November 2012 ~ Zulham Fox Rankostaminator

EKSTRAKSI BUAH TOMAT

2.3. Ekstraksi Buah Tomat

Tomat (Lycopersicum esculentum) merupakan salah satu produk hortikultura yang berpotensi, menyehatkan dan mempunyai prospek pasar yang cukup menjanjikan. Tomat, baik dalam bentuk segar maupun olahan, memiliki komposisi zat gizi yang cukup lengkap dan baik. Buah tomat terdiri dari 5-10% berat kering tanpa air dan 1 persen kulit dan biji. Jika buah tomat dikeringkan, sekitar 50% dari berat keringnya terdiri dari gula-gula pereduksi (terutama glukosa dan fruktosa), sisanya asam-asam organik, mineral, pigmen, vitamin dan lipid.

Tomat yang oleh para ahli botani disebut sebagai Lycopersicum esculentum Mill, Tomat termasuk tanaman setahun (annual) yang berarti umurnya hanya untuk satu kali periode panen. Tanaman ini berbentuk perdu atau semak dengan panjang bisa mencapai 2 meter. Secara taksonomi, tanaman tomat

digolongkan sebagai berikut :

 Kingdom : Plantae

 Subkingdom : Trachebionta

 Divisio : Magnoliophyta

 Kelas : Magnoliopsida

 Subkelas : Asteridae

 Ordo : Solanales

 Famili : Solanaceae

 Genus : Solanum

 Species : Solanum Lycopersicum

 Nama binomial : lycopersicon esculentum L.

Bentuk, warna, rasa, dan tekstur buah tomat sangat beragam.

Ada yang bulat, bulat pipih, keriting, atau seperti bola lampu. Warna buah masak bervariasi dari kuning, oranye, sampai merah, tergantung dari jenis pigmen yang dominan. Rasanya pun bervariasi, dari masam hingga manis. Buahnya tersusun dalam tandan-tandan. Keseluruhan buahnya berdaging dan banyak mengandung air.

2.4. Ekstraksi

2.4.1. Pengertian Ekstraksi

Ekstraksi adalah suatu metoda operasi yang digunakan dalam proses pemisahan suatu komponen dari campurannya dengan menggunakan sejumlah massa bahan (solven) sebagai tenaga pemisah. Apabila komponen yang akan dipisahkan (solute) berada dalam fase padat, maka proses tersebut dinamakan pelindihan atau leaching.Proses pemisahan dengan cara ekstraksi terdiri dari tiga langkah dasar.

1. Proses penyampuran sejumlah massa bahan ke dalam larutan yang akan dipisahkan komponen – komponennya.

2. Proses pembantukan fase seimbang.

3. Proses pemisahan kedua fase seimbang.

Sebagai tenaga pemisah, solven harus dipilih sedemikian hingga kelarutannya terhadap salah satu komponen murninya adalah terbatas atau sama sekali tidak saling melarutkan. Karenanya, dalam proses ekstraksi akan terbentuk dua fase cairan yang saling bersinggungan dan selalu mengadakan kontak. Fase yang banyak mengandung diluen disebut fase rafinat sedangkan fase yang banyak mengandung solven dinamakan ekstrak.Terbantuknya dua fase cairan, memungkinkan semua komponen yang ada dalam campuran terbesar dalam masing – masing fase sesuai dengan koefisien distribusinya, sehingga dicapai keseimbangan fisis.

oksidasi13

Pemisahan kedua fase seimbang dengan mudah dapat dilakukan jika density fase rafinat dan fase ekstrak mempunyai perbedaan yang cukup. Tetapi jika density keduanya hampir sama proses pemisahan semakin sulit, sebab campuran tersebut cenderung untuk membentuk emulsi.Dibidang industri, ekstraksi sangat luas penggunaannya terutama jika larutan yang akan dipisahkan tediri dari komponen – komponen :

1. Mempunyai sifat penguapan relatif yang rendah.

2. Mempunyai titik didih yang berdekatan.

3. Sensitif terhadap panas.

4. Merupakan campuran azeotrop.

Komponen – komponen yang terdapat dalam larutan, menentukan jenis/macam solven yang digunakan dalam ekstraksi. Pada umumnya, proses ekstraksi tidak berdiri sendiri, tetapi melibatkan operasi – operasi lain sepeti proses pemungutan kembali solven dari larutannya (terutama fase ekstrak), hingga dapat dimanfaatkan kembali sebagai tenaga pemisah. Untuk maksud tersebut, banyak cara yang dapat dilakukan misalnya dengan metode distilasi, pemanasan sederhana atau dengan cara pendinginan untuk mengurangi sifat kelarutannya.

