Ekstraksi Minyak dari Biji Pepaya (Carica Papaya) dengan Metode Soxhlet Extraction dengan Mengunakan N-Butil Asetat
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
PEPAYA
Pepaya merupakan tanaman asli daerah teropis, buah pepaya pertama kali
ditemukan di Southern Mexico dan seluruh Andes di Amerika Selatan oleh Cristoper
Colombus. Pada pertengahan abat ke-17 buah pepaya mulai dipasarkan di Hawaii.
Pepaya merupakan tanaman berakar tunggal dengan tinggi 20-30 ft, pada batang
pohon papaya terdapat lubang atau luka bekas dahan yang telah gugur, pohon pepaya
memiliki daun yang lebar hingga (2 ½) kaki dan buah yang berwana hijau hingga
coklat dengan diameter 8 inci [25], tanaman ini dapat tumbuh di berbagai tempat.
Klasifikasi pepaya (Carica Papaya L) dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Klasifikasi Pepaya (Carica Papaya L) [25]
Domain
Kingdom
Subkingdom
Klass
Subklass
Divisi
Superdivisi
Filum
Order
Famili
Genus
Nama Botanical
Flowering plant
Plantae
Tracheobionta
Magnoliopsida
Dilleniidae
Magnoliophyta
Spermatophyta
Steptophyta
Brassicales
Caricaceae
Carica
Carica Papaya Linn
Pepaya dianggap salah satu buah yang paling penting karena kaya akan
antioksidan (misalnya, karoten, vitamin C, dan flavonoid), vitamin B (misalnya, folat
dan asam pantotenat), mineral (misalnya, kalium dan magnesium), dan serat. Selain
itu, pepaya merupakan sumber enzim papain pencernaan yang digunakan dalam
industri pembuatan bir, obat-obatan, produk kecantikan, dan kosmetik [11]. Pepaya
merupakan tumbuhan yang tumbuh subur di daerah tropis dan sebagian daerah
subtropis. Dapat dilihat data negara yang beriklim tropis dan subtropis penghasil
buah papaya pada Gambar 2.1
6
Universitas Sumatera Utara
Amerika Karibia
Tengah 1.38%
9.56%
Amerika
Utara 0.14%
Amerika
Selatan
23.09%
Oseania
0.13%
Asia 52.55%
Afrika
13.16%
Gambar 2.1 Produksi Pepaya Global [11]
2.1.1 Susunan Kimia Pepaya
Pada biji pepaya terdapat sebuah senyawa yang dihaluskan diyakini
mampu melawan cacing parasit di usus, yaitu benzyl isothiocynate, telah
terbukti memiliki efek pada kontraksi pembuluh darah menggunakan arteri
karotis dalam model in vitro [31]. Serta memiliki berbagai khasiat yang mampu
melancarkan pencernaan. Pepaya mengandung berbagai jenis enzim, vitamin
serta asma lemak dan juga berbagai zat-zat kimia lainnya pada berbagai bagian
pepaya, seperti pada buah, daun, bunga, biji, akar, dan kulit. Buah pepaya
memiliki kandungan 30,1% minyak, 28,1% protein, 19,1% serat, 25,6%
karbohidrat, 7,3% kandungan air, dan 8,2% abu [22].
7
Universitas Sumatera Utara
Table 2.2 Komposisi Kimia Buah Pepaya [32]
Komposisi Kimia
Air
Protein
Minyak
Abu
Serat
Total korbon
Nilai (%)
7,3
28,1
30,1
8,2
19,1
25,6
Tabel 2.3 Komposisi Kimia Berbagai Bagian Pepaya [22]
Bagian
Buah
Benih
Akar
Daun
Kulit
Getah
Kandungan zat-zat kimia
Protein, lemak, serat, karbohidrat, mineral: kalsium, fosfor,
zat besi, vitamin C, tiamin, riboflavin, niasin, dan karoten,
asam amino, asam sitrat dan malat (buah hijau), senyawa
volatil: linalool, benzylisothiocyanate, cis dan trans-2.6dimetil-3,6-epoksi-7-okten-2-ol, Alkaloid, carpaine,
benzyl-D-glukosida, 2-pentiletil-D-glukosida, 4-hidroksifenil-2-etil-D-glukosida dan empat isomer malonated
benzil-D-glukosida.
Asam lemak, protein kasar, serat kasar, minyak pepaya,
Carpaine, benzylisothiocyanate, benzylglucosinolate,
glucotropacolin, benzylthiourea , hentriacontane, -sitosterol,
caricin dan myrosin enzimmyrosin.
Carposide dan enzyme myrosin.
Alkaloid carpain, pseudocarpain dan dehydrocarpaine I dan
II, kolin, carposide, vitamin C dan E.
sitosterol, glukosa, fruktosa, sukrosa, galaktosa dan xylitol.
Enzim proteolitik, papain dan chemopapain,
glutamine cyclotransferase, chymopapains A, B dan
C, peptidase A dan B dan lysozymesand lysozymes .
8
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Kandungan Gizi dalam 100 gr Buah Pepaya [22]
Koposisi Kimia
Pepaya Matang
Protein
Lemak
Mineral Serat
Karbohidrat
Energi
Total
Karoten
Beta carotene
0,6 g
0,1 g
0,5 g
0,8 g
7,2 g
32kcal
2,740µm
888 µm
Pepaya Muda
0,7 g
0,2 g
0,5 g
0,9 g
5,7 g
27 kcal
0
0
Biji pepaya memiliki kandungan protein serta lemak yang tinggi. Ini
merupakan daya tarik ekonomis untuk ektraksi minyak skala industri terutama
dibandingkan dengan tanaman biji konvensional yang menghasilkan minyak
seperti jagung dan kedelai. Kandungan lemak yang begitu tinggi itu terdapat
pada biji pepaya, dengan komposisi meristat (C14-0) 0,24%, palmitat (C16-0)
13,5%, palmitolet (C16-1) 0,21%, stearat (C18-0) 4,5%, oleat (C18-1) 72,52%,
linoleat (C18-2) 2,90%, linoleanat (C18-3) 0,23%, arakidonat (C20-0) 0,39%,
eikosenoat (C20-1) 0,28% [32]
Table 2.5 Komposisi Asam Lemak/Minyak Biji Pepaya [24]
Asam Lemak
Nilai (%)
Miristat (C14: 0)
Palmitat (C16: 0)
Palmitolet (C16: 1)
Margarin (C17: 0)
Stearat (C18: 0)
Oleat (C18: 1 n-9)
Linoleat (C18: 2 n-6)
Linolenat (C18: 3 n-3)
Arakidonat (C20: 0)
Eikosenoat (C20: 1)
0,20
16,16
0,27
0,13
4,73
71,30
6.06
0,22
0,38
0,32
9
Universitas Sumatera Utara
2.2
EKSTRAKSI
Salah satu cara pengambilan minyak yang terkandung dalam biji pepaya
adalah dengan cara ekstraksi. Ekstraksi merupakan salah satu metode pemisahan
berdasarkan perbedaan kelarutan. Secara umum ekstraksi dapat didefinisikan sebagai
proses pemisahan zat dari suatu padatan ataupun cairan dengan menambahankan
pelarut tertentu untuk mengeluarkan komponen campuran dari zat padat atau zat cair
tersebut, proses ekstraksi dalam konteks ini adalah pemisahan senyawa dari substrat.
Dalam banyak kasus, ekstraksi adalah proses fisik, dimana senyawa dilarutkan dalam
pelarut dan kemudian dipisahkan dari pelarut sebagai produk. Tetapi ada juga kasus
dimana pelarut tidak hanya secara fisik berinteraksi dengan substrat, tetapi bereaksi
dengan memecah ikatan antara substrat dan senyawa atau bereaksi dengan senyawa
itu sendiri [35].
