BAB I PENDAHULUAN
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Kimia Organik Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah serai wangi.
Variabel-variabel yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : 1. Ekstraksi minyak serai wangi menggunakan metode US-MAHD a. Variabel Tetap
Waktu ekstraksi : Waktu ekstraksi: 1,5 jam (25 menit menggunakan ultrasound dan 65 menit menggunakan microwave)
Frekuensi ultrasound : 37 kHz Massa serai wangi : 100 gram
Pelarut : Aquadest
b. Variabel Berubah
Perbandingan pelarut dan massa : 10:1; 12:1; 14:1 Temperatur operasi ultrasound : 30 oC; 40 oC; 50 oC Daya microwave : 150 W; 300 W; 450 W Bagian serai wangi : daun dan batang
2. Ekstraksi minyak serai wangi menggunakan metode UAE
Kondisi operasi (perbandingan massa dan pelarut serta temperatur operasi ultrasound) yang menghasilkan yield tertinggi dari metode US-MAHD diaplikasikan dengan menggunakan metode Ultrasound Assisted Extraction (UAE) dengan waktu ekstraksi tetap 1,5 jam (25 menit menggunakan ultrasound dan 65 menit proses hydrodistillation).
6
3. Ekstraksi minyak serai wangi menggunakan metode MAHD
Kondisi operasi (perbandingan massa dan pelarut serta daya microwave) yang menghasilkan yield tertinggi pada metode US-MAHD diaplikasikan dengan menggunakan metode Microwave Assisted Hydroditillation (MAHD) dengan waktu ekstraksi tetap 1,5 jam.
Analisis kualitas minyak serai wangi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:
1. Analisis warna 2. Analisis densitas 3. Analisis indeks bias
4. Kelarutan dalam etanol 80 %
5. Analisis kandungan geraniol dan sitronelal dengan GC-MS Kelarutan dalam etanol 80 %
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 MIYAK ATSIRI SERAI WANGI (CITRONELLA OIL)
Indonesia adalah negara yang terkenal dengan potensi minyak atsirinya. Serai wangi (Cymbopogon winterianus) adalah salah satu tanaman yang dapat diproses untuk mendapatkan minyak atsirinya. Minyak atsiri serai wangi adalah minyak atrisi yang sangat penting dan banyak digunakan (Alam, et al., 2017). Aroma harum dari minyak atsiri serai wangi banyak digunakan pada sabun, detergen, dan lain-lain.
Sebagai sumber yang baik dari senyawa sitral, minyak serai wangi juga digunakan untuk penambah aroma pada industri makanan. Selain itu, minyak atsiri serai wangi merupakan bahan utama pada industri ionine yang menghasilkan vitamin A (Ranade dan Padma, 2015).
Minyak atsiri serai wangi mengandung beberapa senyawa bioaktif yang sangat berguna bagi beberapa masalah kesehatan. Bebarapa penelitian menyebutkan ekstrak dari serai wangi dapat berfungsi sebagai aromaterapi, kanker, anti-hipertensi, anti-mutagen, antioksidan, dan anti-jamur (Ranitha, et al., 2014).