2.4.2. Ekstraksi Cair – Cair

Proses pemisahan secara ekstraksi dilakukan jika campuran yang akan dipisahkan berupa larutan homogen (cair – cair) dimana titik didih komponen yang satu dengan komponen yang lain yang terdapat dalam campuran hampir sama atau berdekatan.Pada proses pemisahan secara ekstraksi , face cairan II segera terbentuk setelah sejumlah massa solven ditambahkan kedalam campuran (ciaran I) yang akan dipisahkan. Sebeelum campuran dua fase dipisahkan meenjadi produk ekstrak dan produk rafinat, suatu uasah harus dilakukan dengan mempertahankan kontak antara face cairan I dengan fase cairan II sedemikian hingga pada suhu dan tekanan tertentu campuran dua fase berada dalam kesetimbangan.14

Jika antara solven dan diluen tidak saling melarutkan, maka sistem tersebut dikenal sebagai Ekstraksi Insoluble Liquid. Tetapi antar solven dan diluen sedikit saling melarutkan disebut Ekstraksi Soluble Liquid.

Sebagai tenaga pemisah, solven haris memenuhi kriteria berikut :

1. Daya larut terhadap solute cukup besar.

2. Sama sekali tidak melarytkan dilun atau hanya sedikit melarutkan diluen.

3. Antara solvent dengan diluen harus mempunyai perbedaan density yang cukup.

4. Antara solven dengan solute harus mempunyai perbadaan titik diddih atau tekanan uap murni yang cukup.

5. Tidak beracun.

6. Tidak bereaksi baik terhadap solute maupun diluen.

7. Murah, mudah didapat.

2.5. Pemilihan Solven

2.5.1. Solven Yang Digunakan

Solven yang digunakan pada penelitian ini adalah etanol, aseton, dan heksan.

1. 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. N Hexana merupakan jenis pelarut non polar.

Karakteristik n – heksana :

1. Nama lain : caproyl hydride, hexyl hydride

2. Rumus molekul : CH3(CH2)4CH3

3. Berat molekul : 86,17 kg/mol

4. Warna : berwarna15

5. Melting point : - 94 oC

6. Boiling point : 69 ( P = 1 atm)

7. Spesific gravity : 0,659

8. Kelarutan dalam 100 bagian air : 0,014 ( 15 oC )

Heksana dapat digunakan untuk mengekstraksi minyak nilam yang dapat digunakan sebagai minyak atsiri (Jos, B., 2004). Selain itu, heksana dapat digunakan sebagai solven untuk mengekstraksi karotenoid dari CPO (Firdiana, D., dan Kuncoro, R., dan Jos, B., 2003). Solven campuran antara heksana dan benzena dapat digunakan untuk mengekstraksi minyak dari kopra (Kustanti, F., dan Ajianni, M. Y., 2000). Sedangkan solven campuran antara heksana dan isopropanol dapat digunakan dalam penurunan kadar limbah sintetis asam phosphat dengan ekstraksi cair – cair (Mahmudi, M., 1997).

2. Aseton

Aseton, juga dikenal sebagai propanon, dimetil keton, 2-propanon, propan-2-on, dimetilformaldehida, dan β-ketopropana, adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar.

Karakteristik aseton :

1. Rumus molekul : CH3COCH3

2. Berat molekul : 50,1 kg/mol

3. Melting point : - 94,6 oC

4. Spesifik gravity : 0,7863 ( 25 oC)

Aseton dapat digunakan untuk mengaktifkan karbon arang dari batok kelapa. Carbon dari proses carbonasi batok kelapa yang merupakan bahan penutup porinya adalah tar, akan diekstrasi dengan dikontakkan dengan aseton (Suhartono, J., Hendri M. A., dan Sumarno, 1998).

Aseton sangat baik digunakan untuk mengencerkan resin kaca serat, membersihkan peralatan kaca gelas, dan melarutkan resin epoksi dan lem super sebelum mengeras. Ia dapat melarutkan berbagai macam plastik dan serat sintetis.16

3. Etanol

Etanol (disebut juga etil-alkohol atau alkohol saja), adalah alkoholyang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Karena sifatnya yang tidak beracun bahan ini banyak dipakai sebagai pelarut dalam dunia farmasi dan industri makanan dan minuman. Etanol merupakan jenis pelarut polar.