Komponen yang dipindahkan dari zat padat ke dalam pelarut disebut “solute”
sedangkan padatan yang tidak terlarut dalam pelarut disebut “inert” proses tersebut
akan menjadi sempurna jika solut dipisahkan dari pelarutnya, misalnya dengan cara
distilasi/penguapan [16].
Leaching adalah pemisahan fraksi larut dalam bentuk solusi dari fase padat
yang biasanya bersifat permeabel. leaching umumnya melibatkan pelarut yang
selektif dengan atau tanpa difusi. Metode yang digunakan untuk leaching biasanya
ditentukan oleh jumlah konstituen yang akan dilarutkan, distribusi konstituen dalam
padatan, sifat padatan dan ukuran partike. Mekanisme proses leaching pada
umumnya ialah zat terlarut ditransfer dari larutan ke permukaan padatan kemudian
berdifusi kedalam padatan, pelarut yang berada didalam padatan akan larut oleh zat
terlarut kemudian terdifusi menjadi campuran solut-solven ke permukaan padatan
dan ditransfer keluar/ kedalam larutan zat terlarut [29].
Kecepatan transfer massa dalam residu berpori sulit untuk dinilai karena tidak
mungkin untuk menentukan bentuk pori melalui mana transfer harus terjadi, hal ini
dimungkinkan. Namun untuk mendapatkan indikasi perkiraan laju perpindahan dari
partikel untuk sebagian besar cairan [30]. Menggunakan konsep film tipis
menyediakan ketahanan terhadap transfer, persamaan untuk transfer massa dapat
ditulis sebaga:
10
Universitas Sumatera Utara
–
…………………………(2.1)
dimana:
A adalah luas antarmuka padat-cair,
b adalah ketebalan efektif dari film cairan yang mengelilingi partikel,
c adalah konsentrasi zat terlarut dalam sebagian besar solusi pada waktu t,
cs adalah konsentrasi larutan jenuh dalam kontak dengan partikel,
M adalah massa zat terlarut ditransfer dalam waktu t, dan k adalah koefisien difusi
Pada umumnya kecepatan transfer solven ke permukaan terjadi sangat cepat
dan berlangsung pada saat terjadi kontak antara solut dan solvent. Sedangkan
kecepatan difusi campuran solute-solvent ke permukaan solid merupakan tahapan
yang mengontrol dalam keseluruhan proses leaching. Kecepatan difusi campuran
solut-solvent ke permukaan solid tergantung dari beberapa faktor yaitu suhu, luas
permukaan
partikel,
pelarut
(solvent),
perbandingan
solut-solvent,
proses
pencampuran atau pengadukan dan lama pengadukan. Faktor-faktor yang
mempengaruhi laju ekstraksi, yaitu: ukuran partikel, pelarut, suhu, dan pengadukan
dari fluida (campuran pelarut, solut, dan padatan) [30].
2.3. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EKSTRAKSI
Pemilihan peralatan untuk proses ekstraksi dipengaruhi beberapa faktor-faktor.
Dengan demikian, jika difusi zat terlarut melalui struktur berpori dari padatan sisa
adalah faktor pengendali, materi harus ukuran kecil sehingga proses difusi zat
terlarut sangat mudah. Di sisi lain, jika difusi zat terlarut dari permukaan partikel
sebagian besar adalah faktor pengendali, pengadukan cairan yang diperlukan, ukuran
partikel, temperatur ekstraksi, jumlah pelarut, serta waktu ekstraksi [32].
Pada prinsipnya ekstraksi adalah melarutkan dan menarik senyawa dengan
menggunakan pelarut yang tepat. Ada tiga tahapan proses pada waktu ekstraksi
yaitu:
1. Penetrasi pelarut kedalam pori padatan
2. Disolusi pelarut ke dalam pori padatan dan melarutkan zat yang diinginkan
oleh pelarut
11
Universitas Sumatera Utara
3. Difusi bahan yang terekstraksi ke luar padatan
Proses di atas diharapkan terjadinya kesetimbangan antara zat terlarut dan
pelarut. Kecepatan untuk mencapai kesetimbangan umumnya tergantung pada suhu,
ukuran partikel, dan gerakan partikel. Prinsip yang utama adalah yang berkaitan
dengan kelarutan, yaitu senyawa polar lebih mudah larut dalam pelarut polar dan
senyawa nonpolar akan mudah larut dalam pelarut nonpolar [25].
2.3.1 Ukuran Partikel
Ukuran partikel mempengaruhi laju ekstraksi dalam beberapa cara. Semakin
besar area permukaan antara padat dan cair, oleh karena itu semakin tinggi tingkat
transfer material, maka semakin kecil jarak terlarut yang berdifusi dalam padatan. Di
sisi lain, permukaan mungkin tidak begitu efektif digunakan jika sirkulasi cairan
terhambat dan pemisahan partikel dari cairan berdrainase terhadap residu padatan.
Diharapkan kisaran ukuran partikel harus kecil sehingga setiap partikel
membutuhkan waktu yang sama untuk ekstraksi [30].
Secara umum, penurunan ukuran partikel berbannding lurus dengan kenaikan
laju ekstraksi. Pemeningkat perpindahan massa dengan diameter partikel yang lebih
kecil, dan panjang jalur transportasi senyawa dalam substrat padat dipersingkat jika
senyawa tidak hanya terdifusi di permukaan, tetapi juga hadir dalam padat substrat
[16].
2.3.2 Suhu Ekstraksi
Suhu adalah pengaruh besar pada ekstraksi dengan suhu tinggi. Tingkat dan
hasil ekstraksi yang sangat tinggi berbanding lurus dengan suhu. Salah satu alasan
adalah peningkatan daya pelarut dengan suhu tinggi untuk senyawa nonpolar. Alasan
lainnya adalah peningkatan proses perpindahan massa dengan suhu dan kenaikan
eksponensial dari tekanan uap dari senyawa ekstrak. Dalam waktu kritis dan
superkritis, peningkatan laju reaksi dan hasil kurang optimal jika kepadatan tetap
tinggi. Jika kepadatan berkurang terlalu banyak, maka kelarutan akan turun dan
mempengaruhi jumlah zat diekstraksi.
12
Universitas Sumatera Utara
Temperatur yang lebih tinggi (viskositas pelarut lebih rendah, kelarutan solute
lebih besar) pada umumnya menguntungkan unjuk kerja ekstraksi. Namun,
temperatur ekstraksi tidak boleh melebihi titik didih pelarut karena akan
menyebabkan pelarut menguap. Biasanya temperatur ekstraksi yang paling baik
adalah sedikit di bawah titik didih pelarut [16].
Kelarutan bahan yang diekstraksi akan meningkat dengan suhu untuk
memberikan tingkat yang lebih tinggi dari ekstraksi, koefisien difusi meningkat
dengan kenaikan suhu dan ini juga akan meningkatkan laju ekstraksi [30]. Dalam
beberapa kasus, batas atas temperatur ditentukan oleh pertimbangan sekunder, seperti
kebutuhan untuk menghindari aksi enzim selama ekstraksi gula.