Komposisi minyak atsiri serai wangi ini terdiri atas 30 hingga 40 komponen kimia, yang diantara lain termasuk golongan alkohol, hidrokarbon, ester, aldehid, keton, oksida, lakton, dan terpen. Komponen kimia utama penyusun minyak serai wangi adalah sitronelal, sitronelol, dan geraniol (Gunther, 1990). Komposisi kimia minyak astiri serai wangi ditunjukkan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Minyak Atsiri Serai Wangi
Senyawa Kadar (%)
Elemol & Seskuiterpen lain 2-5
Elemen & Kadien 2-5
Sumber : Kataren (1985)
8
Minyak serai wangi yang memenuhi persyaratan Internasional dapat dicapai memalui cara penyulingan dan cara tanam yang baik. Kandungan sitronelal dan geraniol yang tinggi, lebih dari 35 % merupakan persyaratan ekspor. Kualitas minyak serai wangi untuk kualitas ekspor dapat dianalisis menurut kriteria fisik, yaitu berdasarkan warna, berat jenis, indeks bias, ataupun secara kimia, yaitu kadar total geraniol dan total sitronelal (Sulaswatty, dkk., 2019). Spesifikasi persyaratan mutu minyak serai wangi ditunjukkan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Spesifikasi Persyaratan Mutu Minyak Serai Wangi Jenis Uji Satuan Persyaratan
Warna - Kuning pucat sampai kuning
kecokelat-cokelatan Berat jenis, 20 oC/20 oC - 0,880-0,922
Indeks bias (nD20) - 1,466-1,475
Total geraniol, berat/berat % Min. 85 Sitronelal, berat/berat % Min.35
Kelarutan dalam etanol 80% - 1:2 jernih seterusnya Jernih sampai opalesensi Sumber : BSN (1995)
2.2 METODE EKSTRAKSI MINYAK ATSIRI
Beberapa bagian dari berbagai tanaman aromatik dapat diekstraksi untuk menghasilkan minyak atsiri yang kemudian banyak diaplikasikan dalam bidang kosmetik, farmasi dan bahan tambahan pangan yang aman. Metode dan teknik yang digunakan untuk mengekstrak minyak atsiri tergantung pada karakteristik dan komponen yang diinginkan dalam ekstrak tanaman tersebut. Faktor utama yang mempengaruhi kualitas minyak atsiri adalah metode ekstraksi yang digunakan, karena prosedur ekstraksi yang tidak tepat dapat menyebabkan kerusakan dan menghadirkan senyawa yang berbeda dalam minyak aromatik. Efek yang dapat dihasilkan, misalnya, hilangnya konstituen farmakologis, hilangnya aroma, dan perubahan fisik minyak atsiri (Tongnuanchan, et al., 2014).
Metode ekstraksi minyak atsiri dapat dibagi ke dalam dua kategori, yaitu : metode konvensional dan metode inovatif. Penerapan metode inovatif, seperti ultrasonik dan gelombang mikro telah terbukti meningkatkan efisiensi proses ekstraksi karena waktu yang diperlukan untuk mengekstrak minyak atsiri sedikit, serta meningkatkan hasil dan kualitas minyak atsiri (Zarith, et al., 2018).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
9 2.3 METODE KONVENSIONAL 2.3.1 Hydrodistillation (HD)
Hydrodistillation adalah metode tradisional dan tertua untuk mengekstrak minyak asiri. Hydrodistillation biasanya digunakan untuk mengisolasi minyak atsiri dari tanaman aromatik dan obat. Pada metode hydrodistillation, minyak atsiri diuapkan dengan memanaskan campuran air atau bahan pelarut lain dan tanaman diikuti oleh kondensasi uap dalam kondensor. Metode ini juga digabung dengan decanter untuk mengumpulkan kondensat memisahkan minyak atsiri dari air. Waktu distilasi tergantung pada bahan tanaman yang sedang diproses. Distilasi yang lama hanya menghasilkan sejumlah kecil minyak atsiri, namun menambah senyawa titik didih tinggi dan produk oksidasi (Rassem, et al., 2016). Skema peralatan metode hydrodistillation ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Skema Peralatan Metode Hydrodistillation (Rassem, et al., 2016)
2.3.2 Steam Distillation (SD)
Steam Distillation adalah metode yang paling banyak digunakan untuk mengesktrak minyak atsiri. Persentase minyak atsiri yang diekstraksi dengan teknik ini dapat mencapai 93%. Pada dasarnya proses metode steam distillation dimulai dengan memanaskan bahan tanaman menggunakan uap yang disuplai dari pembangkit uap seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2. Panas adalah faktor penentu utama seberapa efektif struktur bahan tanaman hancur dan pecah sehingga melepaskan komponen aromatik atau minyak atsiri (Tongnuanchan, et al., 2014).
Uap yang digunakan adalah uap jenuh atau uap kelewat panas pada tekanan lebih dari 1 atm. Uap dialirkan melalui pipa yang terletak di bawah bahan, dan uap bergerak ke atas melalui bahan yang terletak di atas saringan (Guenther, 1990).
