1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan negara agraris yang kaya akan sumber daya alam yang

dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat, misalnya

pemanfaatan tanaman pada produk makanan sebagai pemberi rasa dan pewarna

makanan. Selain itu, ada juga tanaman yang mengandung minyak atsiri atau biasa

disebut minyak esensial yang dimanfaatkan untuk bahan pewangi. Salah satu

contoh tanaman yang masuk dalam kategori di atas yaitu tanaman pandan wangi

(Pandanus amaryllifolius Roxb.).

Menurut Yuliani dan Suyanti (2012), sejak dahulu, penggunaan minyak

esensial di Indonesia diperkenalkan lewat berbagai tanaman aromatik seperti bunga

mawar, melati, kenanga dan daun pandan untuk berbagai ritual keagamaan dan adat.

Setelah diketahui memiliki banyak manfaat seperti halnya untuk kesehatan, minyak

atsiri banyak digunakan sebagai bahan pewangi (fragrances), farmasi, kosmetika

dan aroma terapi (Ketaren, 1985).

Untuk mendapatkan minyak atsiri daun pandan wangi harus melalui proses

ekstraksi terlebih dahulu. Ekstraksi dilakukan untuk memisahkan satu atau lebih

komponen dari suatu bahan yang merupakan sumber komponen tersebut. Proses

ekstraksi ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu lama waktu ekstraksi,

suhu ekstraksi, pengadukan, dan banyaknya pelarut yang digunakan. Menurut

Wang et al. (2013), semakin lama waktu ekstraksi secara signifikan meningkatkan

jumlah kandungan senyawa fenolik daun pandan wangi, namun peningkatan

tersebut tidak terjadi lagi saat waktu memasuki menit ke-40. Selain faktor-faktor

tersebut, menurut Wardiyati (2004), faktor-faktor yang mempengaruhi proses

ekstraksi dengan metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) antara lain

frekuensi, viskositas pelarut, tegangan permukaan dan tekanan uap, tekanan luar,

suhu, dan intensitas amplitudo.

Metode ekstraksi yang paling konvensional adalah maserasi atau

perendaman. Menurut Utami et al. (2009), metode maserasi merupakan metode

2

yang sederhana namun tidak efisien dalam penggunaan pelarut dan waktu ekstraksi.

Seiring berkembangnya teknologi, metode ekstraksi pun terus dikembangkan untuk

mempersingkat waktu ekstraksi dan mendapat ekstrak yang lebih banyak dengan

volume pelarut yang lebih sedikit.

Berbagai macam metode ekstraksi yang telah dikembangkan antara lain

ekstraksi dengan tekanan tinggi, Microwave-Assisted Extraction (MAE) dan

Ultrasound-Assisted Extraction (UAE). Utami et al. (2009) melakukan penelitian

mengenai perbandingan aktivitas antioksidan ekstrak etanol daun simpur dari

berbagai metode ekstraksi, hasilnya menunjukkan bahwa perbedaan nilai aktivitas

antioksidan dipengaruhi oleh metode ekstraksi. Metode ekstraksi yang

menunjukkan aktivitas antioksidan paling besar adalah dengan metode Ultrasound-

Assisted Extraction (UAE).

Metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) memanfaatkan gelombang

ultrasonik yang dapat menghancurkan sel daun (Utami et al., 2009). Metode ini

sudah diterapkan untuk mengekstrak komponen makanan seperti aroma,

antioksidan, pigmen dan antibakteri. Contoh komoditas yang pernah digunakan

untuk ekstraksi dengan metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) di Indonesia

adalah rumput laut merah (Sari et al., 2012), labu kuning (Wahyuni dan Simon,

2015), daun simpur (Utami et al., 2009), daun berenuk (Ardianti dan Joni, 2014),

jahe (Hartuti dan Dani, 2013), biji pandan laut (Mahlinda et al., 2016) dan buah

pandan (Antari et al., 2015).