2.3.3 Pelarut
Pada proses ekstraksi pelarut bertujuan untuk mengekstrak zat terlarut dari satu
fase cair yang lain. Hal ini dapat dilakukan untuk memisahkan dua zat terlarut yang
berbeda untuk memurnikan fasa cairan dari kontaminasi. Sebuah sistem ekstraksi
pelarut mengandung dua fasa cair yang bercampur, satu fase rafinat dan satu cair
organik, pengencer, dan satu atau lebih zat terlarut. Selain itu, sistem ekstraksi di
sebagian besar satu atau lebih ekstraktan ditambahkan ke pengencer untuk
meningkatkan ekstraksi dan pemisahan. Kadang-kadang pengubah fase digunakan
untuk mencegah pembentukan tahap ketiga mengganggu [12].
Jenis pelarut merupakan faktor penting dalam ekstraksi minyak dari biji
pepaya. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan pelarut adalah selektivitas,
kemampuan mengekstrak, toksisitas, kemudahan untuk diuapkan, dan harga pelarut.
Sejumlah solvent yang digunakan dalam ekstraksi adalah faktor lain yang
dipertimbangkan. Pemilihan solvent pengekstrak harus berdasarkan sifat alami dari
sampel. Selain itu, efisiensi ekstraksi dan matriks yang tak larut, pemilihan ini harus
mempertimbangkan aspek-aspek lain. Solvent harus lebih banyak daripada jumlah
sampel. Volume solvent yang rendah terkadang berguna untuk menghasilkan
konsentrasi yang lebih tinggi dalam penganalisaan [27]
Ada beberapa faktor spesifik yang dipertimbangkan dalam pemilihan solvent
yang meliputi:
1.
Selektifitas
13
Universitas Sumatera Utara
Kemampuan untuk menghilangkan dan konsentrat solute dari komponen
Lainnya [33].
2.
Ketersediaan
Solvent harus tersedia selama proses ekstraksi [33].
3.
Kemampuan melarut dalam umpan
Diperlukannya pemulihan solvent dari rafinat atau penyegaran kembali solvent
yang digunakan [33].
4.
Perbedaan Densitas
Perbedaan densitas yang terlalu rendah antara fasa-fasa akan menghasilkan
masalah dalam pemisahan. Perbedaan densitas yang terlalu tinggi dapat
menyulitkan untuk menentukan proses ekstraksi yang terbaik yang diinginkan
[33]. Dengan meningkatnya densitas, laju ekstraksi akan meningkat pada suhu
yang konstan. Hasil ekstraksi akan berbeda untuk densitas yang sama pada
suhu yang berbeda [33].
5.
Sifat Fisik
Solvent yang terlalu kental akan menghalangi perpindahan massa dan
kapasitasnya. Tegangan permukaan yang terlalu rendah akan mendorong
kearah masalah pengemulsian. Titik didih solvent harus berbeda dengan titik
didih solute [33].
6.
Toksisitas
Toksisistas harus dipertimbangkan untuk kesadaran kesehatan dan kemurnian
dari produk yang dihasilkan [33].
7.
Tidak Bersifat Korosif
Disyaratkan menggunakan konstruksi material yang mahal untuk peralatan
proses ekstraksi.
8.
Mudah untuk dipulihkan
Pemulihan dan pemurnian solvent yang sempurna dibutuhkan sebaik mungkin
ketika solvent dikembalikan lagi ke dalam ekstraktor untuk meminimalisasikan
kehilangan banyak solvent [33].
Menurut Kumar dan Bangaraiah 2013 pilihan pelarut untuk ekstraksi terbatas
pada beberapa pelarut dengan kemurnian tertentu karena hukum nasional dan
internasional dalam memproses material makanan. Heksana, aseton, alkohol (etanol,
14
Universitas Sumatera Utara
metanol), isopropanol dan etil asetat digunakan dalam ekstraksi oleoresin dari
bumbu-bumbu.
Pelarut terbagi menjadi 3 kelas. Pelarut Kelas 1 tidak boleh digunakan dalam
pembuatan zat obat, bahan pembantu dan produk obat, karena toksisitas tidak dapat
diterima atau efek merusak lingkungan [14]. Namun jika penggunaannya tidak dapat
dihindari untuk menghasilkan produk obat dengan kemajuan yang signifikan, maka
konsentrasi harus dibatasi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.5, kecuali
dibenarkan. Pelarut 1,1,1-Trichloroethane termasuk dalam Tabel 2.6, karena bahaya
terhadap lingkungan. Batas menyatakan 1.500 ppm didasarkan pada review data
keselamatan.
Tabel 2.6 Pelarut Kelas 1 yang Harus Dihindari dalam Bidang Farmasi dan Makanan
[14]
Batas konsentrasi
Pelarut
Keterangan
(ppm)
Dapat menyebabkan
kanker
Benzene
2
Beracun dan berbahaya
pada lingkungan
Carbon tetrachloride
4
1,2-Dichloroethane
5
Beracun
1,1-Dichloroethene
8
Beracun
1,1,1Trichloroethane
Berbahaya pada
lingkungan
1,500
Pelarut kelas 2 sama halnya dengan pelarut kelas 1 yang berbahaya bagi
tubuh manusia dan lingkungan, penggunaan pelarut kelas 2 ini dibatasi. PPM yang
diperbolehkan adalah 0,1 mg / hari, dan konsentrasi yang diberikan 10 ppm.
15
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.7 Pelarut Kelas 2 DiBatasi dalam Produk Farmasi [14]
Pelarut
Acetonitrile
Batas konsentrasi (ppm)
PDE (mg/day)
4,1
410
Chlorobenzene
3,6
360
Chloroform
0,6
60
Cyclohexane
38,8
3,880
0,7
70
18,7
1,870
Dichloromethane
6,0
600
1,2-Dimethoxyethane
N,NDimethylacetamide
N,NDimethylformamide
1,0
100
10,9
1,090
8,8
880
1,4-Dioxane
3,8
380
2-Ethoxyethanol
1,6
160
Ethyleneglycol
6,2
620
Formamide
2,2
220
Hexane
2,9
290
30,0
3,000
2-Methoxyethanol
0,5
50
Methylbutyl ketone
0,5
50
Methylcyclohexane
11,8
1,180
N-Methylpyrrolidone
5,3
530
Nitromethane
0,5
50
Pyridine
2.0
200
Sulfolane
1,6
160
Tetrahydrofuran
7,2
720
Tetralin
1,0
100
Toluene
8,9
890
1,1,2-Trichloroethene
0,8
80
21,7
2,170
Cumene
1,2-Dichloroethene
Methanol
1
Xylene
N-butil asetat termasuk dalam pelarut kelas 3 dapat dianggap kurang beracun
dan risiko yang lebih rendah untuk kesehatan manusia, Pelarut kelas pada umumnya
digunakan dalam bidang farmasi. Namun, tidak semua dapat digunakan dalam
16
Universitas Sumatera Utara
jumlah banyak. N-butil asetat sangat cocok digunakan sebagai pelarut dalam industi
makanan [14].
Pada penelitian ini menggunakan pelarut n-Butil Asetat yang memiliki sifat
fisika dan kimia seperti table 2.8:
Tabel 2.8 Sifat Fisika dan Kimia N-Butil Asetat [8] dan [9]
Parameter
n-Butil Asetat
Struktur
Rumus Molekul
Nama Umum
C6H12O2
Eter asetat, asetatdien, , etil ester, etill etanoat, napta
Berat Molekul
Sifat Fisik
116
Jernih, tidak mudah menguap, cairan yang dapat
terbakar; bau seperti buah-buahan
-730C
1260C
10 % pada 250C
Larut dengan alkohol, aseton, kloroform, eter
0.902 pada 200C
3.04
1,39 mmHg pada 200C
1,4
Titik leleh
Titik Didih
Kelarutan dalam Air
Kelarutan
Densitas Relatif
Densitas Uap Relatif
Tekanan Uap
Log Pow
Tabel 2.9
Penggunaan Pelarut Dan Hasil Yang Diperoleh Pada Ekstraksi Minyak
Biji Pepaya [23]
Pelarut
Hasil (g g-1)
Etanol
151
Aseton
286
n-Heksan
285
Etil Asetat
290
Etanol merupakan pelarut yang menghasilkan ekstrak kurkumin yang paling
tinggi dibandingan dengan pelarut lain, yakni aseton, etil asetat, metanol, dan
isopropanol, hal ini dikarenakan kelarutan dari konstituen aktif [21].
