Kuliah 3 Teknik Ekstraksi Bahan Herbal 231208 160934

(1)

Ir. Dewi Tristantini, MT., Ph.D.

Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia

TEKNOLOGI HERBAL

Kuliah 3_Teknik Ekstraksi Bahan Herbal ENCH801102

(2)

Outline Kuliah

1

Sintesis Proses Herbal

Teori Bawang, Alur Proses Industri Herbal

2

Konsep Proses Ekstraksi

Definisi, Koefisien Partisi, Pemilihan Pelarut, Prinsip Kerja

3

Teknik Ekstraksi Herbal

Klasifikasi Ekstraksi, Ekstraksi Panas, Ekstraksi Dingin

(3)

Sintesis Proses Herbal

Adaptasi Teori Bawang

Reaktor diganti menjadi

Ekstraksi sebagai jantung pabrik Herbal

Separasi dan daur ulang bahan wajib dilakukan agar ekstraksi dapat maksimal

Umumnya suhu produksi produk herbal tidak tinggi sehingga menggunakan pemanas listrik/alamiah

Air pencuci dan air sebagai bahan ekstraksi harus dipisah proses daur ulangnya

Umumnya limbah produksi herbal dapat dijual kembali sebagai pupuk/makanan hewan

(4)

Sintesis Proses Herbal

Alur Proses Industri Herbal

(5)

Sintesis Proses Herbal

Strategi Umum Pemisahan Fitokimia

• Klasifikasi Bahan Alam

• Seleksi Pelarut

• Metode Fraksinasi

• Metode Penyimpanan

• Metode Purifikasi

• Indentifikasi dan

Karakterisisasi Struktur

• Analisis Sifat fisik dan kimia

(6)

Sintesis Proses Herbal

Klasifikasi Bahan Baku

01

Terdapat 500.000 spesies herbal di dunia

Hanya 10% spesies telah dikaji secara kimiawi Tumbuhan Herbal

02

Terdapat 1,5 juta spesies jamur herbal di dunia Hanya 100.000 spesies telah dikaji secara kimiawi Jamur

03

Terdapat 30 juta spesies serangga

1 juta serangga telah diindetifikasi

Hewan (Serangga)

(7)

Sintesis Proses Herbal

Perlakuan Jaringan Herbal

• Penentuan bagian yang digunakan

• Penentuan waktu pengambilan Perlakuan Awal

01

• Perhatian pada pengotor

(cth. Tanah, lumut)

• Dikeringkan jika memungkinkan Pembersihan Bahan

02

• Penghalusan bahan bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan ekstraksi

• Segera simpan pada kondisi suhu rendah dan kelembaban air

rendah

Penghalusan Bahan

03

• Sertifikasi harus dilakukan oleh

lembaga berlisensi

• Herbarium Bogorianse

• Herb Society of America

• The Herb Society (UK) Standardisasi Bahan

04

(8)

Konsep Proses Ekstraksi

Definisi Ekstraksi

Ekstraksi adalah metode pemisahan terhadap kelompok senyawa dari kelompok senyawa lainnya atau jaringan tumbuhan

berdasarkan kemampuan larut terhadap pelarut tertentu

(9)

Konsep Proses Ekstraksi

Kelarutan Fitokimia dalam Ekstraksi

Fokus: Kelarutan Fitokimia

Metoda pemisahan berdasarkan kemampuan senyawa terdistribusi terhadap dua zat yang tidak saling campur Tujuannya adalah memisahkan

dua atau lebih senyawa berdasarkan koefisien partisinya terhadap dua pelarut yang tidak saling campur Menghasilkan dua kumpulan kelompok senyawa yang larut dalam masing-masing pelarut.

Hasil ini disebut fraksi.

