3.3.1.3. Identifikasi Asam Lemak Minyak Kamandrah Dengan
Gas Chromatography GC
Komponen asam lemak yang terkandung dalam minyak kamandrah diidentifikasi menggunakan GC. Proses analisis dilakukan sebagai berikut :
Sampel minyak ditimbang 0,2 g dalam tabung reaksi tertutup, kemudian ditambahkan 2 ml natrium hidroksida dalam metanol, dipanaskan pada suhu 80
o
C selama 20 menit, kemudian diangkat dan dibiarkan dingin. Selanjutnya
ditambahkan 2 ml larutan boron trifluorida 20 dan dipanaskan kembali selama 20 menit, kemudian diangkat, dibiarkan dingin dan ditambahkan 2 ml natrium
klorida jenuh serta 2 ml larutan heksan. Setelah itu campuran dikocok sampai merata, lalu lapisan heksannya diambil dan dimasukkan ke tabung uji evendop.
Kondisi alat kromatografi gas yang digunakan untuk analisis asam lemak adalah:
Jenis alat GC : Hitachi 263-50
Detektor : Detektor ionisasi nyala FID
Jenis kolom : DEGS
Laju alir nitrogen : 1 kgfcm2
Laju alir hidrogen : 0,5 kgfcm2
Suhu awal : 150
o
C Suhu akhir
: 180
o
C Suhu injektor
: 200
o
C Suhu detektor
: 250
o
C Volume injek
: 2 µl Hasil preparasi kemudian diinjeksikan ke alat kromatografi gas ketika
suhu menunjukkan 150
o
C. Tombol start pada rekorder dan alat ditekan, dan hasilnya akan keluar berupa kromatogram. Selanjutnya dilakukan analisis
kualitatif dan kuantitatif. Berdasarkan kromatogram yang diperoleh, kemudian pencocokan waktu retensi yang sama dengan waktu retensi asam lemak standar.
Kadar asam lemak dihitung dengan rumus sebagai berikut: Lc Cs x V
Kadar asam lemak = x
Ls b Keterangan: Lc = luas area contoh
Ls = luas area standar Cs = konsentrasi standar
V = volume akhir b = bobot contoh
3.3.1.4. Identifikasi Senyawa Aktif Minyak kamandrah dengan Gas
Chromatography-Mass Spectrometry GC-MS
GC-MS digunakan untuk identifikasi senyawa aktif dari komponen mudah menguap serta mendapatkan bobot molekul dan pola fragmentasi dari senyawa
yang terdapat pada minyak kamandrah. Sampel yang dianalisis disuntikan pada GC-MS sejumlah 1
µ l dengan kondisi operasi yang telah disesuaikan, seperti
disajikan pada Tabel 5. Tabel 5. Kondisi dan spesifikasi operasi alat GC-MS
Kondisi GC Metode I
Metode II Metode III
Kolom Kolom kapiler Agilent
19091J-433 tipe HP-5 dengan diameter 0,25 mm,
panjang 30 m dan lebar 0,25 µm
Kolom kapiler Agilent 1520.51616 tipe DB-1
dengan diameter 250 µm, panjang 60 m dan lebar
0,25 µm Kolom kapiler Agilent
1520.51616 tipe DB-1 dengan diameter 250 µm,
panjang 60 m dan lebar 0,25 µm
Detektor MS
MS MS
Gas pembawa Helium
Helium Helium
Teknik injeksi Split 1:40
Splitness Splitness
Waktu injeksi 0 menit
0,5 menit 0,5 menit
Suhu injektor 150
o
C 50
o
C 50
o
C Suhu detektor
250
o
C 250
o
C 250
o
C Suhu awal
70
o
C 70
o
C 70
o
C Inlet
Mode split Suhu 300
o
C Kecepatan : 38,2 mlmin
Total aliran : 42,2 mlmin Tekanan : 8,28 psi
Mode Splitness Suhu 250
o
C Kecepatan : 3 mlmenit
Total aliran : 7 mlmin Tekanan : 16,090 psi
Mode Splitness Suhu 250
o
C Kecepatan : 3 mlmenit
Total aliran : 7 mlmin Tekanan : 16,090 psi
Oven Suhu awal : 70
o
C Suhu akhir : 60
o
C Suhu maksimum : 330
o
C Waktu operasi : 39,67 min
Suhu awal : 70
o
C Suhu akhir : 60
o
C Suhu maksimum : 330
