Ekstraksi
PENGERTIAN TUJUAN
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
METODE
PENGERTIAN
n Ekstraksi adalah penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair.
Simplisia yang diekstrak mengandung
senyawa aktif yang dapat larut dan senyawa
yang tidak dapat larut seperti serat, karbohidrat dan lain-lain
EKSTRAKSI
v Peristiwa pemindahan massa.
Zat aktif semula berada dalam sel, ditarik oleh cairan penyarià larutan zat aktif dalam cairan penyari tsb.
v Ideal, untuk analisis fitokimia – jaringan tumbuhan segar v Cara lain bahan harus dikeringkan
à pengeringan terawasi : tanpa suhu tinggi &
dikeringkan cepat
v Syarat bahan: benar, jelas asalnya, bebas dari pencemaran bahan lain/ tak berpenyakit.
¨ Etanol (EtOH) pelarut yg baik & luwes utk penyarian awal (ekstraksi pendahuluan)
¨ Senyawa labil harus ditangani secara seksama.
Ø Kapan proses ekstraksi dinyatakan selesai?
Ø Cara menghilangkan (clean up) klorofil (daun), lipid (biji), protein?
Ø Dimana ekstrak sebaiknya disimpan?
TUJUAN EKSTRAKSI
n Menarik komponen kimia yang terdapat pada bahan alam. Ekstraksi ini didasarkan pada
prinsip perpindahan massa komponen zat ke dalam pelarut, dimana perpindahan mulai
terjadi pada lapisan antar muka kemudian berdifusi masuk ke dalam pelarut
Tujuan Ekstraksi
n Teknik ekstraksi sangat berguna untuk pemisahan secara cepat dan bersih, baik untuk zat organik atau anorganik, untuk analisis makro maupun mikro.
n Selain untuk kepentingan analisis kimia, ekstraksi juga banyak digunakan untuk pekerjaan preparatif
dalam bidang kimia organik, biokimia, dan anorganik di laboratorium.
n Berdasarkan jenis sampel yang hendak diekstrak, pemisahan kimia menggunakan ekstraksi dibedakan menjadi dua yaitu ekstraksi cair-cair yang dikenal
dengan ekstraksi pelarut dan ekstraksi padat-cair yang dikenal sebagai ekstraksi soxhlet.
Ekstraksi Pelarut
n Ekstraksi cair cair /pelarut merupakan pemisahan suatu senyawa dalam dua macam pelarut organik diusahakan agar kedua jenis pelarut (dalam hal ini pelarut organik dan air) tidak saling tercampur satu sama lain.
n Selanjutnya proses pemisahan dilakukan dalam corong pisah dengan jalan pengocokan beberapa kali.
n Partisi zat-zat terlarut antara dua cairan yang tidak dapat campur (immiscible).
n Ekstraksi pelarut umum digunakan untuk memisahkan sejumlah gugus yang diinginkan dari campuran sehingga diperoleh senyawa murni yang diinginkan
n Mengekstraksi gugus/senyawa pengganggu dalam campuran sehingga diperoleh sampel yang siap dianalisis secara keseluruhan
METODE EKSTRAKSI
n Metode paling populer menggunakan pelarut liquid pada tekanan atm (yang memungkinkan aplikasi pemanasan)
n Metode lain: destilasi uap, ekstraksi fluida superkritik dan gas yg dicairkan pd tekanan sedang.
n Pemilihan metode tergantung tujuan serta keuntungan dan kerugiannya.
n Metode dingin
Ø Maserasi
Ø Perkolasi
n Metode panas
v Infundasi/dekokta
v Destilasi (minyak atsiri)
v Sokletasi ??
Ekstraksi cara dingin
n Ekstraksi cara dingin merupakan ekstraksi tanpa bantuan pemanasan.
n Metode ini digunakan untuk ekstraksi
simplisia yang kandungan kimia aktifnya rusak atau labil dalam pemanasan
n Contoh: minyak atsiri, flavonoid
Ekstraksi cara panas
n Ekstraksi cara panas merupakan ekstraksi dengan bantuan pemanasan.
n Metode ini digunakan untuk ekstraksi
simplisia yang kandungan kimia aktifnya tidak rusak atau stabil dalam pemanasan.
