Ekstraksi Likopen dari Buah Tomat (Lycopersicum Esculentum) Menggunakan Pelarut Tunggal dengan Metode Kristalisasi Antisolvent
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Tomat merupakan salah satu sayuran yang populer dan paling banyak
dikonsumsi di dunia. Hal ini disebabkan karena tomat lezat, mudah dicerna dan
warna cerahnya merangsang nafsu makan [1]. Tomat dan produk tomat kaya
sumber vitamin C dan A, likopen, β - karoten, lutein, lektin, dan berbagai senyawa
fenolik seperti flavonoid dan asam fenolat. Tomat kaya akan folat, kalium, serat,
dan protein, tetapi rendah lemak dan kalori, serta bebas kolesterol [2].
Masalah utama tomat setelah dipanen adalah sifatnya yang mudah rusak
oleh pengaruh mekanis serta kandungan air yang tinggi, sehingga memungkinkan
adanya aktivitas enzim dan mikroorganisme pembusuk. Kulit buah tomat sangat
mudah mengalami kerusakan karena goresan atau gesekan sehingga diperlukan
penanganan pasca panen yang benar, agar sesampainya di tangan konsumen buah
tomat tetap dalam keadaan matang segar dengan warna yang menarik serta
mempunyai nilai gizi yang cukup tinggi [3]. Buah tomat setelah matang sempurna
akan cepat menjadi rusak/busuk yakni setelah 3-4 hari penyimpanan pada suhu
kamar sehingga tanpa adanya penanganan khusus umur simpan buah tomat relatif
singkat/pendek [4].
Tomat (Lycopersicum esculentum) merupakan tanaman hortikultura utama
dengan perkiraan produksi global lebih dari 120 juta metrik ton [5], sedangkan
produksi tomat di Indonesia yaitu 893.504 ton pada tahun 2012 [6]. Tomat
biasanya dikonsumsi pada kualitas organoleptik maksimumnya, yang terjadi
ketika telah tercapai warna merah seluruhnya tetapi sebelum pelunakan berlebihan
[7]. Karena produksi yang melimpah dan laju pembusukan yang besar, maka
banyak buah tomat yang terbuang dengan begitu saja karena tidak dapat
dimanfaatkan lebih lanjut ketika telah terjadi pembusukan.
Likopen, pigmen karotenoid merah pada tomat dan produk berbasis tomat,
merupakan bentuk asiklik dari beta-karoten tanpa aktivitas provitamin A. Likopen
telah menarik perhatian saat ini karena bermanfaat dalam mengurangi penyakit
Universitas Sumatera Utara
jantung koroner dan penyakit kronis lainnya [8]. Tomat dan makanan berbasis
tomat adalah sumber utama likopen dan dianggap sebagai kontributor penting
karotenoid untuk makanan. Sumber-sumber likopen lain adalah semangka, jambu
biji, pepaya, dan jeruk [9].
Salah satu karakteristik utama dari pematangan buah tomat adalah
akumulasi secara besar-besaran karotenoid (terutama likopen) [10]. Sintesis
pigmen pada tomat berkaitan dengan proses pematangan, dan warna merah pada
buah merupakan hasil dari akumulasi likopen. Tingkat likopen buah tomat
ditentukan dari potensi genetik jenisnya dan kondisi lingkungan, terutama suhu
dan cahaya. Selama periode pematangan, komposisi likopen pada buah meningkat
tajam [11].
Likopen telah diekstraksi dari bermacam buah dan beri. Pertama kali
dilakukan isolasi dari Tamus communis oleh Harsten pada tahun 1873 [12].
Seluruh likopen yang terekstraksi tidak murni sehingga harus dimurnikan dan
distabilkan [8]. Banyak teknik yang berbeda seperti ekstraksi dengan pelarut yang
konvensional [13] dan ekstraksi fluida superkritik (SFE) yang telah digunakan
untuk ekstraksi likopen dari Lycopersicum esculentum [14]. Untuk isolasi dan
pemurnian lebih lanjut, teknik kromatografi kolom [15] dan kromatografi cair
kinerja tinggi (HPLC) [16] telah diadaptasikan. Namun, teknik isolasi ini
membutuhkan manipulasi yang sensitif dan kompleks dan menghabiskan banyak
waktu [17]. Teknik Spektrofotometri dan HPLC secara umum dilakukan untuk
menganalisa komposisi likopen pada makanan [18].
Universitas Sumatera Utara
Berikut adalah daftar penelitian sebelumnya tentang ekstraksi likopen dari buah tomat.
Tabel 1.1 Daftar Penelitian Sebelumnya Tentang Ekstraksi Likopen dari Buah Tomat
No.
Peneliti
1.
