkan oleh gelombang mikro dari frekuensi 0,3 GHz sampai 300 GHz, serta panjang gelombang 1 cm hingga 1 m (Jain et al., 2009). Menurut Mandal et al. (2007), efek pemanasan gelombang mikro maksimum terjadi pada frekuensi 2450 MHz dengan energi luaran 600-700 watt. Namun, ada beberapa industri yang menggunakan frekuensi berbeda. Di Amerika menggunakan 0,915 GHz dan di Eropa menggunakan 0,896 GHz (Wang and Weller, 2006). Keuntungan ekstraksi menggunakan MAE adalah pelarut yang digunakan lebih sedikit, waktu ekstraksi yang singkat (Jain et al., 2009), sesuai untuk konstituen termolabil (Mandal et al., 2007), laju ekstraksi lebih tinggi (Santos-Buelga et al., 2012), dan yield yang lebih tinggi (Kurniasari dkk., 2008). Gelombang mikro yang digunakan pada metode MAE dapat mengurangi aktivitas enzimatis yang merusak senyawa target (Garcia-Salas et al., 2010). Efisiensi metode MAE sebelumnya sudah banyak diteliti. Ekstraksi polifenol dari the segar oleh Quan et al (2006) menunjukkan bahwa rendemen dari MAE selama 6 menit radiasi lebih tinggi dibandingkan dengan UAE (Ultrasonic-Assisted Extraction) selama 60 menit dan ekstraksi pada suhu ruang selama 24 jam. MAE merupakan teknik terbaik untuk mengekstrak asam melilotic dari Melilotus officinalis dibandingkan dengan metode soxhlet dan UAE (Martino et al., 2006).

Ekstraksi adalah proses pemisahan suatu bahan dari campurannya, biasanya dengan menggunakan pelarut. Ekstraksi dengan pelarut dilakukan dengan memaparkan bahan yang akan diekstrak dengan pelarut selama waktu tertentu, diikuti pemisahan filtrat terhadap residu bahan yang diekstrak (Septiana dan Asnani, 2012). Ekstraksi dapat dilakukan dengan berbagai metode, mulai dari yang konvensional hingga modern. Contoh dari ekstraksi konvensional yang sering digunakan adalah maserasi, refluks, dan sokletasi. Sedangkan untuk metode modern, yang sering digunakan adalah metode MAE (Microwave Assisted Extraction), SFE (Supercritical Fluid Extraction), PLE (Pressurized Liquid Extraction), dan UAE (Ultrasound Assisted Extraction).1. Maserasi

Maserasi adalah proses ekstraksi menggunakan pelarut dengan beberapa kali pengadukan pada suhu kamar. Bahan yang akan diekstrak ditempatkan dalam suatu wadah tertutup bersamaan dengan pelarut. Lalu, didiamkan pada suhu kamar selama minimal 3 hari dengan pengadukan sampai semua senyawa target larut. (Handa et al., 2008). Metode maserasi cocok digunakan untuk pemula karena mudah prosesnya dan alatnya lebih sederhana. Selain itu, metode maserasi juga dapat digunakan untuk ekstraksi massal (Mahdi and Altikriti, 2010). Sedangkan kelemahan metode maserasi adalah waktu ekstraksi yang lebih lama.2. RefluksRefluks merupakan ekstraksi dengan pelarut pada temperature titik didihnya, selama waktu tertentu, dan jumlah pelarut yang relative konstan karena adanya pendingin balik (Setyani, 2014). Metode ini umumnya digunakan untuk mensisntesis senyawa-senyawa yang mudah menguap atau volatile. Pada kondisi ini jika dilakukan pemanasan biasa, maka pelarut akan menguap sebelum reaksi berjalan sampai selesai. Prinsip: pelarut volatile yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung.Metode refluks merupakan metode ekstraksi cara panas (membutuhkan pemanasan pada prosesnya).

a. Sokletasi

Sokletasi adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut yang selalu baru dan umumnya dilakukan dengan alat khusus, yaitu soklet. Prinsipnya adalah penyarian yang dilakukan berulang-ulang sehingga penyarian lebih sempurna dan pelarut yang digunakan relatif sedikit. Bila penyarian telah selesai maka pelarut akan diuapkan kembali, dan sisanya berupa ekstrak yang mengandung komponen kimia tertentu. Kelbihan: proses ekstraksi yang kotinu.Metode soxhlet memiliki hasil yang lebih baik jika dibandingkan dengan maserasi dan fraksinasi untuk ekstraksi senyawa fenolik dan waktu yang diperlukan lebih singkat serta tidak membutuhkan pelarut sebanyak pada kedua metode tersebut (Murugan and Parimelazhagan, 2014). Ekstraksi soxhlet adalah teknik ekstraksi pelarut yang biasa digunakan untuk mengambil senyawa polifenol dari tanaman. Meskipun beberapa senyawa yang sensitif panas mungkin akan terurai dalma teknik ini (Wan and Weller, 2006). Namun, senyawa yang thermolabil/thermostabil tidaka kan dehydrolyzed karena kestabilan dari senyawa tersebut. Dari hasil, senyawa thermolabil pada ekstraksi soxhlet menunjukkan aktivitas antioksidan dan anti-inflammatory yg baik jika dibandingkan dengan metode maserasi dan fraksinasi.Metode MAE: menurut penelitian MAE memiliki efisiensi ekstraksi yang tinggi dibandingkan dengan maserasi, UAE, dan PAE. Aktivitas antioksidan pada metode MAE juga lebh tinggi. (Dong et al, 2014)