Maserasi
n merupakan cara penyarian yang dilakukan dengan CARA MERENDAM serbuk simplisia dalam cairan penyari
(rasio serbuk: solven?)!
n Cairan penyari akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yg mengandung zat aktif
n Zat aktif akan larut karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dgn di luar sel, maka larutan yg terpekat didesak ke luar.
n Peristiwa berulang sehingga terjadi keseimbangan konsentrasi (equilibrium) antara larutan di luar dan di dalam sel.
n setelah disaring, sisa-nya dpt dimaserasi kembali (RE-maserasi)
n digunakan terutama untuk senyawa yang kandungannya besar (senyawa bioaktif konsentrasi besar)
Ø Keuntungan : cara pengerjaan & peralatan sederhana serta mudah diusahakan, dibanding dg perkolasi waktu lebih cepat
Ø Kerugian : penyarian kurang sempurna.
Gambar maserator
Modifikasi Maserasi
Digesti Maserasi dengan mesin
pengaduk
Maserasi melingkar
Maserasi melingkar bertingkat Remaserasi
Digesti
¨ Cara maserasi dgn menggunakan pemanasan lemah (suhu 40o–50o C)
¨ Hanya dilakukan untuk simplisia yg zat aktifnya tahan terhadap pemanasan
¨ Jika cairan penyari mudah menguap pd suhu yg
digunakan, maka perlu dilengkapi dgn pendingin balik
¨ Keuntungan :
v Kekentalan pelarut berkurang
v Daya melarutkan cairan penyari meningkat
v Kelarutan zat aktif meningkat karena koefisien difusi berbanding lurus dgn suhu absolut & berbanding
terbalik dgn kekentalan, hingga kenaikan suhu akan berpengaruh pd kecepatan difusi
Maserasi dgn mesin pengaduk
n Penggunaan mesin pengaduk yg berputar terus menerus.
n Waktu proses maserasi dapat dipersingkat menjadi 6–
24 jam.
MASERASI MELINGKAR
n Maserasi dapat diperbaiki dengan mengusahakan agar cairan penyari selalu bergerak dan menyebar. Dengan cara ini penyari selalu mengalir kembali secara
berkesinambungan melalui sebuk simplisia dan melarutkan zat aktifnya
n Keuntungan:
n Aliran cairan penyari mengurangi lapisan batas
n Cairan penyari akan didistribusikan secara seragam, sehingga akan memperkecil kepekatan setempat
n Waktu yg diperlukan pendek
Maserasi melingkar bertingkat
n Pada maserasi melingkar, penyarian tidak dapat
dilaksanakan secara sempurna, karena pemindahan massa akan berhenti bila keseimbangan telah terjadi masalah ini dapat diatasi dengan maserasi melingkar bertingkat (M.M.B), yang akan didapatkan :
n Serbuk simplisia mengalami proses penyarian
beberapa kali, sesuai dengan bejana penampung. Pada contoh di atas dilakukan 3 kali, jumlah tersebut dapat diperbanyak sesuai dengan keperluan.
n Serbuk simplisia sebelum dikeluarkan dari bejana penyari, dilakukan penyarian.dengan cairan penyari baru. Dengan ini diharapkan agar memberikan hasil penyarian yang maksimal
Remaserasi
n Cairan penyari dibagi dua (2)
n Seluruh serbuk simplisia dimaserasi dgn cairan penyari pertama.
n Dienap tuangkan dan diperas.
n Ampas dimaserasi lagi dgn cairan penyari ke-2.
Pemilihan cara penyarian:
v Kelarutan pelarut : Non polar, Semi polar, Polar (contoh2 ??)
v Pelarut yg ditetapkan Farmakope Indonesia:
Ø Air
Ø Etanol
Ø Etanol – Air
Ø Etanol - Eter
Perkolasi
n Cara penyarian yang dilakukan dengan mengalirkan cairan
penyari melalui serbuk simplisia yang telah dibasahi
n Bila kran dibuka akan menetes, tetesan dpt diatur kecepatannya
n Keuntungan: tidak memerlukan langkah tambahan untuk
menyaring bahan
n Dibanding dg refluks tidak memerlukan pemanasan
n Namun ekstraksinya lama Perkolator:Alat yg digunakan utk perkolasi
Perkolat : zat aktif yg keluar dr perkolator
Cara Perkolasi
Ø Serbuk simplisia
ditempatkan dlm suatu bejana silinder yg
bagian bawahnya diberi sekat berpori
Ø Cairan penyari dialirkan dari atas ke bawah
melalui serbuk tsb.