o
C Waktu operasi : 58 min
Suhu awal : 70
o
C Suhu akhir : 60
o
C Suhu maksimum : 330
o
C Waktu operasi : 54,5 min
Laju kenaikan suhu
15
o
Cmenit hingga mencapai 290
o
C ditahan selama 25 menit
Mencapai suhu 50
o
C selama 0 menit
Mencapai suhu 50
o
C selama 0 menit
Suhu pertengahan
5
o
Cmenit hingga suhu mencapai 250
o
C ditahan selama 15 menit
4
o
Cmenit hingga suhu mencapai 180
o
C selama 0 menit
Laju kenaikan suhu akhir
10
o
Cmenit hingga suhu mencapai 250
o
C ditahan selama 15 menit
Kondisi MS
Solvent delay 3 menit
11 menit 11 menit
EMV Mode False
Relative Relative
EM Voltage 2282
1824 1824
Scanparameter - Massa rendah
- Ambang - Massa tinggi
35 150
800 40
150 500
40 150
500
MS Zones : MS Source
MS Quad 150-200
o
C 250-300
o
C 150-200
o
C 230-250
o
C 150-200
o
C 230-250
o
C
Interpretasi spekta massa dilakukan dengan bantuan komputer untuk membandingkan pola spektra massa suatu senyawa dengan pola spektra massa
pada mass spectra library koleksi National InstituteStandar and Tecnology NIST yaitu NIST yang memiliki koleksi pola spektra massa lebih dari 62.000
pola. Selain itu dibandingkan juga dengan database Wiley, dan Pest.1. Interpretasi juga dilakukan secara manual yaitu dengan membandingkan pola spektra massa
komponen pada sampel dengan yang terdapat pada jurnal atau buku publikasi. 3.3.1.5. Identifikasi Gugus Fungsional Minyak kamandrah dengan
Spektofotometer Fourier Transform Infra Red FTIR
Spektrofotometer FTIR berfungsi untuk mengukur serapan radiasi inframerah pada berbagai panjang gelombang. Ditimbang 1 mg sampel dan
digerus dengan 100 mg kalium bromida KBr kering sampai homogen. Kemudian di tekan hingga berbentuk pelet yang transparan, dimasukkan ke dalam
sel dan di ukur serapannya dengan spektrometer FTIR pada bilangan gelombang 4000-500 cm-1.
3.3.2. Optimasi Proses Ekstraksi Minyak Biji Kamandrah dengan
Pengempaan Optimasi proses ekstraksi minyak biji kamandrah dengan pengempaan
menggunakan Response Surface Methodology meliputi 3 perubah terpilih, yaitu suhu pemanasan, lama pemanasan dan tekanan pengempaan. Pertama kali buah
kamandrah disortir untuk memisahkan buah yang baik dan yang rusak. Buah dikeringkan dibawah sinar matahari selama 3 hari sampai kulit luar kering,
selanjutnya dikupas. Biji kamandrah disortasi kembali untuk memisahkan antara biji yang baik dan biji yang rusak. Biji dikeringkan pada suhu 50
o
C selama 3 jam, selanjutnya digiling menggunakan hammer mill sebanyak 2 kali agar ukurannya
lebih kecil lolos 40 mesh. Setiap kali proses ekstraksi digunakan 200g biji kamandrah yang telah dihaluskan. Biji ditimbang dan dimasukan dalam alat
pengempa yang memiliki alat pemanas pada landasan tekan. Suhu diset sesuai dengan perlakuan dengan memutar saklar termokopel. Ekstraksi dilakukan dengan
menekan tuas hidrolik secara berulang-ulang sampai dicapai tekanan piston yang
diinginkan dan dibiarkan sampai suhu yang diinginkan. Kemudian tuas hidrolik ditekan ulang, bersamaan dengan penekanan, minyak akan keluar disela-sela plat
pemanas. Selanjutnya minyak ditampung menggunakan gelas piala. Pengempaan diulang dengan cara yang sama, sampai batas waktu lama pemanasan berakhir.