10
Gambar 2.2 Skema Peralatan Metode Steam Hydrodistillation (Rassem, et al., 2016)
2.3.3 Ekstraksi dengan Pelarut (Solvent Extraction)
Pelarut yang umum seperti aseton, potrelium eter , heksana, metanol, atau etanol telah digunakan untuk mengekstrak bahan, seperti bunga, yang tidak dapat diekstraksi menggunakan panas atau uap (Tongnuanchan, et al., 2014). Umumnya, pada metode ini sampel tanaman dicampur dengan pelarut untuk diekstraksi dengan memanaskan sedikit campuran dan proses ini diikuti dengan penyaringan dan penguapan pelarut. Filtrat mengandung aroma dan minyak esensial. Alkohol digabungkan dengan campuran filtrat untuk melarutkan minyak esensial ke dalamnya dan setelah itu didistilasi pada suhu rendah. Selama proses penyulingan, alkohol diuapkan dan minyak atsiri tetap berada dalam residu pot. Dibandingkan dengan metode yang lain, metode ini lebih rumit untuk ekstraksi minyak atsiri karena memakan waktu dan lebih mahal (Zarith, et al., 2018). Skema proses ekstraksi menggunakan metode pelarut ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Skema Peralatan Metode Ekstraksi Menggunakan Pelarut (Rassem, et al., 2016)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
11 2.4 METODE INOVATIF
Modifikasi lebih lanjut dari teknik ekstraksi disebabkan oleh berbagai kekurangan dari metode konvensional yang menyebabkan minyak atsiri mengalami perubahan kimia seperti hidrolisis, isomerisasi, dan oksidasi. Proses ini melibatkan suhu tinggi dan mempengaruhi kualitas minyak esensial. Selain itu, metode konvensional memperpanjang periode ekstraksi. Pada proses ekstraksi minyak atsiri, sangat penting untuk mempertahankan konstituen kimia minyak dan proporsi alami pada kondisi aslinya. Parameter yang perlu dipertimbangkan dalam memilih metode ekstraksi yaitu adalah reduksi periode ekstraksi, konsumsi energi, pelarut yang digunakan dan emisi karbon dioksida (Zarith, et al., 2018).
2.4.1 Ultrasound-Assisted Extraction (UAE)
Ultrasound Assisted Esxtraction (UAE) adalah metode ekstraksi dengan menggunakan bantuan gelombang ultrasonik yang efektif untuk menghasilkan perpindahan pelarut yang cepat, sehingga menyebabkan perpindahan massa yang lebih tinggi dan percepatan waktu ekstraksi (Teng, et al., 2016). Gelombang ultrasonik dihasilkan dari transduser magnetostriktif atau piezoelektrik yang mengkonversi dari energi listrik ke mekanik. Penggunaan gelombang ultrasonik dalam frekuensi rendah digunakan untuk mengekstraksi beberapa senyawa terutama melalui fenomena kavitasi, agitasi molekuler, dan pemanasan. Kavitasi adalah faktor kimia utama yang terjadi ketika gelombang ultrasonik dengan frekuensi rendah digunakan. Hal ini melibatkan formasi, peningkatan ukuran dan pemecahan gelembung dalam cairan, seperti yang ditunjukkan Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Fenomena Kavitasi (Nora dan Caroline, 2017)
Prinsip kerja ekstraksi ultrasonik yaitu dengan mengamati sifat akustik gelombang ultrasonik. Ketika gelombang ultrasonik merambat dalam suatu cairan berisi bahan yang diekstrak, getaran ultrasonik berkecepatan tinggi akan
12
menyebabkan medium bergetar. Getaran akan memberikan pengadukan intensif terhadap proses ekstraksi. Pengadukan akan meningkatkan osmosis antara bahan dengan pelarut sehingga meningkatkan proses ekstraksi (Alupului dan Vasile, 2009).
Peningkatan yield yang diperoleh dan efek pada komposisi kimia tergantung pada kondisi operasi ultrasound yang digunakan. Ekstraksi daun Mentha piperita L.