17
Universitas Sumatera Utara
2.3.4 Pengadukan
Dalam pemisahan yang mengunakan pengadukan, waktu kontak dapat dibuat
lebih cepat untuk setiap pendekatan yang diinginkan untuk keseimbangan, secara
ekonomi efisiensi dapat mencapai 80-90% [5].
Pengadukan pada pelarut penting karena hal ini meningkatkan difusi dan
transfer materi dari permukaan partikel untuk sebagian besar dari solusi, seperti yang
dibahas dalam bagian berikut. Selanjutnya, agitasi suspensi partikel halus mencegah
sedimentasi dan lebih efektif penggunaan terbuat dari permukaan antar muka [30].
2.4 SOXHLET EXTRACTION
Leaching memungkinkan analit yang akan diekstrak dan dipisahkan dari
matriks padat dan juga dari senyawa lain yang dapat mengganggu dalam proses
analisis. Salah satu bentuk ekstraksi padat-cair adalah ekstraksi soxhlet. Teknik dasar
ini dikembangkan pada tahun 1879 oleh Franz Ritter Von Soxhlet, Dia adalah
seorang kimiawan Jerman dan fisiologi gizi, yang dikenal sekarang sebagai soxhlet
extraction. Teknik ini pertama kali digunakan untuk menentukan kandungan lemak
dalam susu. Sejak itu, teknik ekstraksi soxhlet telah mendapatkan pengakuan luas di
bidang ekstraksi. Saat ini teknik ekstraksi soxhlet konvensional digunakan sebagai
teknik standar untuk mengekstraksi analit dari padat sampel terhadap efisiensi teknik
leaching dibandingkan lainnya [39].
18
Universitas Sumatera Utara
Persiapan sampel pada Proses
ektraksi menggunakan metode
soxshlet extrection
Sampel padatan/cairan
Sampel biologi: daging, lemak, susu, sayur-sayuran,
duah, dan sebagainya
Homogenisasi
Pengilingan sampel padatan
pra pengeringan dengan zat anhidrat
Membersihkan
ekstrak mentah
Soxhlet ekstraksi
Gambar 2.2 Persiapan sampel pada Proses ektraksi menggunakan metode
soxshlet extraction [39].
Soxhlet extraction adalah teknik standar dimana pelarut segar dikontakkan
dengan sampel secara berkala [7]. Menurut [18] proses ekstraksi minyak biji papaya
dilakukan dengan metode Soxhlet Extraction mengunakan pelarut non polar,
Condensor
Extractor
Shipon
Sampel
Destilation
Heater
Gambar 2.3 Soxhlet Extraction Convensional [4]
19
Universitas Sumatera Utara
Dari gambar 2.3 dapat dijelaskan bahwa untuk ekstraksi, material padatan yang akan
diekstrak diletakkan di dalam suatu thimble yang terbuat dari kertas saring yang tebal
atau di dalam suatu tabung yang terdapat di tengah bagian dari Soxhlet. Thimble
biasanya dibuat dari selulosa dan bersifat permeable ke Pelarut. Sampel yang
digunakan harus dihancurkan untuk menghasilkan partikulat yang baik dengan luas
permukaan yang besar sebelum melakukan Soxhlet extraction. Solvent yang
digunakan untuk ekstraksi ditambahkan pada bagian tengah dari Soxhlet sampai
batas dari siphon ke dalam bagian bawah round-bottom flask. Pelarut didistilasi dari
bottom flask dengan menggunakan suatu peralatan panas umum laboratorium yaitu
hot plate. Intensitas pemanasan mengendalikan aliran
solvent melalui sistem.
Soxhlet dilengkapi dengan kondenser. Pelarut dikondensasikan kembali ke dalam
bagian tengah dari peralatan. Suhu dari kondenser harus rendah untuk menghindari
banyak Pelarut yang hilang. Proses diulang dalam sejumlah proses ekstraksi, Pelarut
terakumulasi di bagian tengah dari peralatan secara berkala dikembalikan kembali
ke dalam flask dimana Pelarut dipanaskan. Efisiensi ekstraksi dengan menggunakan
peralatan Soxhlet sangat baik (mendekati 100%), dan prosedurnya dapat dengan
mudah digunakan untuk menganalisa secara kuantitatif dengan pemulihan yang baik
[27].
2.4.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Soxhlet Extraction
Ada 3 faktor yang dapat mempengaruhi kinerja dari metode Soxhlet extraction
yaitu meliputi (1) Pemilihan Pelarut, (2) Sifat Matriks, dan (3) Kondisi Operasi [36].
2.4.1.1 Pemilihan Pelarut
Pemilihan pelarut yang tepat untuk ekstraksi harus dipilih dari target dengan
menggunakan metode Soxhlet extraction. Pelarut yang berbeda akan meghasilkan
ekstrak yield dan komposisi ekstrak yang berberda. Penggunaan alternatif Pelarut
telah meningkatkan kesadaran lingkungan dan keamanan. Suatu co-solvent terkadang
ditambahkan agar meningkatkan polaritas dari fasa cair. Campuran Pelarut akan
meningkatkan yield dan kinetika ekstraksi [36].
20
Universitas Sumatera Utara
2.4.1.2 Sifat Matriks
Soxhlet extraction bergantung dari sifat matriks dan ukuran partikel ketika
difusi internal sebagai tahap akhir selama proses ekstraksi [36].
2.4.1.3 Kondisi Operasi
Selama proses ekstraksi, solvent biasanya dipulihkan dengan cara evaporasi.
Suhu ekstraksi dan evaporasi memiliki dampak dalam kualitas produk [36].
2.5
EDIBLE OIL
Lemak dan minyak nabati adalah suatu substansi yang diperoleh dari tanaman
yang terdiri dari trigliserida dan menghadirkan sejumlah komponen utama dari lemak
dan minyak edible. Komponen kecil dari lemak dan minyak yang edible terbentuk
dari mono dan dietil-gliserol, asam lemak bebas, fosfatida, sterol, fat-soluble,
vitamin, tokoferol, pigmen, wax, dan fatty alcohol. Cara
moderen dalam
pemerosesan minyak nabati adalah melalui ekstraksi kimia dan menggunakan pelarut
pengekstrak , suatu proses yang menghasilkan yield tertinggi dari minyak dalam
waktu yang singkat [54]. Untuk pemerosesan minyak diperoleh dari biji dilakukan
beberapa tahap yaitu: pemerosesan secara umum, degumming, refining/netralisasi,
bleaching, dan deodorization [55]. Untuk mengetahui edible oil dapat dilihat dari
Tabel 2.10.
Tabel 2.10 Parameter Edible Oil
Parameter
Standar Edible Oil
Bilangan Peroksida (meq/kg minyak)
Bilangan Iodin (g/mg)
Spesific gravity (SG)
Kadar Asam Lemak Bebas (%)
Refractive Index (200C)
Total Fenol (mg/g)
Bilangan Keasaman
10 [49]
80-109 [49]
0,9-1,16 [47]
0,5-1% [46]
1,457 [46]
220 [46]
1 % [46]
21
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
PEPAYA
Pepaya merupakan tanaman asli daerah teropis, buah pepaya pertama kali
ditemukan di Southern Mexico dan seluruh Andes di Amerika Selatan oleh Cristoper
Colombus. Pada pertengahan abat ke-17 buah pepaya mulai dipasarkan di Hawaii.