Karakteristik etanol :

1. Rumus molekul : C2H5OH

2. Berat Molekul : 46,07 kg/mol

3. Spesifik gravity : 0,789

4. Melting point : - 112 oC

5. Boiling point : 78,4 oC

6. Soluble in water : insoluble

7. Density : 0,7991 gr/cc

8. Temperatur kritis : 243,1 oC

9. Tekanan kritis : 63,1 atm

Etanol dapat digunakan untuk mengekstraksi minyak laka ( CSNL ) dari kulit biji jambu mete (Sudarwanto, H., Napitupulu, P., dan Jos, B., 2004). Selain itu etanol juga dapat digunakan dalam alkoholisis minyak dari biji kapuk (Utami, F. N., Dewi, S. P., 1997).

2.5.2. Kriteria solven

Untuk memperoleh hasil sebaik – baiknnya dalam ekstraksi, kita tidak dapat menggunakan sembarang solven. Namun solven tersebut harus dipilh dengan pertimbangan sebagai berikut :

1. Mempunyai keemampuan melarutkan solute tetapi sedikit atau tidak sama sekali melarutkan diluent.

2. Mempunyai perbedaan titik didih yang cukup besar dengan solute.

3. Tidak beeraksi dengan solute maupun diluen.17

4. Mempunyai keemurnian tinggi.

5. Tidak beracun.

6. Tidak meninggalkan bau.

7. Mudah direcovery.

8. Mempunyai perbedaan densitas yang tinggi dengan diluen.

3.1. Rancangan Penelitian

3.1.1. Metode Penelitian

Pada penelitian ini dilakukan pemisahan antioksidan dari buah tomat dengan metoda ekstraksi cair – cair, menggunakan etanol, heksan, dan aseton sebagai solven. Buah tomat dihaluskan dengan blender sampai diperoleh cairan buah tomat (juice).Penelitian yang dlakukan meliputi dua tahapan, yaitu tahapan penentuan waktu reaksi optimal yang dilanjutkan dengan tahapan penentuan perbandingan jumlah feed dan perbandingan solven optimal. Selanjutnya penentuan kadar antioksidan dilakukan dengan menggunakan metode analisa spektrofotometri pada panjang gelombang 471 nm.

3.1.2. Penetapan Variabel

 Variabel tetap :

1. Juice : buah tomat

2. Solvent : Hexana : Aseton : Ethanol ( 2: 1: 1 )

3. Kecepatan pengadukan : skala 6

 Variabel berubah :

1. Perbandingan F/S : (1:1 , 1:2 , 1:3 , 1:4 , 1:5)

2. Suhu ekstraksi T : (30 , 40 , 50 ,60 , 70, 80) oC.

3. Waktu ekstraksi t : 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 Menit

3.1.3. Alat Yang Digunakan

1. Beaker glass 8. Corong gelas

2. Labu takar 9. Piknometer

3. Erlenmeyer 10. Pipet tetes19

4. Gelas ukur 11. Corong pemisah

5. Timbangan 12. Aluminium foil

6. Stirrer 13. Kertas saring

7. Spektrofotometer

3.1.4. Bahan

1. Jus buah tomat

2. Etanol

3. Aseton

4. Heksana

3.2. Prosedur Kerja

3.2.1. Penanganan Awal Buah Tomat

1. Membersihkan buah tomat dari kotorannya.

2. Menghaluskan buah tomat dengan blender (juice).

3.2.2. Penentuan Density Solven (Etanol, Aseton, dan Heksana)

1. Menimbang piknometer kosong.

2. Mengisi piknometer dengan aquadest dan menimbangnya.

3. Mengukur volume aquadest.

4. Mengeringkan piknometer.

5. Mengisi piknometer dengan masing – masing solven (etanol, aseton, dan heksana) dan menimbangnya.

6. Mengukur volume masing – masing solven (etanol, aseton, dan heksana) yang ada dalam piknometer.

7. Menghitung density masing – masing solven (etanol, aseton, dan heksana).

3.2.3 Menentukan Perbandingan F/S dan Suhu Ekstraksi Optimal.

1. Masukkan larutan umpan dengan solvent yang sudah dibuat perbandingannya f/s (1:1 , 1:2 , 1:3 , 1:4 , 1:5).

2. Atur suhu pemanasan sesuai variabel yang diinginkan (30 , 40 , 50 ,60 , 70, 80)oC, kemudian jalankan proses ekstraksi ( selama 1 jam ) untuk tiap variabel suhu.

