PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN JENIS PELARUT SERTA WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP YIELD MINYAK PIPER RETROFRACTUM VAHL

(1)

PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN JENIS PELARUT

SERTA WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP YIELD

MINYAK PIPER RETROFRACTUM VAHL

**Rosdiana Moeksin*, Bayu Saputra, Hesti Mareta**

*Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya Jl. Srijayanegara Bukit Besar Palembang 30139

Email: rosmoeksin@yahoo.co.id

Abstrak

Piper retrofractum vahl (Cabe Jawa) merupakan salah satu tanaman obat-obatan yang sudah dimanfaatkan sejak zaman dahulu. Salah satu manfaatnya adalah sebagai bahan baku pembuatan minyak atsiri yang dapat dilakukan dengan cara ekstraksi. Ekstraksi dapat dilakukan dengan cara memvariasikan ukuran partikel dan jenis pelarut serta waktu ekstraksi untuk mendapatkan minyak piper retrofractum vahl. Jumlah yield paling tinggi dihasilkan oleh ekstraksi piper retrofractum vahl berukuran halus dengan menggunakan pelarut etanol dan waktu ekstraksi selama dua jam, yaitu 14,52%, berat jenis 0,884 gr/ml, viskositas 3,864 mm2/s, dan angka asam 34,70.

Kata kunci : Piper retrofractum vahl, ekstraksi, ukuran partikel, jenis pelarut, dan waktu ekstraksi

Abstract

Piper retrofractum vahl (cabe jawa) is one of medical plants was commonly used in the past. One of its advantages is as material of atsiri oil production by extraction method. Extraction may be conducted by variation of particle size and dissolved variety and also extraction period agains yield piper retrofractum vahl. The biggest yield production is showed by piper retrofractum vahl extraction with micro size and etanol as its solvent with ectraction period two hours, and its yield is 14,52%, density is 0,884 gr/ml, viscosity is 3,864 mm2/s and acid number is 34,70 mg/gr.

Keywords : piper retrofractum vahl, extraction, particle size, solvent variety and extraction period

1. PENDAHULUAN

Tanaman obat tradisional merupakan salah satu modal dasar pembangunan kesehatan

nasional. Salah satunya adalah piper

retrofractum vahl (cabe jawa) yang tersedia dalam jumlah banyak di pasaran dengan harga yang relatif murah. Akan tetapi penggunaannya masih sangat jarang, hanya terbatas pada bumbu

dapur dan pembuatan jamu. Padahal piper

retrofractum vahl ini banyak sekali manfaatnya, salah satunya adalah dapat dibuat minyak atsiri. Berdasarkan hal tersebut maka akan dilakukan penelitian terhadap pemanfaatan

piper retrofractum vahl dengan cara

mengekstraksi minyak dari buah piper

retrofractum vahl tersebut. Penelitian ini

bertujuan untuk mendapatkan minyak piper retrofractum vahl secara ekstraksi.

Minyak yang dihasilkan bersifat anti bakteri dan zat piperin yang berkhasiat menurunkan panas, membuat tidur nyenyak, dan bersifat anti radang. Rasa pedasnya menghangatkan dan menyegarkan juga melancarkan peredaran darah.

Ekstraksi dan Leaching

Ekstraksi merupakan suatu proses pengambilan kandungan zat yang digunakan dalam suatu fase

padatan melalui kontak dengan pelarut.

Sedangkan leaching suatu proses yang

(2)

diinginkan kemudian dipisahkan dari padatan sisanya.

Faktor – faktor yang mempengaruhi ekstraksi :

1. Jumlah pelarut

2. Temperatur

3. Ukuran partikel

4. Waktu kontak

5. Tekanan

Piper retrofractum vahl

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Bangsa : Piperales

Famili : Piperaceae

Marga : Piper

Jenis : Piper retrofractum vahl

(Backer dan Van Den Brink, 1968)

Tanaman piper retrofractum vahl berbunga majemuk dan bekelamin tunggal. Bunga majemuknya tersusun dalam bentuk bulir. Benang sari berjumlah 2-3 buah dan berwarna hijau kekuningan. Buahnya bulat panjang silindris, beurkuran 4-6 cm. Buah muda berwarna hijau, setelah cukup tua berwarna kuning gading, dan setelah masak akan berwarna merah (Syukur, 2005).