Pepaya merupakan tanaman berakar tunggal dengan tinggi 20-30 ft, pada batang
pohon papaya terdapat lubang atau luka bekas dahan yang telah gugur, pohon pepaya
memiliki daun yang lebar hingga (2 ½) kaki dan buah yang berwana hijau hingga
coklat dengan diameter 8 inci [25], tanaman ini dapat tumbuh di berbagai tempat.
Klasifikasi pepaya (Carica Papaya L) dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Klasifikasi Pepaya (Carica Papaya L) [25]
Domain
Kingdom
Subkingdom
Klass
Subklass
Divisi
Superdivisi
Filum
Order
Famili
Genus
Nama Botanical
Flowering plant
Plantae
Tracheobionta
Magnoliopsida
Dilleniidae
Magnoliophyta
Spermatophyta
Steptophyta
Brassicales
Caricaceae
Carica
Carica Papaya Linn
Pepaya dianggap salah satu buah yang paling penting karena kaya akan
antioksidan (misalnya, karoten, vitamin C, dan flavonoid), vitamin B (misalnya, folat
dan asam pantotenat), mineral (misalnya, kalium dan magnesium), dan serat. Selain
itu, pepaya merupakan sumber enzim papain pencernaan yang digunakan dalam
industri pembuatan bir, obat-obatan, produk kecantikan, dan kosmetik [11]. Pepaya
merupakan tumbuhan yang tumbuh subur di daerah tropis dan sebagian daerah
subtropis. Dapat dilihat data negara yang beriklim tropis dan subtropis penghasil
buah papaya pada Gambar 2.1
6
Universitas Sumatera Utara
Amerika Karibia
Tengah 1.38%
9.56%
Amerika
Utara 0.14%
Amerika
Selatan
23.09%
Oseania
0.13%
Asia 52.55%
Afrika
13.16%
Gambar 2.1 Produksi Pepaya Global [11]
2.1.1 Susunan Kimia Pepaya
Pada biji pepaya terdapat sebuah senyawa yang dihaluskan diyakini
mampu melawan cacing parasit di usus, yaitu benzyl isothiocynate, telah
terbukti memiliki efek pada kontraksi pembuluh darah menggunakan arteri
karotis dalam model in vitro [31]. Serta memiliki berbagai khasiat yang mampu
melancarkan pencernaan. Pepaya mengandung berbagai jenis enzim, vitamin
serta asma lemak dan juga berbagai zat-zat kimia lainnya pada berbagai bagian
pepaya, seperti pada buah, daun, bunga, biji, akar, dan kulit. Buah pepaya
memiliki kandungan 30,1% minyak, 28,1% protein, 19,1% serat, 25,6%
karbohidrat, 7,3% kandungan air, dan 8,2% abu [22].
7
Universitas Sumatera Utara
Table 2.2 Komposisi Kimia Buah Pepaya [32]
Komposisi Kimia
Air
Protein
Minyak
Abu
Serat
Total korbon
Nilai (%)
7,3
28,1
30,1
8,2
19,1
25,6
Tabel 2.3 Komposisi Kimia Berbagai Bagian Pepaya [22]
Bagian
Buah
Benih
Akar
Daun
Kulit
Getah
Kandungan zat-zat kimia
Protein, lemak, serat, karbohidrat, mineral: kalsium, fosfor,
zat besi, vitamin C, tiamin, riboflavin, niasin, dan karoten,
asam amino, asam sitrat dan malat (buah hijau), senyawa
volatil: linalool, benzylisothiocyanate, cis dan trans-2.6dimetil-3,6-epoksi-7-okten-2-ol, Alkaloid, carpaine,
benzyl-D-glukosida, 2-pentiletil-D-glukosida, 4-hidroksifenil-2-etil-D-glukosida dan empat isomer malonated
benzil-D-glukosida.
Asam lemak, protein kasar, serat kasar, minyak pepaya,
Carpaine, benzylisothiocyanate, benzylglucosinolate,
glucotropacolin, benzylthiourea , hentriacontane, -sitosterol,
caricin dan myrosin enzimmyrosin.
Carposide dan enzyme myrosin.
Alkaloid carpain, pseudocarpain dan dehydrocarpaine I dan
II, kolin, carposide, vitamin C dan E.
sitosterol, glukosa, fruktosa, sukrosa, galaktosa dan xylitol.
Enzim proteolitik, papain dan chemopapain,
glutamine cyclotransferase, chymopapains A, B dan
C, peptidase A dan B dan lysozymesand lysozymes .
8
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Kandungan Gizi dalam 100 gr Buah Pepaya [22]
Koposisi Kimia
Pepaya Matang
Protein
Lemak
Mineral Serat
Karbohidrat
Energi
Total
Karoten
Beta carotene
0,6 g
0,1 g
0,5 g
0,8 g
7,2 g
32kcal
2,740µm
888 µm
Pepaya Muda
0,7 g
0,2 g
0,5 g
0,9 g
5,7 g
27 kcal
0
0
Biji pepaya memiliki kandungan protein serta lemak yang tinggi. Ini
merupakan daya tarik ekonomis untuk ektraksi minyak skala industri terutama
dibandingkan dengan tanaman biji konvensional yang menghasilkan minyak
seperti jagung dan kedelai. Kandungan lemak yang begitu tinggi itu terdapat
pada biji pepaya, dengan komposisi meristat (C14-0) 0,24%, palmitat (C16-0)
13,5%, palmitolet (C16-1) 0,21%, stearat (C18-0) 4,5%, oleat (C18-1) 72,52%,
linoleat (C18-2) 2,90%, linoleanat (C18-3) 0,23%, arakidonat (C20-0) 0,39%,
eikosenoat (C20-1) 0,28% [32]
Table 2.5 Komposisi Asam Lemak/Minyak Biji Pepaya [24]
Asam Lemak
Nilai (%)
Miristat (C14: 0)
Palmitat (C16: 0)
Palmitolet (C16: 1)
Margarin (C17: 0)
Stearat (C18: 0)
Oleat (C18: 1 n-9)
Linoleat (C18: 2 n-6)
Linolenat (C18: 3 n-3)
Arakidonat (C20: 0)
Eikosenoat (C20: 1)
0,20
16,16
0,27
0,13
4,73
71,30
6.06
0,22
0,38
0,32
9
Universitas Sumatera Utara
2.2
EKSTRAKSI
Salah satu cara pengambilan minyak yang terkandung dalam biji pepaya
adalah dengan cara ekstraksi. Ekstraksi merupakan salah satu metode pemisahan
berdasarkan perbedaan kelarutan. Secara umum ekstraksi dapat didefinisikan sebagai
proses pemisahan zat dari suatu padatan ataupun cairan dengan menambahankan
pelarut tertentu untuk mengeluarkan komponen campuran dari zat padat atau zat cair
tersebut, proses ekstraksi dalam konteks ini adalah pemisahan senyawa dari substrat.
Dalam banyak kasus, ekstraksi adalah proses fisik, dimana senyawa dilarutkan dalam
pelarut dan kemudian dipisahkan dari pelarut sebagai produk. Tetapi ada juga kasus
dimana pelarut tidak hanya secara fisik berinteraksi dengan substrat, tetapi bereaksi
dengan memecah ikatan antara substrat dan senyawa atau bereaksi dengan senyawa
itu sendiri [35].