3. Tampung hasil ekstraksi pada erlenmeyer, kemudian tambahkan aquadest untuk proses pencucian.

4. Memisahkan ekstrak dan rafinat dengan corong pemisah.Tambahkan 10ml aquadest kemudian dikocok lagi selama 15 menit.

5. Pisahkan lapisan polar dan lapisan non polar, ambil semua lapisan atas (non polar) masukkan dalam labu ukur 100 ml tambahkan etanol sampai tanda batas.

6. Tentukan kadar likopen total dari lapisan non polar (bagian atas) dengan spektrofotometer UV – Vis pada panjang gelombang maksimum 470 nm.

7. Menentukan perbandingan feed dan solven, serta suhu operasi yang terbaik dari hasil analisa.

3.2.4. Menentukan Waktu Ekstraksi

1. Masukkan larutan umpan dengan solvent yang sudah dibuat perbandingannya f/s ( 1:4 ).

2. Atur suhu pemanasan sesuai suhu optimal operasi (70oC), kemudian jalankan proses ekstraksi ( pada waktu 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 menit ).

3. Tampung hasil ekstraksi pada erlenmeyer, kemudian tambahkan aquadest untuk proses pencucian.

4. Memisahkan ekstrak dan rafinat dengan corong pemisah.Tambahkan 10ml aquadest kemudian dikocok lagi selama 15 menit.

5. Pisahkan lapisan polar dan lapisan non polar, ambil semua lapisan atas (non polar) masukkan dalam labu ukur 100 ml tambahkan etanol sampai tanda batas.

6. Tentukan kadar likopen total dari lapisan non polar (bagian atas) dengan spektrofotometer UV – Vis pada panjang gelombang maksimum 470 nm.

7. Tentukan hasil ekstraksi dengan di plotkan pada kurva standart untuk mengetahui kadar lycopene yang terekstrak.

8. Menentukan waktu operasi optimal.

3.2.4. Penetapan Kadar Antioksidan dengan Analisa Spektrofotometri

1. Kalibrasi alat

 Menghubungkan spektronik UV-VIS dengan sumber arus listrik

 Menghidupkan spektronik UV-VIS dengan tombol A.22

 Dengan tombol C, atur skala sampai pembacaan absorbansi tak terhingga ( transmitasi = 0 )

 Memasukkan aquadest dalam cuvet dan menempatkannya dalam alat D

 Mengatur tomol B sampai skala yang ditunjukkan absorbansi 0

 Spektronik siap dipakai

2. Pengukuran absorbansi sample

 Ambil 5 ml sampel yang telah bebas endapan. Encerkan dengan NHexana sampai 25 ml

 Masukkan hasil pengenceran ke dalam cuvet

 Analisa sampel menggunakan spektronik C-20 pada panjang gelombang 470 nm.

 Dengan bantuan kurva standar, kalibrasi data absorbansi dalam kadar larutan likopen standar.

3.3. Respon Atau Pengamatan

Pengamatan pada penelitian ini diarahkan pada kadar lycopene hasil ekstraksi dengan spektrofotometri dan pengamatan terhadap perbandingan jumlah larutan umpan dengan solven serta perubahan suhu operasi pada ekstraksi untuk mendapatkan kondisi operasi ekstraksi lycopene yang optimum.

3.4. Analisa Data

Hasil penelitian berupa data kenaikan kadar antioksidan (likopen) yang terekstrak dari juice buah tomat, disajikan dalam bentuk tabel. Selanjutnya data tersebut diplotkan dalam bentuk titik – titik pada grafik. Titik – titik tersebut dibentuk suatu kurva untuk mempermudah penentuan kecenderungan variabel yang ada.