Etanol

Etanol atau Etil Alkohol memiliki rumus

molekul C2H5OH. Etanol senyawa organik

gugus alkohol (R-OH) yang termasuk ke dalam jenis alkohol primer. Dilihat dari gugus penyusunnya, alkohol mengandung gugus alkil (R) dan gugus –OH yang mengakibatkan etanol bersifat basa. (Ilmu Kimia SMA 2B, Erlangga).

Selain itu etanol juga dapat diartikan sebagai salah satu pelarut murni yang merupakan hasil dari proses fermentasi pati dan gula. Etanol dikenal juga dengan nama Etil Alkohol dan

memiliki rumus kimia C2H5OH.

(www.wikipedia.org).

1. Sebagai pelarut organik

2. Sebagai bahan baku industri turunan alkohol

3. Untuk campuran dalam minuman keras

seperti sake atau gin

4. Sebagai bahan baku pembuatan

senyawa-senyawa organik lain, seperti asam asetat

5. Untuk bahan baku farmasi dan kosmetika

seperti perawatan kimia lainnya

6. Untuk campuran dalam bahan baku

kendaraan, peningkatan bilangan oktan serta sebagai campuran bensin alkohol yang disebut dengan gasohol.

Sifat-Sifat Fisika Etanol dan Kimia Etanol

 Rumus molekul : C2H5OH

 Berat molekul : 46,07 gr/mol

 Wujud (250 C) : cair tidak berwarna

 Densitas : 0,789 gr/cm3

 Cp ( 250 C) : 0,69 kkal/gr 0C

 Boiling point : 78,30 C

 Titik beku : -117,30 C

 P Kritis : 63 atm

 T kritis : 243,30 C

 Mudah menguap (volatile)

 Dapat bercampur dengan air dengan segala perbandingan

Heksana

Heksana adalah sebuah senyawa

hidrokarbon alkana dengan rumus kimia C6H14

(isomer utama n-heksana memiliki rumus

CH3(CH2)4CH3). Awalan heks- merujuk pada

enam karbon atom yang terdapat pada heksana dan akhiran -ana berasal dari alkana, yang

merujuk pada ikatan tunggal yang

menghubungkan atom-atom karbon tersebut.

Tabel 1. Sifat-sifat Fisika dan Kimia Heksana

Sifat-Sifat Keterangan

Rumus Molekul C6H14

Berat Molekul 86,18 g / mol

Wujud (250 C) Cair

Densitas 0,6548 g / ml

Titik lebur -95° C (178 K)

Titik didih 69°C (342 K) 69°C

(342 K)

Viskositas 0,294 cP pada 25°C

Penampilan Cairan tak berwarna

Kegunaan dari Heksana antara lain :

1. Digunakan dalam laboratorium untuk

(3)

2. Digunakan untuk cleaning agents pada tekstil, furniture, shoemaking, dan printing industries, serta rotogravure printing.

3. N-Heksana juga merupakan lem khusus

yang digunakan pada rofing, shoe, dan lain-lain.

4. Digunakan pada binding books, working

leather, shaping pills dan tablets, canning,

manufacturing tires, dan pembuatan base ball.

2. METODOLOGI

Bahan baku

Bahan baku proses ini adalah piper

retrofractum vahl, etanol dan heksana. Bahan baku tersebut diekstraksi dalam suatu soklet ekstraksi.

Perlakuan Dan Rancangan Penelitian 1. Perlakuan Penelitian

Proses ekstraksi minyak piper

retrofractum vahl dilakukan dengan

memberikan perlakuan pada piper

retrofractum vahl berupa variasi ukuran

partikel (halus/kasar), variasi pelarut

(etanol/heksana), dan variasi waktu ekstraksi (0,5jam – 2 jam).

