Identifikasi Salmonella sp. pada Karkas Ayam dari Pasar Tradisional di Surabaya Timur
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Suhu selama Proses Eksraksi
Pada penelitian telah dilakukan pengukuran suhu terhadap bahan setelah proses ekstraksi bubuk daun.
Pengukuran ini dilakukan menggunakan termometer raksa yang dicelupkan pada bahan hasil ekstraksi.
Pengukuran suhu penting untuk dilakukan, karena pemanasan dengan microwave menyebabkan perubahan suhu dan suhu ini memberikan pengaruh terhadap pemecahan dinding-dinding sel dari bahan, Semakin besar daya ekstraksi mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu yang semakin tinggi. Data suhu hasil pengukuran dapat dilihat pada gambar 3.
Adapun pengaruh waktu terhadap suhu pada setiap perlakuan adalah sebagai berikut:
Gambar 3. Pengaruh Intensitas Radiasi Terhadap Suhu Ekstraksi
Pada grafik dapat dilihat bahwasannya semakin besar intensitas radiasi yang diberikan pada proses ekstraksi, maka suhu pada setiap perlakuan semakin meningkat. Hal ini dikarenakan pemanasan gelombang mikro meningkat untuk cairan ataupun padatan yang dapat mengubah energi elektromagnetik menjadi panas [5] dan pemanasan microwave melibatkan tiga konversi energi, yaitu energi listrik menjadi elektromagnetik, energi elektromagnetik menjadi kinetik dan energi kinetik menjadi energi termal atau panas [6]. Semakin besar intensitas radiasi yang diberikan pada proses ekstraksi, maka semakin banyak energi elektromagnetik yang dirubah menjadi energi panas sehingga suhu semakin meningkat.
Pengaruh Intensitas Radiasi terhadap Rerata Volume Ekstrak Daun Belimbing Wuluh
Pada penelitian ini, pada dasarnya jumlah akuades yang masih terperangkap pada fase padat setiap perlakuannya adalah sama, karena jumlah sampel yang digunakan sama, yaitu 10 gram. Adanya microwave heating dapat mengakibatkan peningkatan suhu yang cepat dan akan terjadi penguapan air terikat dalam biomasa [7]. Semakin banyak pelarut yang diberikan maka akan menghasilkan volume ekstrak yang semakin tinggi.
Dimasukkan erlenmeyer
Dipenetrasi 5 menit
Selesai Dimicrowave 6 menit
Didinginkan pada suhu ruang
Daya Microwave (D) (20, 40,
60%) Mulai
Aquades (250;
350; 450 ml)
Disentrifuse: 4000 rpm 25oC selama 10 menit
Supernatan
Disaring dengan kertas saring Ampas
Filtrat
Dipekatkan dengan rotary evaporator 400C, 200 mBar
Konsentrat Pekat Analisa
1. Kadar air awal bahan
2. Kadar total Fenol (µg/g) 3. Rendemen (%) Bubuk daun 10 gram
269
Gambar 4. Pengaruh Intensitas Radiasi Terhadap Volume Hasil Ekstraksi (ml)
Pada penelitian ini, daya pada microwave yang diberikan pada setiap perlakuan yaitu sebesar 140, 280 dan 420 watt. Efek suhu terhadap sampel akan dipengaruhi oleh massa larutan yang diekstrak.
berdasarkan gambar 3 dapat diketahui bahwa hasil volume ekstrak tertinggi pada perlakuan volume pelarut 450 ml dengan daya 140 W, sedangkan hasil volume ekstrak terendah terdapat pada perlakuan volume pelarut 250 ml dengan daya 420 W. Terjadi penurunan volume ekstrak, dengan semakin tingginya daya yang digunakan karena semakin tingginya daya akan terjadi peningkatan suhu di dalam microwave sehingga terjadi penguapan pelarut (akuades).
Semakin banyak massa larutan yang digunakan, maka akan terjadi penurunan suhunya. Volume ekstrak pada perlakuan P3 (volume pelarut 450 ml) lebih besar dari P2 (volume pelarut 350 ml) lebih besar dari P1 (volume pelarut 250 ml) karena jumlah pelarut yang digunakan lebih banyak juga.