dan Origanum majorana L.serta bunga Chamomilla recutita L.dengan menggunakan ultrasound bath, 240 W, 40 kHz pada suhu 30 oC selama 30 menit menghasilkan yield minyak atsiri sebesar 12% dan waktu ekstraksi berkurang 3 kali, serta komponen minyak atsiri tidak banyak berubah secara signifikan (Kowalski, et al., 2015). Selain itu Filly (2014) melaporkan ekstraksi bunga Lavandula menggunakan ultrasound probe, 700 W, 20 kHz, menghasilkan yield sebesar 10% dan peningkatan kadar linalool, 4-terpineol, dan komponen utama lainnya dari minyak atsiri. UAE juga telah berhasil digunakan untuk ekstraksi senyawa fungsional dari buah buahan jenis berry, seperti black chokeberry dan haskap berry (Celli, et al., 2016). Dalam penelitiannya, Balti, et al., (2017) melakukan ekstraksi minyak atsiri dari serai dengan menggunakan metode UAE. Kondisi operasi ultrasound untuk menghasilkan yield yang optimum sebesar 3,093 g/ 100 g adalah pada temperatur 50 oC selama 25 menit. Komponen utama yang didapat pada ekstrak minyak serai adalah sitral dengan komposisi neral 38,89 % dan geranial 45,86%. Skema peralatan ekstraksi menggunakan metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) ditunjukkan pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Skema Peralatan Ektraksi Menggunakan Metode UAE (Rassem, et al., 2016)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
13
2.4.2 Microwave-Assisted Hydrodistillation (MAHD)
Gelombang mikro adalah radiasi elektromagnetik dengan frekuensi dari 0,3 hingga 300 GHz (Hadkar, et al., 2013). Di dalam spektrum elektromagnetik, daerah radiasi gelombang mikro terletak antara radiasi infra merah dan gelombang radio.
Radiasi gelombang mikro merupakan radiasi nonionisasai yang dapat memutuskan suatu ikatan sehingga menghasilkan energi yang dimanifestasikan dalam bentuk panas melalui interaksi antara zat atau medium. Energi tersebut dapat direfleksikan, ditransmisikan dan diabsorbsikan (Najmina, dkk., 2015).
Prinsip pemanasan menggunakan microwave berdasarkan pada efek langsung dari gelombang-gelombang pada molekul oleh konduksi ionik dan rotasi dipol (Donglei, et. al., 2013). Bahan dalam oven microwave menjadi panas karena molekul polar dalam zat tersebut berputar dan bergetar saat gelombang mikro berosilasi.
Sementara molekul memiliki muatan yang netral, yaitu jumlah proton dan elektron yang sama. Molekul polar lebih positif pada satu sisi dan lebih negatif pada sisi lainnya (dipol). Muatan tersebut bergerak, atau lebih tepatnya bergeser, sebagai respon terhadap perubahan medan magnet, seperti yang diciptakan oleh gelombang mikro. Air (H2O) merupakan molekul yang sangat polar dengan bias positif pada atom hidrogen dan bias negatif pada molekul oksigen. Saat terkena gelombang mikro, molekul air berputar dan bergetar agar selaras dengan perubahan polaritas disekitarnya. Gerakan molekul tersebut menciptakan panas. Oven microwave memanaskan bahan melalui getaran molekul air (Carrick, 2016).
Bahan tanaman kering yang digunakan untuk ekstraksi mengandung sel-sel yang memiliki kandungan air sisa dan digunakan untuk pemanasan microwave.
Panas radiasi gelombang mikro memanaskan dan menguapkan air sel bahan.
Tekanan pada dinding sel meningkat, akibatnya sel mengalami pengembangan (swelling). Tekanan mendorong dinding sel dari dalam, meregangkan dan memecahkan sel tersebut. Rusaknya matriks bahan mempermudah senyawa target keluar dan terekstraksi (Hadkar, et al., 2013).
MAHD menggabungkan pemanasan cepat yang dihasilkan oleh microwave dengan ekstraksi pelarut tradisional (Moradi et.al, 2018). Ranitha, et al. (2014) dalam penelitiannya menyebutkan bahwa penggunaan metode MAHD memiliki keuntungan besar dibandingkan metode hidrodistilasi (HD) konvensional. MAHD
14
membutuhkan waktu ekstraksi serai wangi yang lebih pendek, yakni 90 menit dibandingkan HD yang membutuhkan waktu 180 menit. Moradi et al. (2018) melaporkan bahwa ekstraksi rosemeri mengguankan MAHD dapat menghemat energi dan waktu ektraksi 3 kali dibandingkan dengan metode hidrodistilasi (HD).
Minyak atsiri yang dihasilkan menggunakan metode MAHD sebanding dengan penggunaan daya pada microwave. Hal ini dapat dikaitkan dengan distilasi fraksi minyak yang lebih efisien ketika fase berair dipanaskan. Pemanasan cepat meningkatkan fraksi minyak volatil dan meminimalkan perpindahan panas ke material tanaman, tetapi yang terpenting, tidak merusak beberapa komponen yang sangat volatil dari minyak atsiri (Racoti, et al., 2017).