2. Rancangan Penelitian

Ekstraksi yang berlangsung

menggunakan ukuran halus dan kasar, pelarutnya etanol dan heksana, serta waktu ekstraksi dari 0,5 jam -2 jam. Volume pelarut yang digunakan 200 ml, dengan massa piper retrofractum vahl sebanyak 50

gram dan suhu ekstraksi 800C serta

dilakukan destilasi untuk mendapatkan minyaknya.

3 Prosedur Penelitian a. Tahap Menyiapkan Sampel

Piper retrofractum vahl yang telah dikeringkan yang buat menjadi dua ukuran yang berbeda, yaitu ukuran kecil atau bubuk dengan cara dihaluskan dan ukuran piper retrofractum vahl yang kasar dengan cara digunting

kecil-kecil. Kemudian dibuat tempat untuk

menampung piper retrofractum vahl yang akan diekstrak dengan menggunakan kertas saring, seperti membuat teh celup dan staples kedua ujungnya.

b. Tahap Menyiapkan Pelarut

Pelarut yang digunakan adalah etanol dan heksana dengan konsetrasi yang sama yaitu 96%. Volume yang digunakan juga sama yaitu

200 ml. Kemudian pelarut tersebut dimasukkan ke dalam labu godok 250 ml.

4. Tahap ekstraksi

Proses ekstraksi dilakukan dengan

menggunakan sokhlet. Sampel ditimbang

seberat 50 gram, kemudian dibungkus dengan menggunakan keras saring yang dibentuk seperti silinder dimana besarnya sesuai dengan ukuran sokhlet yang digunakan. Selanjutnya sampel tersebut dimasukkan ke dalam sokhlet yang telah dirangkai dengan kondenser dan labu godok. Solvent berupa etanol ataupun heksana dimasukkan ke dalam labu godok sebanyak 200 ml. Kemudian rangkaian tersebut diletakkan di atas pemanas lalu dipanaskan pada suhu 80oC. Ekstraksi dilakukan selama 0,5 jam, 1 jam, 1,5 jam, dan 2 jam sehingga didapatkan hasil

ekstraksi berupa campuran minyak piper

retrofractum vahl dengan solven.

5. Proses Destilasi Hasil Ekstraksi

Proses destilasi merupakan kelanjutan dari proses ekstraksi. Pada proses destilasi ini digunakan seperangkat alat destilasi, dimana solven yang masih berupa campuran dengan ekstrak piper retrofractum vahl dipisahkan.

Selanjutnya akan didapatkan ekstrak piper

retrofractum vahl yang tinggal di dalam labu destilasi yang berwarna coklat kehitaman apabila menggunakan etanol dan jingga kemerahan apabila menggunakan heksana.

6. Prosedur Analisa Hasil

Menghitung Berat Jenis Minyak

1) Menimbang piknometer kosong yang telah

dibersihkan dan dikeringkan.

2) Menimbang piknometer yang telah berisi

sampel minyak piper retrofractum vahl

sebanyak 5 ml..

3) Berat jenis dihitung dengan persamaan:

V Wo Ws Densitas 

Dimana : Ws = Berat pikno berisi Wo = Berat pikno kosong V = Volume Piknometer

7. Menghitung Viskositas

1) Menyiapkan Viskometer yang akan

digunakan bersama stopwatch.

2) Memasukkan sampel minyak dan hisap

sampel dari bagian atas viskometer dengan menggunakan bola karet atau pompa vakum sampai garis batas pertama.

3) Menghitung waktu tempuh sampel hingga

(4)

4) Viskositas dapat dihitung dengan persamaan :

Viskositas = 0,014 x waktu tempuh sampel

Dimana 0,014 merupakan nilai tetapan

viskositas

8. Menghitung Angka Asam

1) Menimbang 0,1 gram sampel minyak ke

dalam sebuah labu erlenmeyer 250 ml.