Minyak disaring menggunakan kertas saring, hasil minyak pada setiap pengempaan dicampur dan ditimbang untuk mengetahui respon rendemen
minyaknya. Minyak kamandrah yang dihasilkan dianalisis dengan uji larvasida untuk mendapatkan nilai LC
50
dan LC
90
Lampiran 3. Rancangan percobaan untuk mendapatkan data respon yang muncul dari perlakuan digunakan metode
Box-Behken dengan 5 center point per block. Selanjutnya untuk menentukan daerah optimum pada respon digunakan metode permukaan respon RSM. Untuk
membantu penyelesaian optimasi ini digunakan perangkat lunak Design Expert V 7.1.5 DX.7 Estiasih et al. 2009.
Design Expert V7.1.5 adalah suatu program komputer yang dapat digunakan untuk mengoptimasi formula suatu produk atau proses. Program ini
menyediakan empat jenis rancangan percobaan dengan efisiensi tinggi, yakni factorial design
, respons surface method RSM, mixture design technique, dan combined design
. Design Expert terdiri dari 3 orde, yakni orde 1 persamaan linear, orde 2 persamaan kuadrat dan orde 3 persamaan pangkat Anomin
2011a. Peubah, sandi dan taraf sandi yang dicoba pada penelitian ini disajikan pada Tabel 6, sedangkan matrik rancangan percobaan disajikan pada Tabel 7.
Proses optimasi pengempaan minyak biji kamandrah disajikan pada Gambar 7. Tabel 6. Peubah bebas dan taraf yang digunakan pada proses ekstraksi minyak
biji kamandrah dengan pengempaan
Taraf Peubah
Sandi Satuan
-1 +1
Suhu pemanasan X1
o
C 55
70 85
Lama pemanasan X2
menit 15
30 45
Tekanan pengempaan X3
MPa 7,90
9,22 10,54
Gambar 7. Diagram alir proses ekstraksi minyak biji kamandrah dengan pengempaan
Tabel 7. Matrik Box-Behken yang mengandung 17 percobaan dengan 3 perubah percobaan dalam kode unit.
Peubah Sandi No
X1
o
C X2
MPa X3
menit Respon
Y 1
-1 1
? 2
1 -1
? 3
? 4
1 1
? 5
-1 1
? 6
-1 -1
? 7
1 -1
? 8
-1 -1
? 9
? 10
1 1
? 11
? 12
1 -1
? 13
? 14
-1 -1
? 15
? 16
1 1
? 17
-1 1
? Serbuk Biji Kamandrah
Ekstraksi dengan pengempaan : •
Suhu pemanasan: 55 – 85
o
C •
Tekanan : 7,90 – 10,54 MPa •
Lama pemanasan : 15 - 45 menit Ampas
Penyaringan Ampas
Minyak kamandrah
3.3.3. Perancangan Teknologi Proses Produksi Larvasida Nabati dari Biji
Kamandrah Metode perancangan proses meliputi sintesis proses dan simulasi proses.
Metode yang dipergunakan dalam perancangan teknologi proses adalah metode sintesis proses. Sintesis proses dimulai dengan mengembangkan teknologi proses
ekstraksi minyak biji kamandrah menggunakan metode pengempaan. Pertimbangan menggunakan metode ekstraksi minyak biji kamandrah dengan
pengempaan ini adalah hasil penelitian Iswantini et al. 2007 menyatakan bahwa hasil uji fitokimia dari bagian tanaman kamandrah yaitu daun, batang, dan biji
dalam bentuk serbuk dan diekstrak dengan air dan etanol, serta minyak yang di dapat dengan cara pengempaan dari biji mengandung senyawa alkaloid terbanyak
diikuti dengan flavonoid, terperoid, saponin, steroid dan tanin. Setelah dilakukan uji larvasida dengan nyamuk A. aegypti instar 3 didapatkan bagian dari biji yaitu
minyak yang di peroleh dengan cara ekstraksi dengan pengempaan yang paling berpotensi sebagai larvasidainsektisida.