4.1 Hasil Percobaan

4.2.1 Pengaruh Kenaikan Suhu Terhadap Kadar Total Lycopene

Gambar 5. Grafik Suhu Vs Kadar total Lycopene

Ekstraksi dilakukan pada suhu 30, 40, 50, 60, 70, 80oC . Pada suhu 30 oC menghasilkan rendemen yaitu:(1,91; 2,4; 3,38; 3,41; 3,88) mg/100gr, pada kondisi suhu ini belum menunjukan kondisi yang optimum hal ini di sebabkan karena likopen masih terikat dengan struktur sel tomat. Perubahan suhu dalam proses pengolahan dapat melepaskan likopen dari struktur sel tomat. Likopen meningkat setelah dilakukan pemasakan, jadi produk olahan tomat seperti saus, jus dan saus pizza memiliki lebih banyak likopen dibandingkan tomat segar. Demikian juga pada variabel suhu 40 oC, 50oC, 60 oC dengan hasil rendemen yaitu:(1,95; 2,45; 3,4; 3,87; 3,89) mg/100gr; (1,98; 2,42; 3,38; 4,51; 3,87) mg/100gr; (2,03; 2,73; 3,54; 4,46; 3,63) mg/100gr, likopen masih cukup banyak terikat dengan struktur sel tomat karena perubahan suhu dalam proses pengolahan belum cukup optimal untuk dapat melepaskan likopen dari struktur sel tersebut. Pada suhu 70 oC diperoleh kondisi optimal dari grafik maupun perhitungan pada suhu ekstraksi 70 oC yaitu masing-masing dengan randemen : (2.07; 2.74; 3.67; 4.51; 3,43) mg/100gr. Hal ini disebabkan karena likopen telah dapat 10 20 30 40 50 60 70 80 90kadar total lycopene (mg/100gram)suhu (oC)kurva rendemen28dipisahkan dari struktur sel tomat, perubahan suhu dalam proses pengolahan telah optimal untuk dapat melepaskan likopen dari struktur sel tersebut.Namun pada suhu 80oC menghasilkan rendemen yang cenderung menurun yaitu: (1,99 ; 2,6; 3,58; 4,47; 3,33) mg/100gr, karena kenaikan suhu akan menyebabkan dekomposisi dari komponen lycopene yang menyebabkan komponen baru lebih rendah dari titik didih komponen sebelumnya sehingga menjadi lebih mudah menguap. Pada penelitian ini menunjukkan bahwa kondisi suhu ekstraksi yang baik pada suhu 70 oC.

4.2.2 Pengaruh Perubahan Waktu Terhadap Kadar Total Lycopene

Grafik Perbandingan Waktu Operasi Vs Kadar total LycopenePada variabel waktu operasi yang di jalankan pada waktu 30 ,40 ,50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 menit menghasilkan kadar likopen yaitu (4,25; 4,39; 4,44; 4,51; 4,54; 4,63; 5,14; 5,2; 5,29; 5,3) mg/100gr.

Grafik menunjukkan bahwa semakin lama ekstraksi maka lycopene yang didapat semakin banyak. Hal ini disebabkan karena pengaruh waktu operasi pada proses ekstraksi adalah semakin lama proses ekstraksi, lycopene terekstrak juga semakin besar. Hal ini dikarenakan semakin lama proses ekstraksi, maka kontak antara solvent dengan solute akan semakin lama sehingga proses pelarutan lycopene oleh solvent akan terus terjadi sampai solvent jenuh terhadap solute.0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Kadar Lycopene Terekstrak (mg/100gr)Waktu Operasi (menit)kurva rendemen29waktu ektraksi yang optimum adalah 90 menit. Pada waktu ekstraksi 100,110, dan 120 menit terjadi peningkatan hasil yang relatif kecil dibandingkan dengan waktu ekstraksi sebelumnya sehingga tidak ekonomis dan kurang efisien untuk dilakukan proses ekstraksi. Untuk itu, waktu ekstraksi yang paling optimum adalah 90 menit, dengan lycopene yang terekstrak sebesar 40,15%.

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan :

Ekstraksi jus buah tomat dengan menggunakan solvent campuran n-heksana, etanol, dan aseton bisa digunakan untuk menghasilkan ekstrak cair buah tomatyang mengandung lycopene. Penambahan solven terhadap feed pada perbandingan F/S 1:4 menunjukkan kondisi perbandingan F/S yang optimal, lycopene yang terekstrak semakin banyak pula. Demikian juga dengan semakin tinggi suhu dan semakin lamanya waktu ekstraksi, maka lycopene yang terekstrak juga akan semakin banyak. Dari hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kondisi optimum operasi ekstraksi lycopene dengan menggunakan solven campuran nheksana, etanol, dan aseton adalah pada perbandingan F/s, 4 : 1 pada suhu operasi 70˚C dan 90 menit untuk variable waktu ekstraksi. Pada kondisi ini lycopene yang terekstrak sebesar 5,14 mg/100gram atau sebesar 40,15%.

Regards, 07 November 2012

Zulham Efendi