2) Menambahkan 100 ml campuran pelarut

yang telah dinetralkan ke dalam labu erlenmeyer.

3) Dalam keadaan teraduk kuat, titrasi larutan dengan larutan NaOH dalam alkohol sampai kembali berwarna merah jambu dengan intensitas yang sama seperti pada campuran pelarut yang telah dinetralkan di atas. Warna merah jambu ini harus bertahan paling sedikitnya 15 detik.

4) Mencatat volume titran yang dibutuhkan

(ml).

5) Angka Asam dihitung denga persamaan :

Ws N V Asam

Angka  40 

Dimana :

V = Volume titrasi NaOH N = Normalitas NaOH Ws = Berat sampel

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berikut data hasil pengamatan dari

penelitian yang telah dilakukan. Hasil yang

diamati berupa keadaan fisik dari minyak piper

retrofractum vahl dan jumlah / hasil yang diperoleh, meliputi : data hasil ekstraksi, data hasil analisa berat jenis, data hasil analisa viskositas dan data hasil analisa angka asam.

Pengamatan Fisik sampel

a. Ekstraksi piper retrofractum vahl dengan menggunakan pelarut etanol dan piper retrofractum vahl berukuran halus.

Tabel 2. Pengamatan fisik minyak piper retrofractum vahl dengan pelarut etanol dan

piper retrofractum vahl berukuran halus.

Waktu Aspek Kualitatif

0,5 jam a. Warna coklat tua

b. Encer

c. Baunya tidak terlalu pekat d. Sedikit sekali endapan

1 jam a. Warna coklat kehitaman

b. Encer

c. Baunya tidak terlalu pekat

d. Ada sedikit endapan

1,5 jam a. Warna hitam

b. Encer

c. Baunya agak pekat

d. Endapan lumaian banyak

2 jam a. Warna hitam pekat

b. Encer

c. Baunya sangat pekat

d. Banyak terdapat endapan

b. Ekstraksi minyak piper retrofractum vahl dengan menggunakan pelarut etanol dan piper retrofractum vahl berukuran kasar.

Tabel 3. Pengamatan fisik minyak piper retrofractum vahl dengan pelarut etanol dan

piper retrofractum vahl berukuran kasar.

0,5 jam a. Warna coklat kekuningan

b. Encer

d. Belum ada endapan

1 jam a. Warna coklat agak tua

b. Encer

d. Ada sedikit endapan

1,5 jam a. Warna coklat tua

b. Encer

2 jam a. Warna coklat kehitaman

b. Encer

c. Ekstraksi minyak piper retrofractum vahl dengan menggunakan pelarut heksana dan piper retrofractum vahl berukuran halus.

Tabel 4. Pengamatan fisik minyak piper retrofractum vahl dengan pelarut heksana dan

piper retrofractum vahl berukuran halus.

0,5 jam a. Warna jingga kemerahan

b. Encer

c. Baunya tidak pekat

1 jam a. Warna jingga kemerahan

b. Encer

d. Ada sedikit endapan berwarna

kuning

b. Encer

(5)

d. Endapan lumaian banyak berwarna kuning

b. Encer

berwarna kuning

d. Ekstraksi minyak piper retrofractum vahl dengan menggunakan pelarut heksana dan piper retrofractum vahl berukuran kasar.