Ø Cairan penyari akan
melarutkan zat aktif, sel- sel yg dilalui sampai
mencapai keadaan jenuh
n simplisia dibagi dalam beberapa perkolator hasil perkolat I dipisahkan menjadi perkolat I dan sari selanjutnya disebut susulan I.
n Susulan I digunakan untuk menyari perkolator II .hasil perkolator kedua dipisahkan menjadi perkolat II dan sari selanjutnya disebut susulan II . pekerjaan ini diulangi sampai mendapat
perkolat yang diinginkan.
Reperkolasi
n 1.perkolat dari suatu perkolator dapat dialirkan ke perkolator lainya
n 2. ampas dengan mudah dapat dikeluarkan
n 3. larutan yang digunakan untuk menyari serbuk simplisia yang baru diisikan kedalam perkolator memiliki konsentrasi yang terbesar.
n 4. serbuk simplisia yang disari dengan cairan penyari baru merupakan serbuk simplisia yang telah tersari sempurna.
Perkolasi bertingkat
Sokletasi
n Merupakan proses penyarian gabungan dari maserasi & perkolasi
n Proses utk menghasilkan ekstrak cair yg akan dilanjutkan dgn proses penguapan
n untuk defatting atau ingin ekstraksi sampai habis
¨ Cairan penyari diisikan pd labu alas bulat
¨ Serbuk simplisia diisikan pd tabung dg dibungkus kertas saring
¨ Cairan penyari dipanaskan hingga mendidih
¨ Uap penyari akan naik ke atas melalui serbuk simplisia
¨ Uap penyari akan mengembun karena didinginkan oleh pendingin balik
¨ Embun turun melalui serbuk simplisia sambil melarutkan zat aktifnya dan kembali ke labu
Instrumen dalam
Ekstraksi
Soxhlet
Fungsi dari bagian-bagian alat tersebut adalah sebagai berikut :
n a) Condensor merupakan bagian alat dari seperangkat alat ekstraktor Soxhlet yang berfungsi sebagai system pendingin uap pelarut panas, sehingga uap pelarut
tersebut berubah menjadi fasa cair karena proses
kondensasi. Sistem dingin pada kondensor diperoleh dari aliran air dingin yang didinginkan dengan es batu dan
dialirkan dengan pompa melalui water in dan keluar melalui water out.
n b) Bypass sidearm merupakan bagian dari seperangkat alat ekstraktor Soxhlet yang berfungsi sebagai
penghubung labu pemanas dengan thimble yang tembus langsung ke atas dengan kondensor, sehingga uap air
dapat naik dari labu pemanas menuju kondensor.
n Thimble merupakan bagian dari seperangkat alat
Soxhlet yang berfungsi sebagai tempat sampel padat yang telah ditumbuk dan siap untuk diekstrak dengan pelarut yang telah terkondensasi menjadi fasa cair.
n Siphon merupakan bagian dari seperangkat alat Soxhlet yang berfungsi sebagai alat penanda bahwa proses
ekstraksi berjalan satu siklus.
n Boiling flask merupakan bagian dari seperangkat alat Soxhlet yang berfungsi sebagai tempat pelarut dan hasil ekstraksi.
n Heating mantle merupakan alat pemanas yang berfungsi untuk memanaskan pelarut agar terjadi proses penguapan pelarut pada ekstraksi Soxhlet.
