B. Optimasi Proses Ekstraksi Menggunakan pelarut Heksana dan Etanol
3. Optimasi Proses Ektraksi Untuk Memperoleh Ekstrak Etanol
Ekstraksi serbuk biji kamandrah untuk mendapatkan ekstrak etanol menggunakan metode Maserasi. Penelitian utama adalah mencari peubah optimum (waktu perendaman, nisbah bahan/pelarut) yang dapat memaksimalkan hasil ekstrak etanol. Pencarian peubah optimum dilakukan menggunakan metode Respone Surface Methods (RSM) dengan rancangan percobaan 22 faktorial. Matrik ordo pertama
optimasi diambil dari percobaan waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut yang dapat mengoptimalkan hasil ekstrak menggunakan pelarut etanol.
Pembentukan Model Linier
Matrik ordo pertama optimasi respon hasil ekstrak etanol terhadap waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut dapat dilihat seperti pada Lampiran 17, sedangkan hasil analisis sidik ragam ordo pertama optimasi pengaruh pemberian pelarut etanol terhadap hasil ekstrak disajikan pada Lampiran 18.
Hasil penelitian menggunakan rancangan faktorial dan titik pusat menunjukkan respon hasil ekstrak etanol yang dihasilkan terhadap waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut berkisar 0.66 – 0.99 g/ml. Hasil analisis sidik ragam pada Lampiran 19, menunjukkan bahwa efek kuadratik lebih signifikan bila dibandingkan dengan efek linier hal ini ditunjukkan F hitung sebesar 66.95. Hal ini menunjukkan bahwa interval peubah yang dipilih telah mendekati titik optimum. Sedangkan model ordo pertama dari peubah kode untuk optimasi respon hasil ekstrak etanol terhadap waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut sebagai berikut :
Y = 0.952500 + 0.025000 X1 + 0.045000 X2 – 0.202500 X12 - 0.020000 X22
dengan :
Y = peroleh hasil ekstrak etanol X1 = waktu Maserasi
X2 = nisbah bahan/pelarut
Meskipun nilai R2 untuk persamaan ordo pertama relatif tinggi yaitu R2 =
Hal ini menunjukkan bahwa model ordo pertama ekstraksi yang diperoleh tidak tepat digunakan untuk menduga respon perolehan hasil ekstrak etanol. Menurut Box et al., (1978) syarat model yang baik mempunyai hasil uji penyimpangan model yang bersifat tidak nyata (α > 0.05). Dengan demikian dari perancangan faktorial dan titik pusat pada ordo pertama perlu ditambahkan empat titik observasi (central composite design) untuk mendapatkan lokasi titik optimum yang tepat dalam analisis statistik selanjutnya untuk menduga ordo kedua pada model kuadratik.
Pembentukan Model Kuadratik
Pembentukan model respon ekstrak etanol terhadap waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut menggunakan data pada rancangan faktorial, titik pusat, dan titik bintang, seperti pada Lampiran 22.
Hasil analisis sidik ragam Lampiran 23. menunjukkan bahwa waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut berpengaruh nyata terhadap perolehan hasil ekstrak etanol.
Hasil analisis sidik ragam (ANOVA) ordo dua menunjukkan bahwa pengaruh kuadratik nyata pada tingkat kepercayaan 143.97 % dengan nilai nyata sebesar 97% X1
dan X2 nyata dengan nilai nyata sebesar 95%, sedangkan nilai nyata sebesar 99% X12
dan interaksi antara X1X2 tidak nyata dengan nilai nyata sebesar 84%, seperti pada
Lampiran 24.
Hasil analisis statistik tahap kedua untuk respon perolehan hasil ekstrak etanol (Y) pada percobaan dengan model kuadratik pada titik faktorial, titik pusat dan titik bintang diperoleh persamaan model sebagai berikut:
Y = 0.952503 + 0.030180 X1 + 0.026039 X2 – 0.101268 X12 - 0.020000 X22
dengan :
Y = peroleh hasil ekstrak heksana X1 = waktu Maserasi
Hasil uji kesahihan model menunjukkan bahwa model kuadratik hasil ekstrak etanol mempunyai nilai koefisien determinan (R2) sebesar 93%. Hal ini menunjukkan
bahwa 93% dari keragaman pada parameter optimasi yang dapat dijelaskan oleh model. Hasil uji lack of fit (uji ketidak sesuaian data) pada model ordo kedua ini bersifat tidak nyata (α = 0.48) yang berarti model dapat diterima. Berdasarkan kesesuain ini maka model ordo kedua dianggap lebih sesuai untuk menduga respon hasil ekstrak etanol terhadap waktu maserasi dan nisbah bahan/pelarut, karena telah memenuhi uji kesahihan model, seperti pada Lampiran 25.