Maulida dan Naufal,
2013
2.
3.
Judul
Bahan Baku dan
Pelarut
Ekstraksi
Buah Tomat Segar
Antioksidan
(Likopen) dari Buah
Pelarut:
Tomat dengan
(Heksana : Aseton :
Menggunakan
Etanol
Solven Campuran, n(2 : 1 : 1))
Heksana, Aseton dan
Etanol.
Myong-Kyun Roh, MinHee Jeon, Jin-Nam
Moon, Woi-Sook Moon,
Sun-Mee Park dan JaeSuk Choi (2013)
A Simple Method
For The Isolation of
Lycopene From
Lycopersicum
Esculentum.
Buah Tomat Segar
Aghel N., Ramezani Z.
dan Amirfakhrian S.
(2011)
Isolation and
Quantification of
Lycopene from
Tomato Cultivated in
Dezfoul, Iran
Saos Tomat
Pelarut:
Heksana, Etil
Asetat dan Etanol.
Pelarut:
Campuran Metanol
dan KarbonTetraklorida
Metode
Hasil Penelitian
Ekstraksi
Cair - Cair
Hasil Yield Ekstraksi:
Perbandingan f/s 1 : 4 adalah
yang terbaik.
Kondisi suhu ekstraksi yang
terbaik pada suhu 70 ºC.
Waktu ekstraksi yang paling
optimum adalah 90 menit dengan
likopen yang terekstrak sebesar
40,15%.
Ekstraksi
Sokhlet dan
Metode AntiSolvent
Ekstrasi
Padat Cair
dan
Kristalisasi
Hasil yield ekstraksi:
Etil Asetat : 4,39 ± 0,27 mg/g
Heksana : 3,38 ± 0,38 mg/g
Etanol : 1,25 ± 0,29 mg/g
Hasil yield ekstraksi 2,313 mg per
100 gram saos tomat
Universitas Sumatera Utara
Dari penelitian sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa ekstraksi likopen dari buah
tomat (Lycopersicum esculentum) menggunakan metode kristalisasi antisolvent
menghasilkan rendemen (yield) likopen yang lebih tinggi dibandingkan dengan
metode ekstraksi cair-cair ataupun dengan metode lain. Selain dari pada itu, di
Indonesia masih jarang digunakan metode kristalisasi antisolvent untuk
mengekstraksi likopen dari buah tomat untuk menghasilkan yield ekstrak yang
lebih tinggi dan juga masih kurangnya penggunaan buah tomat yang telah matang
dan hampir membusuk. Oleh sebab itu digunakan buah tomat yang telah matang
dan hampir membusuk dalam penelitian ini dengan metode kristalisasi antisolvent
untuk memperoleh kandungan ekstrak likopen yang tinggi.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1.
Bagaimana pengaruh perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) serta jenis
pelarut terhadap ekstraksi likopen dari buah tomat ( Lycopersicum
esculentum) terhadap rendemen likopen yang terekstrak.
2.
Bagaimana pengaruh penambahan metanol dan etanol sebagai antisolvent
pada tahap kristalisasi likopen, terhadap rendemen likopen yang terekstrak.
1.3
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S), jenis antisolvent, serta jenis pelarut
terhadap ekstraksi likopen dari buah tomat (Lycopersicum esculentum)
menggunakan pelarut heksana dan etil asetat dengan metode kristalisasi.
1.4
MANFAAT PENELITIAN
1.
Meningkatkan nilai ekonomis buah tomat (Lycopersicum esculentum)
sebagai sumber likopen.
2.
Meningkatkan yield dari ekstraksi likopen dengan menggunakan metode
kristalisasi antisolvent.
3.
Menambah informasi bagi peneliti mengenai ekstraksi likopen.
Universitas Sumatera Utara
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia,
Laboratorium Penelitian, Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, Universitas
Sumatera Utara dan Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas
Sumatera Utara, Medan.
Penelitian ini memiliki ruang lingkup dan batasan sebagai berikut:
1.
Sampel yang digunakan adalah jus buah tomat yang lewat matang.
2.
Proses yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstraksi cair-cair
dilanjutkan dengan kristalisasi antisolvent.
3.
Variabel penelitian adalah perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) dan
variasi antisolvent adalah sebagai berikut:
Variabel tetap : Temperatur
= 65 oC
Volume Sampel
= 150 ml
Volume Antisolvent
= 100 ml
Kecepatan pengadukan
= 7 rpm
Variabel berubah tahap ekstraksi :
Jenis pelarut tunggal : heksana dan etil asetat
Perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) 1:2; 1:2,5; 1:3; 1:3,5; 1:4; 1:4,5
Variabel berubah tahap kristalisasi :
4.