Komponen yang dipindahkan dari zat padat ke dalam pelarut disebut “solute”
sedangkan padatan yang tidak terlarut dalam pelarut disebut “inert” proses tersebut
akan menjadi sempurna jika solut dipisahkan dari pelarutnya, misalnya dengan cara
distilasi/penguapan [16].
Leaching adalah pemisahan fraksi larut dalam bentuk solusi dari fase padat
yang biasanya bersifat permeabel. leaching umumnya melibatkan pelarut yang
selektif dengan atau tanpa difusi. Metode yang digunakan untuk leaching biasanya
ditentukan oleh jumlah konstituen yang akan dilarutkan, distribusi konstituen dalam
padatan, sifat padatan dan ukuran partike. Mekanisme proses leaching pada
umumnya ialah zat terlarut ditransfer dari larutan ke permukaan padatan kemudian
berdifusi kedalam padatan, pelarut yang berada didalam padatan akan larut oleh zat
terlarut kemudian terdifusi menjadi campuran solut-solven ke permukaan padatan
dan ditransfer keluar/ kedalam larutan zat terlarut [29].
Kecepatan transfer massa dalam residu berpori sulit untuk dinilai karena tidak
mungkin untuk menentukan bentuk pori melalui mana transfer harus terjadi, hal ini
dimungkinkan. Namun untuk mendapatkan indikasi perkiraan laju perpindahan dari
partikel untuk sebagian besar cairan [30]. Menggunakan konsep film tipis
menyediakan ketahanan terhadap transfer, persamaan untuk transfer massa dapat
ditulis sebaga:
10
Universitas Sumatera Utara
–
…………………………(2.1)
dimana:
A adalah luas antarmuka padat-cair,
b adalah ketebalan efektif dari film cairan yang mengelilingi partikel,
c adalah konsentrasi zat terlarut dalam sebagian besar solusi pada waktu t,
cs adalah konsentrasi larutan jenuh dalam kontak dengan partikel,
M adalah massa zat terlarut ditransfer dalam waktu t, dan k adalah koefisien difusi
Pada umumnya kecepatan transfer solven ke permukaan terjadi sangat cepat
dan berlangsung pada saat terjadi kontak antara solut dan solvent. Sedangkan
kecepatan difusi campuran solute-solvent ke permukaan solid merupakan tahapan
yang mengontrol dalam keseluruhan proses leaching. Kecepatan difusi campuran
solut-solvent ke permukaan solid tergantung dari beberapa faktor yaitu suhu, luas
permukaan
partikel,
pelarut
(solvent),
perbandingan
solut-solvent,
proses
pencampuran atau pengadukan dan lama pengadukan. Faktor-faktor yang
mempengaruhi laju ekstraksi, yaitu: ukuran partikel, pelarut, suhu, dan pengadukan
dari fluida (campuran pelarut, solut, dan padatan) [30].
2.3. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EKSTRAKSI
Pemilihan peralatan untuk proses ekstraksi dipengaruhi beberapa faktor-faktor.
Dengan demikian, jika difusi zat terlarut melalui struktur berpori dari padatan sisa
adalah faktor pengendali, materi harus ukuran kecil sehingga proses difusi zat
terlarut sangat mudah. Di sisi lain, jika difusi zat terlarut dari permukaan partikel
sebagian besar adalah faktor pengendali, pengadukan cairan yang diperlukan, ukuran
partikel, temperatur ekstraksi, jumlah pelarut, serta waktu ekstraksi [32].
Pada prinsipnya ekstraksi adalah melarutkan dan menarik senyawa dengan
menggunakan pelarut yang tepat. Ada tiga tahapan proses pada waktu ekstraksi
yaitu:
1. Penetrasi pelarut kedalam pori padatan
2. Disolusi pelarut ke dalam pori padatan dan melarutkan zat yang diinginkan
oleh pelarut
11
Universitas Sumatera Utara
3. Difusi bahan yang terekstraksi ke luar padatan
Proses di atas diharapkan terjadinya kesetimbangan antara zat terlarut dan
pelarut. Kecepatan untuk mencapai kesetimbangan umumnya tergantung pada suhu,
ukuran partikel, dan gerakan partikel. Prinsip yang utama adalah yang berkaitan
dengan kelarutan, yaitu senyawa polar lebih mudah larut dalam pelarut polar dan
senyawa nonpolar akan mudah larut dalam pelarut nonpolar [25].
2.3.1 Ukuran Partikel
Ukuran partikel mempengaruhi laju ekstraksi dalam beberapa cara. Semakin
besar area permukaan antara padat dan cair, oleh karena itu semakin tinggi tingkat
transfer material, maka semakin kecil jarak terlarut yang berdifusi dalam padatan. Di
sisi lain, permukaan mungkin tidak begitu efektif digunakan jika sirkulasi cairan
terhambat dan pemisahan partikel dari cairan berdrainase terhadap residu padatan.
Diharapkan kisaran ukuran partikel harus kecil sehingga setiap partikel
membutuhkan waktu yang sama untuk ekstraksi [30].
Secara umum, penurunan ukuran partikel berbannding lurus dengan kenaikan
laju ekstraksi. Pemeningkat perpindahan massa dengan diameter partikel yang lebih
kecil, dan panjang jalur transportasi senyawa dalam substrat padat dipersingkat jika
senyawa tidak hanya terdifusi di permukaan, tetapi juga hadir dalam padat substrat
[16].
2.3.2 Suhu Ekstraksi
Suhu adalah pengaruh besar pada ekstraksi dengan suhu tinggi. Tingkat dan
hasil ekstraksi yang sangat tinggi berbanding lurus dengan suhu. Salah satu alasan
adalah peningkatan daya pelarut dengan suhu tinggi untuk senyawa nonpolar. Alasan
lainnya adalah peningkatan proses perpindahan massa dengan suhu dan kenaikan
eksponensial dari tekanan uap dari senyawa ekstrak. Dalam waktu kritis dan
superkritis, peningkatan laju reaksi dan hasil kurang optimal jika kepadatan tetap
tinggi. Jika kepadatan berkurang terlalu banyak, maka kelarutan akan turun dan
mempengaruhi jumlah zat diekstraksi.
12
Universitas Sumatera Utara
Temperatur yang lebih tinggi (viskositas pelarut lebih rendah, kelarutan solute
lebih besar) pada umumnya menguntungkan unjuk kerja ekstraksi. Namun,
temperatur ekstraksi tidak boleh melebihi titik didih pelarut karena akan
menyebabkan pelarut menguap. Biasanya temperatur ekstraksi yang paling baik
adalah sedikit di bawah titik didih pelarut [16].
Kelarutan bahan yang diekstraksi akan meningkat dengan suhu untuk
memberikan tingkat yang lebih tinggi dari ekstraksi, koefisien difusi meningkat
dengan kenaikan suhu dan ini juga akan meningkatkan laju ekstraksi [30]. Dalam
beberapa kasus, batas atas temperatur ditentukan oleh pertimbangan sekunder, seperti
kebutuhan untuk menghindari aksi enzim selama ekstraksi gula.
2.3.3 Pelarut
Pada proses ekstraksi pelarut bertujuan untuk mengekstrak zat terlarut dari satu
fase cair yang lain. Hal ini dapat dilakukan untuk memisahkan dua zat terlarut yang
berbeda untuk memurnikan fasa cairan dari kontaminasi. Sebuah sistem ekstraksi
pelarut mengandung dua fasa cair yang bercampur, satu fase rafinat dan satu cair
organik, pengencer, dan satu atau lebih zat terlarut. Selain itu, sistem ekstraksi di
sebagian besar satu atau lebih ekstraktan ditambahkan ke pengencer untuk
meningkatkan ekstraksi dan pemisahan. Kadang-kadang pengubah fase digunakan
untuk mencegah pembentukan tahap ketiga mengganggu [12].