Tabel 5. Pengamatan fisik minyak piper retrofractum vahl dengan pelarut heksana dan

piper retrofractum vahl berukuran kasar.

b. Encer

c. Baunya tidak pekat

b. Encer

c. Baunya tidak terlalu pekat d. Ada sedikit endapan berwarna

kuning

b. Encer

berwarna kuning

b. Encer

berwarna kuning

Tabel 6. Data Hasil Ekstraksi Minyak Piper rectrofractum vahl

Heksana Halus

0,5

Heksana Kasar

0,5

Tabel 7. Data Hasil Analisa

Nama

Heksana Halus

0,5

Heksana Kasar

0,5

Hasil Penelitian Ekstraksi Minyak Piper Retrofractum Vahl

Dari hasil ekstraksi piper retrofractum vahl, diperoleh yield yang berbeda-beda sesuai dengan variabel, pelarut, serta ukuran partikel yang digunakan. Hasil maksimum untuk pelarut heksana adalah 14,34 % dan hasil maksimum untuk pelarut etanol adalah 14,52 %. Sesuai dengan literatur yang didapatkan dan dari hasil pengamatan fisik yang dilakukan terhadap

minyak, produk dari pelarut etanol

menghasilkan endapan yang lebih banyak dari pada produk yang dihasilkan dari pelarut heksana. Sehingga produk dari pelarut etanol memiliki % yield yang lebih besar jika dibandingkan dengan produk dari pelarut heksana.

Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat

disimpulkan bahwa ekstraksi dengan

menggunakan pelarut etanol, ukuran partikel halus, dan waktu ekstraksi selama 2 jam memberikan hasil yang optimal yaitu 14,52 %.

Analisa Berat Jenis dari Minyak Piper Retrofractum Vahl

(6)

pelarut heksana. Hal ini dikarenakan berat jenis dari etanol sendiri lebih besar dari pada berat jenis heksana.

Berat jenis minyak hasil ekstraksi piper retrofractum vahl menunjukkan kecenderungan bertambah seiring dengan bertambahnya waktu ekstraksi. Semakin lama waktu ekstraksi, maka berat jenis yang diperoleh semakin meningkat.

Dari penelitian yang dilakukan, nilai berat jenis meningkat seiring dengan bertambahnya variabel waktu ekstraksi. Dari grafik terlihat bahwa nilai berat jenis terbaik terjadi pada ukuran partikel halus dengan menggunakan pelarut etanol, dan waktu ekstraksi selama 2 jam yaitu 0,884 gram/ml. Semakin tinggi nilai berat jenis minyak maka kualitas minyak akan semakin baik (Endah,2007).

Analisa viskositas pada minyak piper retrofractum vahl

Dari literatur yang didapatkan, diketahui bahwa semakin rendah nilai viskositas maka semakin baik kualitas minyak yang dihasilkan. Karena nilai viskositas yang tinggi akan menyebabkan tahanan minyak untuk mengalir akan semakin tinggi.

Untuk analisa viskositas minyak piper

retrofractum vahl, nilai viskositas yang diperoleh dari ekstraksi yang menggunakan pelarut etanol lebih tinggi dibandingkan dengan yang menggunakan pelarut heksana. Jika viskositas semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir juga akan semakin tinggi. Jadi untuk minyak, semakin rendah nilai viskositas maka akan semakin baik.

Dari hasil yang diperoleh dapat dilihat bahwa nilai viskositas tertinggi terdapat pada minyak hasil ekstraksi piper retrofractum vahl

dengan pelarut etanol dan waktu ekstraksi selama 2 jam, yaitu 3,864 mm2/sec dan nilai viskositas terendah diperoleh dari hasil ekstraksi

piper retrofractum vahl ukuran kasar dengan menggunakan pelarut heksana dan waktu ekstraksi selama 0,5 jam . Sehingga dapat dikatakan bahwa ukuran partikel dan jenis pelarut serta waktu ekstraksi mempengaruhi nilai viskositas minyak.

Analisa Nilai Angka Asam pada minyak piper retrofractum vahl

Angka asam menunjukan banyaknya asam lemak bebas dalam minyak yang dinyatakan dengan gr basa/gr sampel. Angka asam juga

merupakan parameter penting dalam

menentukan kualitas minyak. Angka ini menunjukan banyaknya asam lemak bebas yang terkandung di dalam minyak akibat reaksi

hidrolisis yang disebabkan oleh reaksi kimia, pemanasan dan proses fisika.