Jenis antisolvent : Metanol dan Etanol
Parameter pengujian adalah :
Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Tomat merupakan salah satu sayuran yang populer dan paling banyak
dikonsumsi di dunia. Hal ini disebabkan karena tomat lezat, mudah dicerna dan
warna cerahnya merangsang nafsu makan [1]. Tomat dan produk tomat kaya
sumber vitamin C dan A, likopen, β - karoten, lutein, lektin, dan berbagai senyawa
fenolik seperti flavonoid dan asam fenolat. Tomat kaya akan folat, kalium, serat,
dan protein, tetapi rendah lemak dan kalori, serta bebas kolesterol [2].
Masalah utama tomat setelah dipanen adalah sifatnya yang mudah rusak
oleh pengaruh mekanis serta kandungan air yang tinggi, sehingga memungkinkan
adanya aktivitas enzim dan mikroorganisme pembusuk. Kulit buah tomat sangat
mudah mengalami kerusakan karena goresan atau gesekan sehingga diperlukan
penanganan pasca panen yang benar, agar sesampainya di tangan konsumen buah
tomat tetap dalam keadaan matang segar dengan warna yang menarik serta
mempunyai nilai gizi yang cukup tinggi [3]. Buah tomat setelah matang sempurna
akan cepat menjadi rusak/busuk yakni setelah 3-4 hari penyimpanan pada suhu
kamar sehingga tanpa adanya penanganan khusus umur simpan buah tomat relatif
singkat/pendek [4].
Tomat (Lycopersicum esculentum) merupakan tanaman hortikultura utama
dengan perkiraan produksi global lebih dari 120 juta metrik ton [5], sedangkan
produksi tomat di Indonesia yaitu 893.504 ton pada tahun 2012 [6]. Tomat
biasanya dikonsumsi pada kualitas organoleptik maksimumnya, yang terjadi
ketika telah tercapai warna merah seluruhnya tetapi sebelum pelunakan berlebihan
[7]. Karena produksi yang melimpah dan laju pembusukan yang besar, maka
banyak buah tomat yang terbuang dengan begitu saja karena tidak dapat
dimanfaatkan lebih lanjut ketika telah terjadi pembusukan.
Likopen, pigmen karotenoid merah pada tomat dan produk berbasis tomat,
merupakan bentuk asiklik dari beta-karoten tanpa aktivitas provitamin A. Likopen
telah menarik perhatian saat ini karena bermanfaat dalam mengurangi penyakit
Universitas Sumatera Utara
jantung koroner dan penyakit kronis lainnya [8]. Tomat dan makanan berbasis
tomat adalah sumber utama likopen dan dianggap sebagai kontributor penting
karotenoid untuk makanan. Sumber-sumber likopen lain adalah semangka, jambu
biji, pepaya, dan jeruk [9].
Salah satu karakteristik utama dari pematangan buah tomat adalah
akumulasi secara besar-besaran karotenoid (terutama likopen) [10]. Sintesis
pigmen pada tomat berkaitan dengan proses pematangan, dan warna merah pada
buah merupakan hasil dari akumulasi likopen. Tingkat likopen buah tomat
ditentukan dari potensi genetik jenisnya dan kondisi lingkungan, terutama suhu
dan cahaya. Selama periode pematangan, komposisi likopen pada buah meningkat
tajam [11].
Likopen telah diekstraksi dari bermacam buah dan beri. Pertama kali
dilakukan isolasi dari Tamus communis oleh Harsten pada tahun 1873 [12].
Seluruh likopen yang terekstraksi tidak murni sehingga harus dimurnikan dan
distabilkan [8]. Banyak teknik yang berbeda seperti ekstraksi dengan pelarut yang
konvensional [13] dan ekstraksi fluida superkritik (SFE) yang telah digunakan
untuk ekstraksi likopen dari Lycopersicum esculentum [14]. Untuk isolasi dan
pemurnian lebih lanjut, teknik kromatografi kolom [15] dan kromatografi cair
kinerja tinggi (HPLC) [16] telah diadaptasikan. Namun, teknik isolasi ini
membutuhkan manipulasi yang sensitif dan kompleks dan menghabiskan banyak
waktu [17]. Teknik Spektrofotometri dan HPLC secara umum dilakukan untuk
menganalisa komposisi likopen pada makanan [18].
Universitas Sumatera Utara
Berikut adalah daftar penelitian sebelumnya tentang ekstraksi likopen dari buah tomat.
Tabel 1.1 Daftar Penelitian Sebelumnya Tentang Ekstraksi Likopen dari Buah Tomat
No.
Peneliti
1.
Maulida dan Naufal,
2013
2.
3.