Penggunaan energi gelombang mikro untuk ekstraksi zat aktif dari bahan tanaman menghasilkan pemanasan yang lebih efektif, transfer energi lebih cepat, mengurangi gradien termal, pengurangan ukuran peralatan, respons yang lebih cepat terhadap proses kontrol pemanasan, start-up yang lebih cepat, dan peningkatan hasil ekstraksi. Skema peralatan ektraksi menggunakan metode Microwave-Assisted Hydrodistillation (MAHD) ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Skema Peralatan Ektraksi Menggunakan Metode MAHD (Ranitha, et.al, 2014)
2.5 ULTRASONIC-MICROWAVE ASSISTED HYDRODITILLATION (US-MAHD)
Ekstraksi dengan menggunakan ultrasound (UEA) telah banyak diterapkan dalam ekstraksi padat-cair sebagai metode penghancuran sel berdasarkan gaya geser tinggi yang diciptakan oleh frekuensi ultrasonografi. Gelombang ultrasonik dapat melalui media cair atau cairan yang terdapat dalam bahan padat dengan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
15
menyebabkan efek kompresi dan ekspansi pada sel-sel tanaman yang menghasilkan kavitasi. Kavitasi melibatkan produksi gelembung udara, pembentukannya dan pemecahan gelembung. Fenomena kavitasi meningkatkan difusi biomassa, pemecahan sel dan akhirnya penetrasi solven (Yu, et al., 2017). Ekstraksi menggunakan ultrasound umumnya memberikan tingkat ekstraksi lipid yang lebih baik (Kim, 2016). Namun, metode ini memiliki kekurangan tertentu, seperti efek atenuasi dan efek pemanasan yang rendah (Gole dan Gogate, 2013).
Ekstraksi dengan menggunakan microwave (MAHD) adalah proses yang memanfaatkan efek dari gelombang mikro untuk mengekstraksi bahan biologis.
Pemanasan lokal dari bahan padat menyebabkan kandungan air cepat menguap, yang menghasilkan tekanan tinggi dan menyebabkan ekspansi dan pecahnya sel sehingga memfasilitasi pelepasan senyawa intraseluler yang diinginkan. Oleh karena itu, metode ini membebaskan senyawa aktif ke dalam pelarut. MAHD memiliki manfaat pemanasan yang lebih cepat, gradien panas yang lebih rendah, ukuran peralatan yang lebih kecil dan hasil ekstraksi yang yang lebih tinggi (Yu, et al., 2017).
Dengan menggabungkan UEA dengan MAHD menjadi Ultrasonic-Microwave Assisted Hydrodistillation (US-MAHD) merupakan suatu metode ekstraksi komplementer untuk mendapatkan kelebihan dari kedua metode tersebut dengan yield minyak atsiri yang dihasilkan lebih besar lagi karena terjadi intensifikasi pengrusakan sel-sel tanaman (Wang, et al., 2018). Beberapa penelitian sebelumnya yang menggunakan gabungan metode ultrasonic dan microwave ditunjukkan pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Penelitian Ektraksi Minyak Atsiri Menggunakan Metode US-MAHD No. Penulis
(Tahun)
Tujuan
Penelitian Metode Hasil
1. Patrascu metode ekstraksi yang digunakan. Secara keseluruhan, metode ekstraksi microwave yang dikombinasikan
16
Tabel 2.3 Penelitian Ektraksi Minyak Atsiri Menggunakan Metode US-MAHD (Lanjutan)
No. Penulis (Tahun)
Tujuan
Penelitian Metode Hasil
minyak atsiri bunga antioksidan dan waktu ekstraksi menjadi 4 kali tahap sonikasi, yield minyak yang tertinggi yakni 1,0451%
diperoleh pada daya 199,5 Watt, waktu ekstraksi selama 60 menit dan rasio bahan baku terhadap pelarut sebesar 50 gr/350 ml pelarut. Sedangkan, hasil yang lebih tinggi diperoleh pada proses ekstraksi disertai tahap sonikasi yakni sebesar 1,6840% dengan waktu radiasi selama 5 menit, suhu sonikasi 25 oC, daya gelombang mikro 200 Watt, waktu
17
Tabel 2.3 Penelitian Ektraksi Minyak Atsiri Menggunakan Metode US-MAHD (Lanjutan)
No. Penulis (Tahun)
Tujuan
Penelitian Metode Hasil
3. Wang et
Yield minyak atsiri dan aktifitas senyawa radikal superoksida dari lada putih dengan menggunakan metode US-MAHD secara signifikan lebih tinggi daripada yang metode ekstraksi yang berbeda, secara umum, terpendek dan sedikit menggunakan pelarut.