Pada perlakuan intensitas radiasi yang digunakan juga memberikan pengaruh pada jumlah volume ekstrak daun belimbing wuluh yang dihasilkan.
Berdasarkan gambar 4 menunjukkan bahwa semakin kecil daya yang diberikan akan memberikan volume hasil ekstraksi yang semakin tinggi. Semakin tinggi suhu ekstraksi diduga akan terjadi penguapan pelarut yang semakin tinggi pula. Semakin banyak kehilangan pelarut, maka volume hasil ekstrak juga semakin kecil, karena itu, perlakuan dari (140W) D1 lebih besar dari pada perlakuan (280W) D2 dan lebih besar dari pada perlakuan (420 W) D3.
Pengaruh Volume Pelarut dan Intensitas Radiasi Terhadap Rerata rendemen Ekstrak Daun Belimbing Wuluh
Gambar 5. Pengaruh volume pelarut dan Intensitas Radiasi pada rendemen (%)
Pada gambar 5 menunjukkan hasil rendemen yang didapatkan. Rendemen pada penelitian ekstrak daun belimbing wuluh ini yaitu massa ekstrak cair (g) dibanding dengan massa sebelum proses ekstraksi yaitu massa bubuk daun belimbing wuluh dan akuades (g). kisaran nilai rendemen ekstrak ini ialah antara 61.386 % hingga 83.073 %, kombinasi perlakuan volume pelarut dan intensitas radiasi telah mempengaruhi rendemen ekstrak (%). Volume pelarut dan intensitas radiasi gelombang mikro akan menghasilkan panas yang terus meningkat seiring dengan bertambahnya daya microwave yang diberikan pada proses ekstraksi, semakin besar daya microwave yang diberikan maka pemecahan atau pendegradasian dinding-dinding sel akan semakin kuat, akan tetapi bisa terjadi penguapan pelarut (akuades) akibatnya volumenya berkurang.
Pengaruh Volume Pelarut dan Intensitas Radiasi Terhadap Rerata Fenol (µg/g) Ekstrak Daun Belimbing Wuluh
Gambar 6. Pengaruh volume pelarut dan Intensitas Radiasi pada Kandungan Total Fenol (µg/g).
Tren data yang ditampilkan menunjukkan bahwa dari daya 140 w (D1) sampai daya 280w (D2) mengalami kenaikan total fenol, namun pada daya 420w (D3) mengalami penurunan. Hal tersebut menunjukkan bahwa pada proses pengekstrakan dengan daya 140 w, senyawa dalam bahan belum terekstrak secara sempurna. Diduga dengan daya tersebut masih belum mampu memberikan panas yang sesuai dan belum bisa merusak dinding-dinding sel bahan secara optimal. Jumlah panas yang diradiasikan dari alat ke bahan lebih kecil dari pada perlakuan daya 280 w. Kemudian pada daya 420 w, terjadi penambahan jumlah panas yang diradiasikan terlalu tinggi, sehingga kemungkinan terjadinya degradasi termal senyawa target dalam bahan selama proses ekstraksi.
Pada perlakuan yang memiliki nilai total fenol tertinggi ditunjukkan pada perlakuan volume pelarut 450 ml (P3), hal tersebut menunjukkan bahwasannya volume pelarut 350 ml dan 250 ml belum bisa memaksimalkan proses ekstraksi yang memiliki rata-rata total fenol lebih rendah, hal itu menunjukkan bahwa perlakuan jumlah pelarut yang diberikan
270
kurang, sehingga jumlah senyawa target yang terekstrak oleh pelarut itu lebih sedikit.
Pada perlakuan volume pelarut 450 ml (P3) memiliki nilai total fenol lebih tinggi dari pada perlakuan volume pelarut 350 ml (P1) namun lebih kecil dari pada perlakuan pelarut 250 ml (P2). Hal ini menunjukkan bahwa semakin bertambahnya jumlah volume pelarut membantu penambahan jumlah senyawa target yang terekstrak, pada perlakuan 250 ml (P2) menunjukkan penurunan senyawa target akibat konsentrasi senyawa terekstrak lebih kecil karena jumlah pelarut yang digunakan terlalu sedikit.