Why???

UAE telah banyak digunakan dalam pengolahan air limbah, pengeringan, dan ekstraksi. Dalam bidang pangan dan farmasi, ultrasound sudah banyak digunakan untuk mengekstrak komponen bioaktif seperti flavonoid, minyak esensial dan alkaloid, polisakarida, ester dan steroid, dan substansi lain. Sejumlah hasil penelitian menunjukkan bahwa ultrasonic dapat mengekstrak senyawa fitokimia, seperti alkaloid, flavonoid, polisakarida, protein, dan minyak esensial dari berbagai bagian tanaman dan bibit tanaman (Firdaus et al., 2010). Ekstraksi ultrasonic dapat menyebabkan gangguan fisik baik pada dinding maupun membran sel biologis serta penurunan ukuran partikel. Efek tersebut berdampak pada penetrasi pelarut yang lebih baik terhadap material sel yang pada akhirnya akan meningkatkan laju perpindahan massa pada jaringan serta memfasilitasi perpindahan senyawa aktif dari sel ke pelarut (Novak et al., 2008). Hal ini dapat terjadi apabila sebelumnya didahului oleh fenomena runtuhnya gelembung yang dihasilkan oleh kavitasi (Rodrigues and Pinto, 2006). Kemampuan ultrasonic menghasilkan kavitasi bergantung karakteristik ultrasonic (frekuensi, intensitas), sifat produk (viskositas, tegangan permukaan), serta kondisi lingkungan (suhu, tekanan) (Dolatowski et al., 2007).Ultrasonik adalah salah satu bentuk dari energi yang dihasilkan gelombang suara dengan frekuensi di atas deteksi telinga manusia, yaitu antara 20 kHz 500 MHz.

Kelebiha UAE: waktu ekstraksi lebih singkat, menghemat energi dan pelarut. Energi ultrasonic untuk ekstraksi juga lebih efektif dalam hal pencampuran, transfer energi cepat, menurunkan suhu ekstraksi, ekstraksi selektif, lebih cepat responnya untuk mengontrol proses ekstraksi (Chemat et al., 2008). Pada penelitian Zu et al. (2012) menyatakna bahwa UAE lebih efisien dibandingkan dengan ekstraksi konvensional. Waktu yang dibutuhkan juga lebih sedikit dibandingkan dengan ekstraksi konvensional.UAE: merupakan modifikasi dari metode maserasi, di mana UAE menggunakan gelombang suara. Bubuk tanaman ditempatkan dalam botol. Botol ditempatkan dalam ultrasonic bath, ultrasound untuk menginduksi sres mekanis sel dengan memproduksi kavitasi pada sampel. Sel pecah meningkatkan kelarutan dari metabolit pada pelarut dan meningkatkan rendemen ekstraksi. Biasanya digunakan untuk ekstraksi awal dengan jumlah yang sedikit (Mahdi and Altikriti, 2010).Metode UAE melibatkan penggunaan ultrasound yang mengacu pada getaran mekanik, yang pada dasarnya sama dengan gelombang suara tapi memiliki frekuensi yang lebih tinggi. Ultrasound menyebabkan ekstraksi lebih cepat karena:a. Peningkatan permeabilitas dinding sel

b. Pembentukan gelembung-gelembung pada liquid scara spontan di bawah titik didih, misal efek kavitasi disebakan oleh tekanan dinamis

c. Peningkatan tekanan mekanik, misal gesekan internal sel.