Berdasarkan penelitian yang dimuat di Tabel 2.3, yield yang dihasilkan dengan menggunakan proses Ultrasonic-Microwave Assisted Hydrodistillation (US-MAHD) lebih besar dibandingkan dengan proses yang lainnya. Selain itu, penggunaan metode US-MAHD sesuai dengan perkembangan konsep “Green Chemistry “ karena merupakan metode ekstraksi “Green and Environmental friendly“ yang lebih sedikit memakan waktu, laju ektraksi yang lebih cepat, dan lebih sedikit dalam penggunaan pelarut serta menghasilkan produk yang aman dan murni (Boukroufa, et al., 2015).
.
18
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium Kimia Organik, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Serai wangi (Cymbopogon winterianus) 2. Aquadest (H2O)
3. Etanol (C2H6O)
3.2.2 Peralatan
Proses ekstraksi minyak atsiri dari serai wangi dilakukan dengan menggunakan metode Ultrasonic-Microwave Assisted Hydrodistillation (US-MAHD). Rangkaian peralatan ekstraksi menggunakan metode ini ditunjukkan pada gambar 3.1 (a) dan 3.1 (b).
(a) (b)
Gambar 3.1 Rangkaian Alat Ektraksi Menggunakan Metode US-MAHD (a) Ultrasound
(b) Microwave Assited Hydrodistillation
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
19
Adapun peralatan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah:
1. S 300 H Elmasonic Ultrasound Bath 2. Sharp R-21D0 Microwave Oven 3. Kondensor
Selain peralatan utama, ada juga peralatan pendukung yang digunakan pada penelitian ini adalah:
1. Atago Refraktometer 2. Piknometer
3. GCMS-QP2010 Plus 4. Miyako BL-101PL Blender 5. Neraca Analitik dan batang serai wangi dikeringkan di ruangan terbuka tanpa sinar matahari selama 1 minggu untuk menghilangkan kadar airnya dan kemudian dilakukan penghalusan dengan blender menggunakan daya 300 W selama 1 menit. Pada tahap kedua dilakukan proses ekstraksi dari bagian daun dengan menggunakan metode Ultrasonic-Microwave Assited Hydrodistillation dengan rancangan penelitian seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.1. Kemudian, minyak serai wangi yang didapatkan dianalisa kualitasnya yang meliputi densitas, indeks bias, kadar geraniol dan sitronelal, serta kelarutan dalam etanol 80 % berdasarkan SNI 06-3953-1995.
20
Selanjutnya, dilakukan proses ekstraksi minyak serai wangi dari daun menggunakan metode UAE dan MAHD serta ekstraksi minyak serai wangi dari batang menggunakan metode US-MAHD pada kondisi operasi yang menghasilkan yield terbanyak pada proses ekstraksi dari bagian daun menggunakan metode US-MAHD dan kemudian dilakukan uji kualitas minyak serai wangi yang dihasilkan dengan menggunakan metode UAE dan MAHD. Adapun skema penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Skema Penelitian Mempersiapkan bahan baku
Ekstraksi daun dan batang serai wangi dengan menggunakan metode Ultrasonic-Microwave
Assited Hydrodistillation
Menganalisa kualitas minyak serai wangi berdasarakan SNI 06-3953-1995 Ekstraksi daun serai wangi
dengan menggunakan metode Ultrasonic Assited Extraction
Ekstraksi daun serai wangi dengan menggunakan metode Microwave
Assited Hydrodistillation
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
21
Microwave (W) Waktu (jam)
10 : 1
Prosedur ekstraksi minyak atsiri serai wangi dari bagian daun yang dilakukan dengan metode US-MAHD adalah sebagai berikut.