Jenis pelarut merupakan faktor penting dalam ekstraksi minyak dari biji
pepaya. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan pelarut adalah selektivitas,
kemampuan mengekstrak, toksisitas, kemudahan untuk diuapkan, dan harga pelarut.
Sejumlah solvent yang digunakan dalam ekstraksi adalah faktor lain yang
dipertimbangkan. Pemilihan solvent pengekstrak harus berdasarkan sifat alami dari
sampel. Selain itu, efisiensi ekstraksi dan matriks yang tak larut, pemilihan ini harus
mempertimbangkan aspek-aspek lain. Solvent harus lebih banyak daripada jumlah
sampel. Volume solvent yang rendah terkadang berguna untuk menghasilkan
konsentrasi yang lebih tinggi dalam penganalisaan [27]
Ada beberapa faktor spesifik yang dipertimbangkan dalam pemilihan solvent
yang meliputi:
1.
Selektifitas
13
Universitas Sumatera Utara
Kemampuan untuk menghilangkan dan konsentrat solute dari komponen
Lainnya [33].
2.
Ketersediaan
Solvent harus tersedia selama proses ekstraksi [33].
3.
Kemampuan melarut dalam umpan
Diperlukannya pemulihan solvent dari rafinat atau penyegaran kembali solvent
yang digunakan [33].
4.
Perbedaan Densitas
Perbedaan densitas yang terlalu rendah antara fasa-fasa akan menghasilkan
masalah dalam pemisahan. Perbedaan densitas yang terlalu tinggi dapat
menyulitkan untuk menentukan proses ekstraksi yang terbaik yang diinginkan
[33]. Dengan meningkatnya densitas, laju ekstraksi akan meningkat pada suhu
yang konstan. Hasil ekstraksi akan berbeda untuk densitas yang sama pada
suhu yang berbeda [33].
5.
Sifat Fisik
Solvent yang terlalu kental akan menghalangi perpindahan massa dan
kapasitasnya. Tegangan permukaan yang terlalu rendah akan mendorong
kearah masalah pengemulsian. Titik didih solvent harus berbeda dengan titik
didih solute [33].
6.
Toksisitas
Toksisistas harus dipertimbangkan untuk kesadaran kesehatan dan kemurnian
dari produk yang dihasilkan [33].
7.
Tidak Bersifat Korosif
Disyaratkan menggunakan konstruksi material yang mahal untuk peralatan
proses ekstraksi.
8.
Mudah untuk dipulihkan
Pemulihan dan pemurnian solvent yang sempurna dibutuhkan sebaik mungkin
ketika solvent dikembalikan lagi ke dalam ekstraktor untuk meminimalisasikan
kehilangan banyak solvent [33].
Menurut Kumar dan Bangaraiah 2013 pilihan pelarut untuk ekstraksi terbatas
pada beberapa pelarut dengan kemurnian tertentu karena hukum nasional dan
internasional dalam memproses material makanan. Heksana, aseton, alkohol (etanol,
14
Universitas Sumatera Utara
metanol), isopropanol dan etil asetat digunakan dalam ekstraksi oleoresin dari
bumbu-bumbu.
Pelarut terbagi menjadi 3 kelas. Pelarut Kelas 1 tidak boleh digunakan dalam
pembuatan zat obat, bahan pembantu dan produk obat, karena toksisitas tidak dapat
diterima atau efek merusak lingkungan [14]. Namun jika penggunaannya tidak dapat
dihindari untuk menghasilkan produk obat dengan kemajuan yang signifikan, maka
konsentrasi harus dibatasi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.5, kecuali
dibenarkan. Pelarut 1,1,1-Trichloroethane termasuk dalam Tabel 2.6, karena bahaya
terhadap lingkungan. Batas menyatakan 1.500 ppm didasarkan pada review data
keselamatan.
Tabel 2.6 Pelarut Kelas 1 yang Harus Dihindari dalam Bidang Farmasi dan Makanan
[14]
Batas konsentrasi
Pelarut
Keterangan
(ppm)
Dapat menyebabkan
kanker
Benzene
2
Beracun dan berbahaya
pada lingkungan
Carbon tetrachloride
4
1,2-Dichloroethane
5
Beracun
1,1-Dichloroethene
8
Beracun
1,1,1Trichloroethane
Berbahaya pada
lingkungan
1,500
Pelarut kelas 2 sama halnya dengan pelarut kelas 1 yang berbahaya bagi
tubuh manusia dan lingkungan, penggunaan pelarut kelas 2 ini dibatasi. PPM yang
diperbolehkan adalah 0,1 mg / hari, dan konsentrasi yang diberikan 10 ppm.
15
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.7 Pelarut Kelas 2 DiBatasi dalam Produk Farmasi [14]
Pelarut
Acetonitrile
Batas konsentrasi (ppm)
PDE (mg/day)
4,1
410
Chlorobenzene
3,6
360
Chloroform
0,6
60
Cyclohexane
38,8
3,880
0,7
70
18,7
1,870
Dichloromethane
6,0
600
1,2-Dimethoxyethane
N,NDimethylacetamide
N,NDimethylformamide
1,0
100
10,9
1,090
8,8
880
1,4-Dioxane
3,8
380
2-Ethoxyethanol
1,6
160
Ethyleneglycol
6,2
620
Formamide
2,2
220
Hexane
2,9
290
30,0
3,000
2-Methoxyethanol
0,5
50
Methylbutyl ketone
0,5
50
Methylcyclohexane
11,8
1,180
N-Methylpyrrolidone
5,3
530
Nitromethane
0,5
50
Pyridine
2.0
200
Sulfolane
1,6
160
Tetrahydrofuran
7,2
720
Tetralin
1,0
100
Toluene
8,9
890
1,1,2-Trichloroethene
0,8
80
21,7
2,170
Cumene
1,2-Dichloroethene
Methanol
1
Xylene
N-butil asetat termasuk dalam pelarut kelas 3 dapat dianggap kurang beracun
dan risiko yang lebih rendah untuk kesehatan manusia, Pelarut kelas pada umumnya
digunakan dalam bidang farmasi. Namun, tidak semua dapat digunakan dalam
16
Universitas Sumatera Utara
jumlah banyak. N-butil asetat sangat cocok digunakan sebagai pelarut dalam industi
makanan [14].
Pada penelitian ini menggunakan pelarut n-Butil Asetat yang memiliki sifat
fisika dan kimia seperti table 2.8:
Tabel 2.8 Sifat Fisika dan Kimia N-Butil Asetat [8] dan [9]
Parameter
n-Butil Asetat
Struktur
Rumus Molekul
Nama Umum
C6H12O2
Eter asetat, asetatdien, , etil ester, etill etanoat, napta
Berat Molekul
Sifat Fisik
116
Jernih, tidak mudah menguap, cairan yang dapat
terbakar; bau seperti buah-buahan
-730C
1260C
10 % pada 250C
Larut dengan alkohol, aseton, kloroform, eter
0.902 pada 200C
3.04
1,39 mmHg pada 200C
1,4
Titik leleh
Titik Didih
Kelarutan dalam Air
Kelarutan
Densitas Relatif
Densitas Uap Relatif
Tekanan Uap
Log Pow
Tabel 2.9
Penggunaan Pelarut Dan Hasil Yang Diperoleh Pada Ekstraksi Minyak
Biji Pepaya [23]
Pelarut
Hasil (g g-1)
Etanol
151
Aseton
286
n-Heksan
285
Etil Asetat
290
Etanol merupakan pelarut yang menghasilkan ekstrak kurkumin yang paling
tinggi dibandingan dengan pelarut lain, yakni aseton, etil asetat, metanol, dan
isopropanol, hal ini dikarenakan kelarutan dari konstituen aktif [21].