(10)

Konsep Proses Ekstraksi

Koefisien Partisi

Koefisien partisi adalah satuan yang menggambarkan besaran zat terlarut pada pelarut dengan mempertimbangkan momentum zat

dalam kondisi pelarut

Umumnya, dalam perhitungan ekstraksi bahan obat saat ini menggunakan koefisien partisi terhadap oktanol, terutama

untuk memprediksi akumulasi bioaktif dalam suatu pelarut

(11)

Konsep Proses Ekstraksi

Seleksi Pelarut Herbal

Pelarut yang digunakan harus dapat memiliki seletivitas tinggi dan harga kompetitif

Ekonomis Eksperimen efikasi herbal

menggunakan variasi pelarut dapat menjadi acuan penentuan pelarut

Uji Efikasi

Pelarut yang digunakan wajib diperbolehkan sebagai bahan konsumsi

Regulasi Kelarutan dapat dilihat pada

perbedaan hasil konsentrasi ekstraksi Kelarutan Fitokimia

(12)

Konsep Proses Ekstraksi

Prinsip Kerja Ekstraksi

Cair-Cair

Pada proses ini, campuran cair A dan B diambil B-nya dengan penambahan cairan S yang tidak/sedikit saling melarutkan dengan A tetapi bisa melarutkan B. Terbentuk 2 fasa cair immiscible, yang pertama kaya A, yang lain kaya B, sedangkan S terdistribusi pada kedua fasa tersebut.

Diperoleh ekstrak berupa larutan B dalam S dan rafinat berupa larutan A dalam S.

Konsep dasar yang dipakai: kesetimbangan fasa cair-cair dan perpindahan massa cair-cair.

Ada juga ekstraksi reaktif yang menggunakan konsep perpindahan massa cair-cair diikuti reaksi kimia dan studi kesetimbangan (kesetimbangan fasa cair-cair dan

kesetimbangan kimia).

Contoh:

ekstraksi asam sitrat dari air hasil fermentasi dengan solven metil isobutilketon.

(13)

Konsep Proses Ekstraksi

Padat-Cair

Terdapat campuran fasa padat A dan C yang akan diambil C-nya, maka ditambahkan solven B cair yang bisa melarutkan C tetapi tidak melarutkan A. Diperoleh ekstrak berupa larutan C dalam B. Selanjutnya, B dipisahkan dari C, biasanya dengan penguapan dan dipakai lagi untuk leaching.

Contoh:

ekstraksi minyak atsiri biji kemiri, biji pala, jintan hitam, propolis dll.

Kelemahannya adalah:

Adanya sedikit solven yang tertinggal dalam produk.

Memerlukan suhu tinggi karena daya larut akan naik dengan naiknya suhu sehingga kerusakan bahan dapat terjadi dan kualitas produk menurun.

Solven yang digunakan harus tinggi selektivitasnya agar zat lain tidak ikut terambil dalam ekstrak.

(14)

Konsep Proses Ekstraksi

Superkritis

Menggunakan solven dari fluida yang bertekanan dan bersuhu di atas kritis.

Kelebihan:

• Kekuatan solven dapat diatur sesuai keperluan dengan mengatur kondisi operasinya.

• Daya larutnya bisa tinggi karena bersifat seperti cairan.

• Karena mempunyai sifat seperti gas, maka

viskositasnya rendah sehingga koefisien perpindahan massanya bisa tinggi.

• Pemisahan kembali solven dari ekstrak cukup cepat dan sempurna karena pada keadaan normal, fluida tersebut berupa gas (misalnya CO₂). Dengan

demikian, dengan penurunan tekanan, solven otomatis keluar sebagai gas.

• Dapat memakai fluida yang tidak mencemari

lingkungan dan tidak mudah terbakar (misalnya CO2).

• Difusi dalam padatan bisa cepat.

• Suhu operasi bisa rendah, meskipun tekanan tinggi.

(15)

Teknik Ekstraksi Herbal

Klasifikasi Metode Ekstraksi Herbal

E K S T R A K S I

EKSTRAKSI DINGIN

MASERASI

PERKOLASI EKSTRAKSI

PADAT CAIR

EKSTRAKSI CAIR-CAIR

EKSTRAKSI PANAS

INFUDASI

DISTILASI UAP SOKLETASI

(16)

Teknik Ekstraksi Herbal

Klasifikasi Ekstraksi Padat-Cair

Digunakan apabila senyawa target cukup tahan dan tidak

mudah terdekomposisi pada suhu tinggi secara

kontinu

Perbedaan refluks dan sokletasi

Distilasi uap digunakan dalam ekstraksi minyak atsiri

Digunakan apabila senyawa target mudah

terdekomposisi pada temperatur tinggi Perbedaan maserasi dan

perkolasi

Pemilihan pelarut yang

digunakan untuk ekstraksi

(17)

Teknik Ekstraksi Herbal

Metode Ekstraksi

Maserasi

Ekstraksi bahan dengan pelarut pada suhu kamar selama waktu tertentu dengan sesekali diaduk/digojok.