1. Daun serai wangi dikeringkan di dalam ruangan terbuka tanpa terpapar sinar matahari secara langsung selama 1 minggu untuk menurunkan kadar airnya.
22
2. Daun serai wangi yang telah kering ditimbang sebanyak 25 gram dan dihaluskan menggunakan blender menggunakan daya 300 W selama 1 menit.
3. Daun serai wangi sebanyak 100 gram dimasukkan ke dalam labu ditilasi dan ditambahkan pelarut aquadest dengan perbandingan pelarut terhadap massa serai wangi adalah 10:1; 12:1; 14:1.
4. Labu ditilasi dimasukkan ke dalam ultrasound bath dan dilakukan proses ekstraksi dengan frekuensi 37 kHz dan variasi temperatur 30 oC; 40 oC; 50
oC selama 25 menit seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1 (a).
5. Kemudian, proses ekstraksi dilanjutkan menggunakan metode Microwave Assisted Hydroditillation (MAHD) selama 65 menit dengan variasi daya microwave 150; 300; 450 W seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1 (b).
6. Lalu, distilat yang dihasilkan ditampung dan dimasukkan kedalam corong pemisah untuk memisahkan minyak serai wangi dan pelarut aquadest yang ikut teruapkan.
7. Minyak atsiri serai wangi yang sudah dipisahkan dihitung beratnya dan disimpan dalam botol sampel.
8. Kemudian dilakukan analisa kualitas minyak serai wangi berdasarkan SNI 06-3953-1995.
3.4.2 Prosedur Percobaan Ekstraksi Minyak Serai Wangi dari Bagian Daun Menggunakan Metode UAE
Prosedur ekstraksi minyak atsiri serai wangi dari bagian daun menggunakan metode UAE adalah sebagai berikut.
1. Daun serai wangi dikeringkan di dalam ruangan terbuka tanpa terpapar sinar matahari secara langsung selama 1 minggu untuk menurunkan kadar airnya.
2. Daun serai wangi yang telah kering ditimbang sebanyak 25 gram dan dihaluskan menggunakan blender menggunakan daya 300 W selama 1 menit.
3. Daun serai wangi sebanyak 100 gram dimasukkan ke dalam labu ditilasi dan ditambahkan pelarut aquadest dengan perbandingan pelarut terhadap massa
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
23
serai wangi pada metode ekstraksi US-MAHD yang menghasilkan yield terbanyak.
4. Labu ditilasi dimasukkan ke dalam ultrasound bath dan dilakukan proses ekstraksi dengan frekuensi 37 kHz dan temperatur operasi yang menghasilkan yield terbanyak pada metode ekstraksi US-MAHD selama 25 menit.
5. Kemudian dilakukan proses hidrodistilasi pada temperatur 100 oC selama 65 menit.
6. Lalu, distilat yang dihasilkan ditampung dan dimasukkan kedalam corong pemisah untuk memisahkan minyak serai wangi dan pelarut aquadest yang ikut teruapkan.
7. Minyak atsiri serai wangi yang sudah dipisahkan dihitung beratnya dan disimpan dalam botol sampel.
8. Kemudian dilakukan analisa kualitas minyak serai wangi dengan GCMS.
3.4.3 Prosedur Percobaan Ekstraksi Minyak Serai Wangi dari Bagian Daun Menggunakan Metode MAHD
Prosedur ekstraksi minyak atsiri serai wangi dari bagian daun menggunakan metode MAHD adalah sebagai berikut.
1. Daun serai wangi dikeringkan di dalam ruangan terbuka tanpa terpapar sinar matahari secara langsung selama 1 minggu untuk menurunkan kadar airnya.
2. Daun serai wangi yang telah kering ditimbang sebanyak 25 gram dan dihaluskan menggunakan blender menggunakan daya 300 W selama 1 menit.
3. Daun serai wangi sebanyak 100 gram dimasukkan ke dalam labu ditilasi dan ditambahkan pelarut aquadest dengan perbandingan pelarut terhadap massa serai wangi pada metode ekstraksi US-MAHD yang menghasilkan yield terbanyak.
4. Labu ditilasi dimasukkan ke dalam microwave oven dan dilakukan proses
4. Labu ditilasi dimasukkan ke dalam microwave oven dan dilakukan proses