17
Universitas Sumatera Utara
2.3.4 Pengadukan
Dalam pemisahan yang mengunakan pengadukan, waktu kontak dapat dibuat
lebih cepat untuk setiap pendekatan yang diinginkan untuk keseimbangan, secara
ekonomi efisiensi dapat mencapai 80-90% [5].
Pengadukan pada pelarut penting karena hal ini meningkatkan difusi dan
transfer materi dari permukaan partikel untuk sebagian besar dari solusi, seperti yang
dibahas dalam bagian berikut. Selanjutnya, agitasi suspensi partikel halus mencegah
sedimentasi dan lebih efektif penggunaan terbuat dari permukaan antar muka [30].
2.4 SOXHLET EXTRACTION
Leaching memungkinkan analit yang akan diekstrak dan dipisahkan dari
matriks padat dan juga dari senyawa lain yang dapat mengganggu dalam proses
analisis. Salah satu bentuk ekstraksi padat-cair adalah ekstraksi soxhlet. Teknik dasar
ini dikembangkan pada tahun 1879 oleh Franz Ritter Von Soxhlet, Dia adalah
seorang kimiawan Jerman dan fisiologi gizi, yang dikenal sekarang sebagai soxhlet
extraction. Teknik ini pertama kali digunakan untuk menentukan kandungan lemak
dalam susu. Sejak itu, teknik ekstraksi soxhlet telah mendapatkan pengakuan luas di
bidang ekstraksi. Saat ini teknik ekstraksi soxhlet konvensional digunakan sebagai
teknik standar untuk mengekstraksi analit dari padat sampel terhadap efisiensi teknik
leaching dibandingkan lainnya [39].
18
Universitas Sumatera Utara
Persiapan sampel pada Proses
ektraksi menggunakan metode
soxshlet extrection
Sampel padatan/cairan
Sampel biologi: daging, lemak, susu, sayur-sayuran,
duah, dan sebagainya
Homogenisasi
Pengilingan sampel padatan
pra pengeringan dengan zat anhidrat
Membersihkan
ekstrak mentah
Soxhlet ekstraksi
Gambar 2.2 Persiapan sampel pada Proses ektraksi menggunakan metode
soxshlet extraction [39].
Soxhlet extraction adalah teknik standar dimana pelarut segar dikontakkan
dengan sampel secara berkala [7]. Menurut [18] proses ekstraksi minyak biji papaya
dilakukan dengan metode Soxhlet Extraction mengunakan pelarut non polar,
Condensor
Extractor
Shipon
Sampel
Destilation
Heater
Gambar 2.3 Soxhlet Extraction Convensional [4]
19
Universitas Sumatera Utara
Dari gambar 2.3 dapat dijelaskan bahwa untuk ekstraksi, material padatan yang akan
diekstrak diletakkan di dalam suatu thimble yang terbuat dari kertas saring yang tebal
atau di dalam suatu tabung yang terdapat di tengah bagian dari Soxhlet. Thimble
biasanya dibuat dari selulosa dan bersifat permeable ke Pelarut. Sampel yang
digunakan harus dihancurkan untuk menghasilkan partikulat yang baik dengan luas
permukaan yang besar sebelum melakukan Soxhlet extraction. Solvent yang
digunakan untuk ekstraksi ditambahkan pada bagian tengah dari Soxhlet sampai
batas dari siphon ke dalam bagian bawah round-bottom flask. Pelarut didistilasi dari
bottom flask dengan menggunakan suatu peralatan panas umum laboratorium yaitu
hot plate. Intensitas pemanasan mengendalikan aliran
solvent melalui sistem.
Soxhlet dilengkapi dengan kondenser. Pelarut dikondensasikan kembali ke dalam
bagian tengah dari peralatan. Suhu dari kondenser harus rendah untuk menghindari
banyak Pelarut yang hilang. Proses diulang dalam sejumlah proses ekstraksi, Pelarut
terakumulasi di bagian tengah dari peralatan secara berkala dikembalikan kembali
ke dalam flask dimana Pelarut dipanaskan. Efisiensi ekstraksi dengan menggunakan
peralatan Soxhlet sangat baik (mendekati 100%), dan prosedurnya dapat dengan
mudah digunakan untuk menganalisa secara kuantitatif dengan pemulihan yang baik
[27].
2.4.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Soxhlet Extraction
Ada 3 faktor yang dapat mempengaruhi kinerja dari metode Soxhlet extraction
yaitu meliputi (1) Pemilihan Pelarut, (2) Sifat Matriks, dan (3) Kondisi Operasi [36].
2.4.1.1 Pemilihan Pelarut
Pemilihan pelarut yang tepat untuk ekstraksi harus dipilih dari target dengan
menggunakan metode Soxhlet extraction. Pelarut yang berbeda akan meghasilkan
ekstrak yield dan komposisi ekstrak yang berberda. Penggunaan alternatif Pelarut
telah meningkatkan kesadaran lingkungan dan keamanan. Suatu co-solvent terkadang
ditambahkan agar meningkatkan polaritas dari fasa cair. Campuran Pelarut akan
meningkatkan yield dan kinetika ekstraksi [36].
20
Universitas Sumatera Utara
2.4.1.2 Sifat Matriks
Soxhlet extraction bergantung dari sifat matriks dan ukuran partikel ketika
difusi internal sebagai tahap akhir selama proses ekstraksi [36].
2.4.1.3 Kondisi Operasi
Selama proses ekstraksi, solvent biasanya dipulihkan dengan cara evaporasi.
Suhu ekstraksi dan evaporasi memiliki dampak dalam kualitas produk [36].
2.5
EDIBLE OIL
Lemak dan minyak nabati adalah suatu substansi yang diperoleh dari tanaman
yang terdiri dari trigliserida dan menghadirkan sejumlah komponen utama dari lemak
dan minyak edible. Komponen kecil dari lemak dan minyak yang edible terbentuk
dari mono dan dietil-gliserol, asam lemak bebas, fosfatida, sterol, fat-soluble,
vitamin, tokoferol, pigmen, wax, dan fatty alcohol. Cara
moderen dalam
pemerosesan minyak nabati adalah melalui ekstraksi kimia dan menggunakan pelarut
pengekstrak , suatu proses yang menghasilkan yield tertinggi dari minyak dalam
waktu yang singkat [54]. Untuk pemerosesan minyak diperoleh dari biji dilakukan
beberapa tahap yaitu: pemerosesan secara umum, degumming, refining/netralisasi,
bleaching, dan deodorization [55]. Untuk mengetahui edible oil dapat dilihat dari
Tabel 2.10.
Tabel 2.10 Parameter Edible Oil
Parameter
Standar Edible Oil
Bilangan Peroksida (meq/kg minyak)
Bilangan Iodin (g/mg)
Spesific gravity (SG)
Kadar Asam Lemak Bebas (%)
Refractive Index (200C)
Total Fenol (mg/g)
Bilangan Keasaman
10 [49]
80-109 [49]
0,9-1,16 [47]
0,5-1% [46]
1,457 [46]
220 [46]
1 % [46]
21
Universitas Sumatera Utara