Remaserasi : dilakukan pengulangan penambahan pelarut setelah dilakukan penyaringan maserat pertama.

Maserasi kinetik : dilakukan pengadukan terus-menerus.

Digesti : maserasi kinetik yang dilakukan pada suhu diatas suhu kamar, biasanya pada suhu 40-50°C.

Caranya :

Sejumlah bahan ditempatkan pada wadah tertutup, ditambah dengan pelarut dengan perbandingan kira-kira 1:7. Diamkan selama 5 hari pada suhu kamar dan terlindung dari cahaya dengan sesekali diaduk. Setelah itu, cairan dipisahkan, buang bagian yang mengendap.

(18)

Teknik Ekstraksi Herbal

Metode Ekstraksi (2)

Infudasi

Infundasi merupakan metode ekstraksi dengan pelarut air. Pada waktu proses infundasi berlangsung,

temperatur pelarut air harus mencapai suhu 90ºC selama 15 menit.

Rasio berat bahan dan air adalah 1 : 10, artinya jika berat bahan 100 gr maka volume air sebagai pelarut adalah 1000 ml.

Caranya :

Serbuk bahan dipanaskan dalam panci dengan air secukupnya selama 15 menit terhitung mulai suhu mencapai 90ºC sambil sekali-sekali diaduk. Saring selagi panas melalui kain flanel, tambahkan air panas secukupnya melalui ampas hingga diperoleh volume yang diinginkan. Apabila bahan mengandung minyak atsiri, penyaringan dilakukan setelah dingin.

(19)

Teknik Ekstraksi Herbal

Dekoksi

Dekoksi merupakan proses ekstraksi yang mirip dengan proses infundasi, hanya saja infuns yang

dibuat membutuhkan waktu lebih lama (≥ 30 menit) dan suhu pelarut sama dengan titik didih air.

Caranya :

Serbuk bahan ditambah air dengan rasio 1 : 10, panaskan dalam panci enamel atau panci stainless steel selama 30 menit. Bahan sesekali sambil diaduk. Saring pada

konsidi panas melalui kain flanel, tambahkan air panas secukupnya melalui ampas hingga diperoleh volume yang diinginkan.

(20)

Teknik Ekstraksi Herbal

Perkolasi

Perkolasi adalah proses ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai sempurna

Secara umum, proses perkolasi dilakukan pada temperatur ruang dengan parameter berhentinya adalah perkolat yang sudah tidak mengandung senyawa aktif lagi.

Pengamatan secara fisik pada ekstraksi bahan alam terlihat pada tetesan perkolat yang sudah tidak berwarna

Caranya :

Serbuk bahan dibasahi dengan cairan penyari dan

ditempakan pada bagian bawah bejana, dengan diberi sekat berpori untuk menahan serbuk. Cairan penyari dialirkan dari atas kebawah melalui serbuk tersebut. Cairan penyari akan melarutkan zat aktif dalam sel-sel yang dilalui sampai keadaan jenuh

(21)

Teknik Ekstraksi Herbal

Sokletasi

Sokletasi adalah proses ekstraksi dengan menggunakan pelarut yang selalu baru yang umumnya dilakukan dengan alat khusus (soxklet) sehingga terjadi ekstraksi konstan dengan adanya pendingin balik.

Caranya :

Serbuk bahan ditempatkan pada selongsong, lalu ditempatkan pada alat soxhlet yang telah dipasang labu dibawahnya. Tambahkan pelarut sebanyak 2 kali sirkulasi.

Pasang pendingin balik, panaskan labu, ekstraksi

berlangsung minimal 3 jam dengan interval sirkulasi kira-kira 15 menit.

(22)

Tugas 3

Analisis Teknik Ekstraksi Bahan Herbal Indonesia (Kelompok) Email Tugas: [email protected]

Email Asisten: [email protected]

Dengan menggunakan tanaman yang telah ditetapkan pada Tugas 2:

1. Target komponen yang diharapkan

2. Metode ekstraksi terbaik, dibantu dengan analisis data penelitian terkait 3. Block Flow Diagram dari bahan baku hingga target komponen yang ditinjau Boleh berbentuk poster A2 (1 halaman) dan/atau format tugas A4 (5 halaman maks)