Selama proses pemecahan dinding sel, terjadi sebuah eksudasi cepat zat kimia ke dalam sel menuju pelarut sekitarnya. Mekanisme MAE (Microwave Assisted Extraction) dalam mengekspos analit dalam penelitian ini yaitu fenol ke pelarut (akuades) melalui pemecahan sel berbeda dengan panas ekstraksi refluks yang tergantung pada serangkaian perembesan dan proses solubilisasi untuk membawa analit dari matriks [8]. Selain itu, perbandingan bahan dan pelarut mempengaruhi efisiensi ekstraksi dan mutu ekstrak yang dihasilkan [9] dalam [10]. Semakin besar perbandingan bahan dan pelarut maka proses pelarutan akan semakin baik karena kontak antara palarut dan bahan akan semakin sering, namun jumlah pelarut yang berlebihan tidak dapat mengekstrak lebih banyak.
Uji Aktivitas Antimikroba (Ekstrak Perlakuan Terbaik)
Dari perhitungan pemilihan perlakuan terbaik didapatkan pada perlakuan volume 450 ml dan daya ekstraksi 280 W, selanjutanya perlakuan ini dilakukan uji aktivitas antimikroba terhadap Salmonella typhimurium. Salmonella typhimurium merupakan bakteri gram negatif. Perlakuan daya microwave 280 w dan volume pelarut 450 ml memberikan hasil sebagai berikut :
Tabel 2. Aktivitas Antimikroba Ulangan Diameter (mm) Rerata (mm)
1 8
7.33
2 7
3 7
KHM Ekstrak Daun Belimbing Wuluh (Ekstrak Perlakuan Terbaik)
Dari perhitungan pemilihan perlakuan terbaik didapatkan pada perlakuan volume 450 ml dan daya ekstraksi 280 W, selanjutnya perlakuan ini dilakukan uji KHM Ekstrak daun belimbing wuluh terhadap Salmonella typhimurium. Salmonella typhimurium merupakan bakteri gram negatif. Perlakuan daya microwave 280 w dan volume pelarut 450 ml memberikan hasil sebagai berikut :
Tabel 3. Hasil KHM Ekstrak Daun Belimbung Wuluh
No. Perlakuan Rerata OD Awal
Rerata OD Akhir
Selisih
1 20% 0.083 0.401 0.392
2 40% 0.326 0.773 0.447
3 60% 1.128 1.321 0.193
4 80% 1.481 1.461 -0.02
5 100% 1.743 1.732 -0.011
Tanin mempunyai daya antibakteri dengan cara mempresipitasi protein, karena diduga tanin mempunyai efek yang sama dengan senyawa fenolik.
Efek antibakteri tannin antara lain melalui reaksi dengan membran sel, inaktivasi enzim, dan destruksi atau inaktivasi fungsi materi genetik, penghambatan pertumbuhan bakteri Salmonella typhimurium diduga juga disebabkan oleh mekanisme ini [11] dalam [12].
Uji SEM (Scanning Electron Microscopy) (Pada Perlakuan Terbaik)
Gambar 7. Sebelum diekstrak (foto atas Perbesaran 1800x dan foto bawah Perbesaran 4000x)
271
Gambar 8. Setelah diekstrak (foto atas Perbesaran 1800x dan foto bawah Perbesaran 4000x)
Pada gambar 7 merupakan sebelum proses ekstraksi dilakukan dan masih terlihat kerapatan dinding-dinding sel pada bahan, kemudian pada gambar 8 merupakan gambar setelah proses ekstraksi dilakukan masih telah terlihat pecahnya dinding-dinding sel pada bahan. Microwave heating dapat mengakibatkan meningkatnya tekanan partikel untuk melonggarkan struktur dari biomasa [7]. Hal ini membuktikan bahwa intensitas radiasi gelombang mikro dapat membantu pemecahan dinding sel bahan.
Selain itu energi gelombang mikro menyebabkan pergerakan molekuler dengan cara migrasi ion dan rotasi dipol [13]. Pergerakan yang sangat cepat ini menghasilkan friksi atau gesekan yang akhirnya mengasilkan energi panas dalam bahan sehingga dinding sel maupun jaringan bahan akan rusak, dan solut akhirnya dapat keluar [13] dan medan elektromegnetik diduga juga dapat mengakibatkan efek non-termal yang dapat mempercepat destruksi struktur kristal [14].