Hasil uji asumsi sisa menunjukkan bahwa gambar sisa menyebar acak disekitar nol. Pemeriksaan asumsi kenormalan juga menunjukkan Gambar sisa mendekati garis lurus sehingga dapat disimpulkan bahwa sisa telah terdistribusi normal dan memenuhi asumsi identik seperti pada Gambar 26.
0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 Nilai Residual -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 E xpected Normal V a lu e
Gambar 26. Gambar Sisa Uji Kenormalan Respon Hasil Ekstrak Etanol Terhadap Waktu Maserasi dan Nisbah Bahan/pelarut.
Penentuan Nilai Optimum Perolehan Hasil Ekstrak Etanol
Model persamaan yang telah memenuhi uji kesahihan model dapat digunakan untuk menduga kondisi optimum respon hasil ekstrak etanol terhadap waktu Maserasi
dan nisbah bahan/pelarut. Berdasarkan gambar garis bentuk yang memusat, dapat diketahui bahwa titik optimum sudah dicapai. Analisis permukaan dan gambar garis bentuk permukaan respon hasil ekstrak etanol terhadap waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut seperti pada Gambar 27 dan 28.
Hasil analisis kanonik yang digunakan untuk menentukan titik optimum adalah penentuan titik stasioner yang terjadi pada waktu Maserasi dan nisbah bahan/pelarut, seperti Lampiran 26. Hasil analisis kanonik titik optimum diperoleh pada waktu Maserasi 6.21 hari dan nisbah bahan/pelarut 1: 6.91 g/ml. Dari hasil percobaan laboratorium pada waktu Maserasi 6.21 hari dan nisbah bahan/pelarut 1: 6.91 g/ml menghasilkan hasil ekstrak etanol yang diperoleh sebesar 0.93 g lebih kecil dari nilai prediksi respon pada titik stasioner diperoleh Y = 0.95 g/ml. Dengan demikian kondisi proses yang optimum yang menghasilkan hasil ekstrak etanol paling tinggi terjadi pada waktu Maserasi 6.21 hari dan nisbah bahan/pelarut 1: 6.91 g/ml dengan hasil ekstrak yang diperoleh sebesar 0.93 g (18.6%).
Gambar 27 Respon Permukaan Hasil Ektrak Etanol Terhadap Waktu Maserasi dan Nisbah Bahan/pelarut
3 ,008 0,3 85 0,3855 y 0,0 58 , 5 y 0,03 y y 0,8 0,6 0,4 0,2 0
Hasil ekstrak yang diperoleh bergantung pada kandungan ekstrak yang terdapat pada contoh dan jenis pelarut yang digunakan. Pelarut yang digunakan merupakan pelarut organik yang mempunyai titik didih rendah, tidak beracun, dan tidak mudah terbakar. Kelarutan zat dalam pelarut tergantung dari ikatan polar dan non polar. Menurut McCabe dan Smith (1974) pemilihan pelarut untuk proses ekstraksi tergantung dari sifat komponen yang akan diekstraksi. Salah satu sifat yang penting adalah polaritas suatu senyawa. Ekstraksi senyawa aktif dari suatu jaringan tanaman dengan berbagai jenis pelarut pada tingkat kepolaran yang berbeda bertujuan untuk memperoleh hasil yang optimum, baik jumlah ekstrak maupun senyawa aktif yang terkandung dalam bahan.
0,8 0,6 0,4 0,2
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Waktu Maserasi (hari) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Rasio Bahan/pelarut (g/ml)
Gambar 28. Gambar Garis Bentuk Respon Hasil Ekstrak Etanol Terhadap Waktu dan Nisbah Bahan/pelarut
Dari hasil percobaan ekstrak yang diperoleh 18.6 % jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan hasil penelitian Okokon et al., (2004) menunjukkan dalam 100 g serbuk daun Croton zambesicus yang dimaserasi menggunakan pelarut etanol (1:3)
selama 72 jam (3 hari) menghasilkan ekstrak 3.81%. Hal ini diduga karena biji Croton tiglium banyak mengandung minyak yang bersifat non polar sehingga hasil yang dihasilkan juga lebih banyak.
C. Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Aktif Ekstrak Biji Kamandrah