Sokletasi
Keuntungan :
1. Cairan penyari sedikit, hasil lebih pekat
2. Dapat menyari zat aktif lebih banyak
3. Penyarian sesuai keperluan tanpa menambah volume cairan penyari
Kerugian :
1. Tidak cocok utk zat aktif yg tdk tahan pemanasan
2. Cairan penyari yg baik harus murni
Destilasi
¨ merupakan proses perpindahan massa ke suatu media yang
bergerak (Hidrodifusi).
n metode populer utk destilasi minyak menguap (MM)
n bahan + air dididihkan, uap MM dan air dipisahkan
n tidak dapat digunakan untuk
senyawa yang mudah terhidrolisis (ester), dioksidasi atau diuraikan oleh panas
n untuk senyawa tsb. à metode alternatif: ekstraksi langsung dg minyak (fixed oil), pelarut atau fluida superkritikal atau phytosol.
DESTILASI
AIR UAP DAN AIR UAP
PANCI INFUSA
A B
Terdapat dua panci :
A. Panci sebelah dalam berisi bahan dan air
B. Panci sebelah luar berisi air sebagai penangas
Pemanasan 15 menit dihitung dari penangas mulai mendidih
Infundasi
n Infusa : sediaan cair yang dibuat dengan menyari simplisia dengan air pada suhu 90o selama 15 menit
n digunakan untuk menyari zat kandungan aktif yang larut dalam air dengan perebusan dalam panci infusa
menggunakan pelarut air à pemanasan tidak langsung (90°C, 15 menit)
n cocok untuk senyawa yang tahan pemanasan
n Kadar pd umumnya 10%
n air yang menguap dapat ditambah
n untuk penelitian penggunaan cocok seperti pemakaian Jamu di masyarakat
n Sari yg dihasilkan tidak stabil & mudah tercemar oleh kuman dan kapang à tidak boleh disimpan > 24 jam.
n untuk dibuat ekstrak kering butuh waktu penguapan lama
Cara Pembuatan Infusa:
1. Membasahi bahan baku.
- biasanya dgn 2 x bobot bahan - bunga 4 x bobot bahan
- karagen 10 x bobot bahan
2. Bahan baku ditambah dgn air dan dipanaskan 15 menit pada suhu 90
oC.
Untuk 100 bagian sari diperlukan 10 bagian bahan, kecuali :
a. Kandungan simplisia kelarutannya terbatas (kina 6 bagian)
b. Disesuaikan dgn cara penggunaannya dlm pengobatan, kumis kucing sekali minum infusa 100 cc sehingga diambil ½ bagian
c. Berlendir, karagen digunakan 3/2 bagian
d. Daya kerjanya keras, Digitalis digunakan ½ bagian
3. Untuk memindahkan penyarian, kadang diperlukan ditambahkan bahan kimia :
a. Asam sitrat untuk infus kina
b. Kalium/ Natrium Karbonat utk infusa kelembak
4. Penyaringan, dilakukan pada saat cairan masih panas, kecuali yang mengandung bahan yg mudah menguap
Derajat halus simplisia untuk pembuatan Infusa
a) Derajat kehalusan (2/3), daun sirih, daun kumis kucing, akar manis
b) Derajat kehalusan (3/6), rimpang jaringau, akar kelembak
c) Derajat kehalusan (6/8), Rimpang lengkuas, temulawak, jahe
d) Derajat kehalusan (8/24), kulit kina
Dekok
n Dekok adalah infus yang dilakukan dengan waktu ≥ 30 menit dan temperatur 90 o C
Pemurnian
1. Memisahkan dari ampas
2. Menghilangkan komponen yang tidak
dikehendaki (pigmen, klorofil) à aktifitas tetap
3. Mengurangi cemaran mikroba
4. Menghilangkan residu berbahaya (pelarut)
Separasi Pemurnian
Pemekatan
Pengeringan
Rendeman
Kontaminasi Bakteri
Sisa air Pelarut
Penyimpanan tidak benar
Penyimpanan terlalu lama
Cara pemurnian
Fisika:
Filtrasi Dekantasi Sedimentasi
Separasi Sentrifugasi
Fisiko kimia:
Adsorpsi Penukar ion Pengendapan
PEMISAHAN SARI DARI AMPAS
PRESS MEKANIK
PRESS HIDROLIK
SPINNER
(SENTRIFUGASI)
PRESS DG
PENGURANGAN TEKANAN
Pemekatan
Memperbanyak bagian/partikel padat dalam larutan dengan cara penguapan
Tujuan : Ekstrak kental Lebih kental Bahan antara (sediaan farmasi)
Perhatikan : Suhu
Produk akhir Sensifitas zat aktif
Penguapan
n Proses terbentuknya uap dari permukaan cairan.