4. KESIMPULAN
Perlakuan Ekstraksi daun daun belimbing wuluh yang terbaik adalah perlakuan P3D1 dengan volume pelarut 450 ml dan daya microwave 280 W. Perlakuan terbaik tersebut memiliki karakteristik dengan rendemen sebesar 82.419 %, total fenol sebesar 5721.139(µg/g), uji aktivitas antimikroba sebesar 7.33 (mm) dan KHM ekstrak daun belimbing wuluh pada konsentrasi 80% dan 100%.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis ucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang membantu, mulai dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) selaku pemberi dana hibah penelitian, para dosen dan asisten dosen yang telah memberi kritik dan saran, arahan para Laboran Laboratorium baik di lingkungan Universitas Brawijaya maupun di lingkungan UIN Maulana Malik Ibrahim Malang, serta kerabat mahasiswa Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya khususnya angkatan 2010 dan 2011.
DAFTAR REFERENSI
[1]
Fauziah, laili. 2008. Studi Demiresasi.Universitas Indonesia, Jakarta
[2]
Sunardi. 2005, Uji Mutu Teh Hijau Perdagangan. Jurnal Kimia dan Teknologi.ISSN 0216-163X.
[3] Sharma, G. N, Phytochemical Screening and Estimation of Total Phenolic Content In Aegle Marmelos Seeds, International Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 2 (3) 2011, 27-29.
[4] Widyawati, S.P., Wijaya, C.H., Hardjosworo, P.S., dan Sajuthi, D, Evaluasi Aktivitas Antioksidan Ekstrak Daun Beluntas (Pluchea Indica Less) Berdasarkan Perbedaan Ruas Daun, 2009, Institut Pertanian Bogor, Bogor [5] Elwin. 2014, Analisa Pengaruh Waktu
Pretreatment dan Konsentrasi NaOH Terhadap Kandungan Selulosa, Lignin Dan Hemiselulosa Eceng Gondok pada Proses Pretreatment Pembuatan Bioetanol, Universitas Brawijaya, Malang
[6] Kurniasari, L., Hartati, I., Ratnani, R D., dan Sumantri, I., Kajian Ekstraksi Minyak Jahe Menggunakan Microwave Assisted Extraction (MAE), Momentum, Vol. 4, No. 2, Oktober 2008 : 47 - 52.
[7] Xue J, Chen HZ, Kadar Z, 2011, Optimization of Microwave Pretreatment on Wheat Straw for Ethanol Production. Biomass Bioenerg ; 35:3859e64.
[8] Dhobi, Mahaveer, Mandal, Vivekananda dan Siva Hemalatha, Optimization of Microwave Assisted extraction of Bioactive Flavonolignan – Silybinin. J, Chem. Metrl. 3:1 (2009) 13-23.
[9] Susanto, W. M. 1999. Teknologi Lemak dan Minyak Makan. FTP UB: Malang
[10] Setyawan, A. D, 2012, Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak Kasar Daun Jati (Tectona Grandis) Metode Microwave Assisted Extraction Terhadap Escherichia Coli dan Staphylococcus aureus (Kajian Rasio Sampel: Pelarut dan jumal Proses Ekstraksi), Skripsi, Universitas Brawijaya. Malang
[11]
Masduki, I, 1996, Efek Antibakteri Ekstrak Biji Pinang (Areca catechu) Terhadap S.aureus dan E.coli in vitro, Yogyakarta: Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedókteran, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta[12] Ajizah, A, 2004, Sensitivitas Salmonella Typhimurium Terhadap Ekstrak Daun Psidium Guajava, Jurnal Bioscientiae Vol 1, Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Lambung Mangkurat.
[13] Delazar, Abbas, Lutfun Nahar, Sanaz Hamedeyazdan, Satyajit D. Sarker, Microwave-Assisted Extraction in Natural Microwaves in Organic Synthesis. Thermal and Non-Thermal Microwave Effects, Chem Soc Rev 34 (2005):164-178.
272