Untuk memperoleh proses produk akhir ekstrak, dengan melakukan sintesis proses yang dimulai dengan melakukan proses ekstraksi minyak biji
kamadrah sebagai senyawa aktif larvasida, penentuan bentuk produk akhir larvasida menggunakan metode perbandingan eksponensial MPE Ansel, 1989;
Anonim, 1986. Kemudian dilakukan analisis kelayakan finansial terhadap produk yang dihasilkan. Output perancangan proses yang diperoleh dari penelitian ini
adalah rancangan teknologi proses produksi larvasida nabati dari minyak biji kamandrah. Beberapa tahapan sintesis proses tersebut dilakukan sebagai berikut :
a. Proses ekstraksi senyawa aktif dari biji kamandrah
Selama ini penggunaan biji kamandrah sebagai larvasida secara tradisional telah dilakukan dengan memasukan beberapa biji kamandrah kedalam
gentongbak air. Dari hasil penelitian Thamrin 2002 menyatakan bahwa ekstrak biji kamandrah cukup ampuh membunuh jentik nyamuk A. aegypti hingga 84
dengan LD
50
sebesar 0,06. Senyawa 12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate TPA hasil isolasi dari C. tiglium dapat membunuh 100 larva culex pipiens
instar 2 pada konsentrasi 0,6 ppm Marshall et al. 2005. Hasil penelitian
Iswantini et al. 2009 menyatakan minyak biji kamandrah mempunyai potensi tinggi sebagai larvasida terhadap larva nyamuk A. aegypti instar 3 dengan nilai
LC
50
dan LC
90
berturut-turut 25,98 ppm dan 164,80 ppm. Penggunaan konsentrasi minyak kamandrah 0,3-0,5 dapat menghambat penetasan telur ovisida dan
menurunkan jumlah peletakan telur pada ovitrap anti-oviposisi nyamuk A. aegypti
dan Ae. Albopictus Iswantini et al. 2008, Astuti 2008. Pada penelitian ini melakukan pengembangan proses ekstraksi secara
mekanik menggunakan metode pengempaan. Proses ekstraksi dengan pengempaan dilakukan untuk mendapatkan senyawa aktif dari biji kamandrah,
pengempaan dilakukan pada suhu pemanasan 85
o
C, tekanan 10,54 Mpa, dan lama pemanasan 15 menit. Proses ekstraksi bahan aktif dari biji kamandrah dengan
metode pengempaan disajikan pada Gambar 8. Sebelum dilakukan ekstraksi senyawa aktif dari biji kamandrah terlebih
dahulu dilakukan penyiapan bahan. Penyiapan bahan dilakukan sesuai dengan standar mutu simplisia yang meliputi pengumpulan bahan, sortasi bahan,
pengeringan, pengupasan kulit luar buah, dan pengecilan ukuran Badan POM 2005.
b. Penentuan produk akhir ekstraksi biji kamandrah
Oleh karena produk akhir yang dihasilkan adalah larvasida nabati, maka aplikasi yang umum dilakukan adalah dengan cara disebar sehingga calon produk
yang dipilih dapat berupa wettable power WP, water dispersible granula WG, capsule suspension CS, dust D, dan granula GR. Metode yang digunakan
dalam pemilihan produk akhir menggunakan metode perbandingan eksponensial MPE Marimin 2004. Menurut Eriyatno 1998 bahwa langkah-langkah yang
diperlukan dalam pemilihan keputusan dengan menggunakan MPE adalah 1. Penyusunan calon bentuk produk akhir; 2. Penyusunan kriteria yang dikaji; 3
Penentuan tingkat kepentingan; 4 Penentuan skor tiap produk akhir pada setiap kriteria; dan 5 Perhitungan total skor calon produk akhir.
Gambar 8. Diagram alir proses ekstraksi senyawa aktif dengan metode
pengempaan Keuntungan menggunakan metode ini adalah nilai skor yang
menggambarkan urutan prioritas menjadi besar karena merupakan fungsi eksponensial, sehingga urutan prioritas alternatif keputusan lebih nyata. Dari hasi
perhitungan total skor tertinggi merupakan produk akhir yang terpilih dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
m
TNi = Σ
Rkij
TKKj j = i
dimana : TNi = Nilai total alternatif ke i
RKij = Derajat kepentingan relatif kriteria ke j pada pilihan keputusan ke i TKKj = Derajat kepentingan kriteria keputusan ke j; TKK 0
m = Jumlah kriteria keputusan
Pemilihan buah kamandrah
Buah kamandrah Buah tak normal
Pengeringan buah kadar air 12
Pengupasan kulit buah
Pengecilan ukuran 40 mesh
Ekstraksi metode pengempaan Suhu pemanasan : 85
C Tekanan : 10,54 MPa
Lama pemanasan : 15 menit Uap air
Kulit buah
Ampas
Pengujian dan identifikasi senyawa aktif
Ekstrak minyak kamandrah
Senyawa aktif
Kategori