n Kecepatan terbentuknya uap tergantung atas terjadinya difusi uap melalui lapisan batas di atas cairan yang bersangkutan
n Berlaku prinsip pemindahan masa dan tekanan parsiel merupakan tenaga dorongnya.
n
n Pada penguapan terbentuknya uap sangat lambat sehingga cairan mendidih.
n Selama mendidih uap terlepas melalui
gelembung-gelembung udara yg terlepas dari cairan.
n Kecepatan penguapan tergantung pada kecepatan pemindahan panas.
n Alat penguap dirancang agar dapat
memberikan pemindahan panas yg maksimal
n Permukaan alat seluas mungkin dan lapisan batas dikurangi.
Faktor-faktor yang
mempengaruhi penguapan
n Suhu
n Waktu
n Kelembaban
n Cara penguapan
n Konsentrasi
Suhu
n Makin tinggi makin cepat penguapan
n Berperanan pada kerusakan bahan
n Glikosida dan alkaloid terurai pada suhu dibawah 100 C
n Hormon, enzim, antibiotika lebih peka terhadap panas.
n Senyawa labil penguapan dengan cara khusus.
n Waktu
n Penguapan dalam waktu lama bisa menimbulkan kerusakan.
n Kelembaban
n Beberapa senyawa kimia bisa terurai karena kelembaban tinggi terutama kenaikan suhu.
n Reaksi peruraian seperti hidrolisa memerlukan air untuk media
n Penguapan ekstrak encer dilakukan pada suhu rendah sedang sisanya dg kadar air kecil pada suhu tinggi untuk menghilangkan sisa air
tertinggal
Cara penguapan
n Panci penguapan dan alat penyuling akan menghasilkan produk bentuk cair atau padat
n Penguapan lapis tipis menghasilkan produk bentuk cair
n Cara pemekatan dilakukan lebih dari satu cara
Konsentrasi
n Pada penguapan cairan akan menjadi lebih pekat sehingga kadar bentuk padatnya makin bertambah hal ini mengakibatkan kenaikan titik didih larutan tersebut.
n Kenaikan suhu dan kadar zat padat
memperbesar resiko kerusakan zat tidak tahan pemanasan dan mengurangi perbedaan suhu yg merupakan daya dorong untuk pemindahan
panas
n Pengurangan dengan pemberian arus turbulensi
Panci penguap
n Keuntungan
n Mudah dibuat dan biayanya murah
n Mudah digunakan, dibersihkan dan mudah dipelihara
n Kerugian:
n Pemindahan panas sangat rendah, zat padat yg dihasilkan mungkin lengket dan mengendap pada permukaan dalam dg pemanasan terus mjd terurai
n Kerugian :
n Bahan tidak tahan panas tidak menguntungkan
n Permukaan pemanasan terbatas ..pemekatan ...luas permukaan berkurang
n Panci terbuka sehingga uap terlepas ke udara
n Panci terbuka tidak untuk penguapan untuk cairan berair dan termolabil
PENGUAPAN SARI
PANCI PENGUAP TERBUKA
PENGUAP DENGAN
PENGURANGAN TEKANAN
§ Penguapan dengan pengurangan tekanan
§ Labu dpt berputar memperluas permukaan
§ Waktu penguapan lebih cepat
§ Pelarut dapat menguap dibawah titik didihnya
§ Kesulitan mendapatkan ekstrak kental secara kuantitatif
Pengeringan
n Memperhatikan sifat zat aktif,cara pemanasan.
Tinggi suhu, lama pemanasan
n Pengeringan baik : menghasilkan produk dg zat aktif maksimal, mencegah kerusakan , menghasilkan butiran produk yg mudah
dihaluskan , mudah larut, curah bebas, warna tidak terlalu gelap
Pengeringan
Spray dryer
Freeze dryer
Penambahan eksipien
Oven vakum
Oven pengering