Dari hasil analisa diperoleh, Nilai angka asam terbesar ditunjukkan oleh minyak hasil ekstraksi piper retrofractum vahl berukuran halus dengan menggunakan pelarut etanol dan diekstraksi selama 2 jam, yaitu 34,70. Maka dapat disimpulkan bahwa semakin besar angka asam maka semakin banyak minyak yang telah terhidrolisis dan begitu juga sebaliknya.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari analisa hasil penelitian baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Waktu ekstraksi yang paling lama, yaitu dua jam akan memberikan % yield yang lebih tinggi dibandingkan dengan waktu ekstraksi yang lain (0,5 jam – 1,5 jam). Jadi semakin lama waktu ekstraksi makan akan semakin tinggi % yield minyak piper retrofractum vahl yang dihasilkan.

2. Minyak piper retrofractum vahl dengan % yield yang tertinggi memiliki sifat-sifat fisik, yaitu warna cokelat tua dan kental, bau yang sangat menyengat, dan terdapat banyak endapan.

3. Dari variabel proses yang diteliti, jumlah yield yang paling tinggi dihasilkan dari

ekstraksi piper retrofractum vahl yang

berukuran halus dengan pelarut etanol dan waktu ekstraksi selama dua jam, yaitu 14,52 %.

Saran

1. Untuk menghasilkan produk minyak piper

retrofractum vahl yang berkualitas baik sebaiknya menggunakan pelarut etanol.

2. Untuk pembuatan minyak piper

retrofractum vahl, selain menggunakan metode ekstraksi dan metode destilasi sebaiknya dilakukan metode lain sehingga

dapat dibandingkan keuntungan dan

kerugian metode yang dilakukan.

3. Sebaiknya pembuatan minyak piper

retrofractum vahl ini lebih ditingkatkan pada penelitian selanjutnya agar memperoleh hasil yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Encyclopedia of chemical technology. 2008.

(7)

Encyclopedia of chemical technology. 2008.

N-heksana. website : www.wikipedia.org

Endah, Purbarani, heny Setyo Purwono, 2007.

Pengaruh Jenis Pelarut, Siklus Ekstraksi dan Ukuran Biji Karet Terhadap Yield Minyak Biji Karet. Fakultas Teknik,

Jurusan Teknik Kimia, Universitas

Sriwijaya, Indralaya.

Guenter, E. 1987. Minyak Atsiri Jilid I.

Universitas Indonesia : Jakarta.

Konsultan1. 2009. Cabai Jawa. Website:

www.google.com

Noprianto, P. Rizky A. 2008. Pengaruh Jenis pelarut, Massa Biji, Ukuran Partikel, dan Jumlah Siklus Terhadap Yield Ekstraksi Minyak Biji Ketapang. Fakultas Teknik,

Jurusan Teknik Kimia, Universitas

Sriwijaya, Indralaya.

Puwanti, dwi., Cahyono, Bambang., dan Suzery, Meiny. Analisa Kuantitatif Piperin dari Beberapa spesies Piper dan Formula Effervescent. Jurusan Kimia MIPA Universitas Diponogoro, Semarang.

Rochim, Armando. 2009. Memproduksi 15

Minyak Atsiri Yang berkualitas. Penebar Swadaya : Jakarta.

Taufiqurrahman, Fajri. 2008. Uji Efek Tonik Infusa Campuran Buah Cabe Jawa (Piper Retrofractum Vahl) Dan Rimpang Lempuyang Gajah (Zingiber Zerumbet (L.) J.E. Smith) Pada Mencit Putih (Mus Musculus) Jantan Galur Swiss. Skripsi. Fakultas Farmasi Universitas Surakarta, Surakarta.

Treyball, R. E . 1981. Mass Transfer Operation

3th Edition. Mc Graw Hill Book Company : Singapore.

Vogel, 1985. Buku Teks Analisis Anorganik

Kualitatif Makro dan Semimikro, Edisi I.