Judul
Bahan Baku dan
Pelarut
Ekstraksi
Buah Tomat Segar
Antioksidan
(Likopen) dari Buah
Pelarut:
Tomat dengan
(Heksana : Aseton :
Menggunakan
Etanol
Solven Campuran, n(2 : 1 : 1))
Heksana, Aseton dan
Etanol.
Myong-Kyun Roh, MinHee Jeon, Jin-Nam
Moon, Woi-Sook Moon,
Sun-Mee Park dan JaeSuk Choi (2013)
A Simple Method
For The Isolation of
Lycopene From
Lycopersicum
Esculentum.
Buah Tomat Segar
Aghel N., Ramezani Z.
dan Amirfakhrian S.
(2011)
Isolation and
Quantification of
Lycopene from
Tomato Cultivated in
Dezfoul, Iran
Saos Tomat
Pelarut:
Heksana, Etil
Asetat dan Etanol.
Pelarut:
Campuran Metanol
dan KarbonTetraklorida
Metode
Hasil Penelitian
Ekstraksi
Cair - Cair
Hasil Yield Ekstraksi:
Perbandingan f/s 1 : 4 adalah
yang terbaik.
Kondisi suhu ekstraksi yang
terbaik pada suhu 70 ºC.
Waktu ekstraksi yang paling
optimum adalah 90 menit dengan
likopen yang terekstrak sebesar
40,15%.
Ekstraksi
Sokhlet dan
Metode AntiSolvent
Ekstrasi
Padat Cair
dan
Kristalisasi
Hasil yield ekstraksi:
Etil Asetat : 4,39 ± 0,27 mg/g
Heksana : 3,38 ± 0,38 mg/g
Etanol : 1,25 ± 0,29 mg/g
Hasil yield ekstraksi 2,313 mg per
100 gram saos tomat
Universitas Sumatera Utara
Dari penelitian sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa ekstraksi likopen dari buah
tomat (Lycopersicum esculentum) menggunakan metode kristalisasi antisolvent
menghasilkan rendemen (yield) likopen yang lebih tinggi dibandingkan dengan
metode ekstraksi cair-cair ataupun dengan metode lain. Selain dari pada itu, di
Indonesia masih jarang digunakan metode kristalisasi antisolvent untuk
mengekstraksi likopen dari buah tomat untuk menghasilkan yield ekstrak yang
lebih tinggi dan juga masih kurangnya penggunaan buah tomat yang telah matang
dan hampir membusuk. Oleh sebab itu digunakan buah tomat yang telah matang
dan hampir membusuk dalam penelitian ini dengan metode kristalisasi antisolvent
untuk memperoleh kandungan ekstrak likopen yang tinggi.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1.
Bagaimana pengaruh perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) serta jenis
pelarut terhadap ekstraksi likopen dari buah tomat ( Lycopersicum
esculentum) terhadap rendemen likopen yang terekstrak.
2.
Bagaimana pengaruh penambahan metanol dan etanol sebagai antisolvent
pada tahap kristalisasi likopen, terhadap rendemen likopen yang terekstrak.
1.3
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S), jenis antisolvent, serta jenis pelarut
terhadap ekstraksi likopen dari buah tomat (Lycopersicum esculentum)
menggunakan pelarut heksana dan etil asetat dengan metode kristalisasi.
1.4
MANFAAT PENELITIAN
1.
Meningkatkan nilai ekonomis buah tomat (Lycopersicum esculentum)
sebagai sumber likopen.
2.
Meningkatkan yield dari ekstraksi likopen dengan menggunakan metode
kristalisasi antisolvent.
3.
Menambah informasi bagi peneliti mengenai ekstraksi likopen.
Universitas Sumatera Utara
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia,
Laboratorium Penelitian, Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, Universitas
Sumatera Utara dan Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas
Sumatera Utara, Medan.
Penelitian ini memiliki ruang lingkup dan batasan sebagai berikut:
1.
Sampel yang digunakan adalah jus buah tomat yang lewat matang.
2.
Proses yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstraksi cair-cair
dilanjutkan dengan kristalisasi antisolvent.
3.
Variabel penelitian adalah perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) dan
variasi antisolvent adalah sebagai berikut:
Variabel tetap : Temperatur
= 65 oC
Volume Sampel
= 150 ml
Volume Antisolvent
= 100 ml
Kecepatan pengadukan
= 7 rpm
Variabel berubah tahap ekstraksi :
Jenis pelarut tunggal : heksana dan etil asetat
Perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) 1:2; 1:2,5; 1:3; 1:3,5; 1:4; 1:4,5
Variabel berubah tahap kristalisasi :
4.
Jenis antisolvent : Metanol dan Etanol
Parameter pengujian adalah :
Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)
Universitas Sumatera Utara