Menurut Trusheva et al. (2007), UAE merupakan metode ekstraksi yang paling efisien, tergambar dair rendemen, lama ekstraksi yang singkat (30 menit), dan selektivitas yang tinggi.Perkolasi: bubuk tanaman dimasukkan dalam percolator yang berisi sample. Lalu, ditmabhkan pelarut di ats material, sehingga akan meresap perlahan (tetes demi tetes) dari bagian bawah percolator. Tidak diperlukan proses ekstraksi karena ada filter di outlet dari percolator. Di desain utntuk ekstraksi awal dan ekstraksi skala besar. Kekurangan: bubuk halus dan bahan seperti resin dan tanaman yang bisa mengembang berlebhan (mengandung lendir) dapat menyumbat percolator. Jika sample tidak terdistibusi secara merata, maka solven juga tidak bisa mnejangkau sample tersebut sehingga ekstraksi kurang sempurna (Mahdi.)PSE: sample dimasukkan dalam sel ekstraksi, yang ada di oven. Pelarut akan dipompa dari waduh untuk mengisi sel, yang dipanaskan dan diberi tekanan yang telah ditentukan, selam waktu tertentu. Sel akan disemprot dengan gas nitrogen, ekstrak secara otomatis akan disaring, dan terkumpul pada labu. Pelarut yang baru digunakan untuk membilas sel dan melarutkan komponen yang tersisa. Pembersihan akhir dengan gas nitrogen dilakukan untuk mengeringkan material. Keuntungan: lebih ekonomis dan lebih ramah lingkungan.Relux and steam distilasi: sampel dimaserasi dalam pelarut di labu bundar, yang terhubung dengan kondensor. Pelarut dipanaskan sampai mencapai titik didihnya. Ketika uap terkondensasi, pelarut didaur ulang ke labu. Biasa digunakan untuk ekstraksi minyak esensial dari tanaman. Kekurangan: komponen thermolabil akan terdegradasi.DAFTAR PUSTAKASeptiana, Aisyah Tri dan Asnani, Ari. 2012. KAJIAN SIFAT FISIKOKIMIA EKSTRAK RUMPUT LAUT COKLAT SARGASSUM DUPLICATUM MENGGUNAKAN BERBAGAI PELARUT DAN METODE EKSTRAKSI. AGROINTEK 6(1): 22-28Dong, Z., Gu, F., Xu, F., Wang, Q. 2014. Comparison of four kinds of extraction techniques and kinetics of microwave-assisted extraction of vanillin from Vanilla planifolia Andrews. Sciencedirect 149: 54-61

Murugan, R., Parimelazhagan, T. 2014. Comparative evaluation of different extraction methods for antioxidant and anti-inflammatory properties from Osbeckia parvifolia Arn. An in vitro approach. Journal of King Saud University 26(4): 267-275

Wan, L., Weller, Curtis L. 2006. Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends. Food Scie. Technol., 17: 300-312.

Suzan, Mahdi dan Altikriti, Yassir. 2010. Extraction of natural products. http://www.fkog.uu.se/course/a/biolakt/biolakt-archive/BiolAkt%202010-2/StudentpresentationerHT2010%20(kopia)/BiolAktHT2010_ExtraktionNatProd_Yassir_Suzan/Extraction%20of%20natural%20products_files/Page470.htm diakses pada 19 September 2015 pukul 09.44 WIB

Akarapach, S. 2012. Laboratory and pilot scale extraction of mangosteen pericarp using novel technique. Thesis, Dept. chem Eng., Mahidol Univ., Bangkok, ThailandTrusheva, B., Trunkova, D., Bankova, V. 2007. Different extraction methods of biologically active components from propolis: a preliminary study. Chemistry Central Journal 1(13): 1-4

Wang, L. dan Weller, C. L. 2006. Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends in Food Science & Technology 17: 300-312

Istiqomah. 2013. PERBANDINGAN METODE EKSTRAKSI MASERASI DAN SOKLETASI TERHADAP KADAR PIPERIN BUAH CABE JAWA (Piperis retrofracti fructus). Skripsi. UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA.

Firdaus, M. T., A. Izam, and R. P. Rosli. 2010. Ultrasonic-assisted Extraction of Triterpenoid Saponins from Mangrove Leaves. The 13th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress. Taipei. 1-8

Novak, I., P. Janeiro, M. Seruga, and A. M. Oliveira-Brett. 2008. Ultrasound Extracted Flavonoids from Four Varieties of Portuguese Red Grape Skins Determined by Reverse-phase Hgh-performance Liquid Chromatography with Electrochemical Detection. Analytica Chimica Acta 630: 107-115Rodrigues, S. and G. A. S. Pinto. 2006. Ultrasound Extraction of Phenolic Compounds from Coconut (Cocos nucifera) Shell Powder. Journal of Food Engineering 80(3): 869-872

Dolatowski, Z. J., J. Stadnik, and D. Stasiak. 2007. Applications of Ultrasound in Food Technology. Acta Science Polymer Technology. 6(3): 89-99Zu, G., Zhang, R., Yang, L., Ma, C., Zu, Y., Wang, W., Zhao, C. 2012. Ultrasound-assisted extraction of carnosic acid and rosmarinic acid using ionic liquid solution from Rosmarinus officinalis. International Journal of Molecular Science 13(9): 11027-11043.