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Wang et al. (2013),

semakin besar rasio bahan dengan pelarut, maka semakin besar kandungan fenolik

total yang dihasilkan. Oleh karena itu, dapat diketahui bahwa mutu minyak atsiri

daun pandan wangi dengan metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) dapat

dipengaruhi juga oleh rasio bahan dengan pelarut. Menurut Jayanudin et al. (2014),

banyaknya pelarut mempengaruhi luas kontak bahan dengan pelarut, semakin

banyak pelarut luas kontak akan semakin besar. Semakin banyak pelarut yang

digunakan terhadap berat bahan dasar, maka ekstrak yang dihasilkan semakin besar,

hal ini dikarenakan semakin banyak pelarut yang berpenetrasi ke dalam bubuk,

yang memperbesar permukaan kontak (Bustan et al., 2008).

3

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka perlu dilakukan penelitian untuk

mengetahui pengaruh rasio bahan dengan pelarut terhadap mutu minyak atsiri daun

pandan wangi (Pandanus amaryllifolius Roxb.) dengan menggunakan metode

Ultrasound-Assisted Extraction (UAE).

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, masalah yang dapat diidentifikasi adalah

bagaimana pengaruh rasio bahan dengan pelarut terhadap mutu minyak atsiri daun

pandan wangi dengan metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE).

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh rasio bahan

dengan pelarut terhadap mutu minyak atsiri daun pandan wangi dengan metode

Ultrasound-Assisted Extraction (UAE).

1.4 Kegunaan Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai ekstraksi

daun pandan wangi dengan menggunakan metode Ultrasound-Assisted Extraction

(UAE). Selain itu, dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diketahui rasio bahan

dengan pelarut yang paling optimal untuk menghasilkan minyak atsiri daun pandan

wangi dengan mutu yang terbaik menggunakan metode Ultrasound-Assisted

Extraction (UAE).

1.5 Kerangka Pemikiran

Daun pandan wangi merupakan salah satu tanaman yang memiliki banyak

manfaat. Manfaat yang pertama yaitu sebagai tanaman obat karena mengandung

beberapa komponen yang bermanfaat bagi tubuh manusia. Komponen-komponen

tersebut antara lain alkaloida, saponin, flavonoida, tanin, polifenol dan zat warna

(Dalimartha, 1999). Selain itu, komponen dalam daun pandan wangi yang dapat

dimanfaatkan yaitu minyak atsiri. Untuk mendapatkan minyak atsiri tersebut, daun

pandan wangi harus melalui proses ekstraksi terlebih dahulu.

4

Penggunaan panas akan merusak sebagian komponen minyak, sehingga

mengubah sifat-sifat dan bau alamiah (Guenther, 1948). Oleh sebab itu,

pengurangan kadar air daun pandan wangi tidak dilakukan menggunakan oven

melainkan dengan cara dilayukan. Daun pandan wangi dilayukan selama 2 hari

dalam suhu kamar lalu dipotong dengan ukuran 5 mm.

Telah banyak penelitian yang melakukan ekstraksi daun pandan wangi

dengan berbagai metode. Namun, ekstraksi yang dilakukan masih banyak

menggunakan metode sederhana seperti maserasi yang dilakukan oleh

Agustiningsih et al. (2010). Selain itu, ekstraksi daun pandan wangi juga dapat

dilakukan dengan metode perkolasi seperti yang telah dilakukan oleh Pratama et al.

(2009).

Metode maserasi merupakan metode ekstraksi yang paling konvensional

tetapi memiliki banyak kekurangan. Waktu yang dibutuhkan untuk metode

ekstraksi ini cukup lama hingga berhari-hari. Selain itu, metode maserasi juga tidak

efisien dalam penggunaan pelarut karena adanya proses penggantian pelarut dengan

yang baru. Sama halnya dengan metode maserasi, metode perkolasi juga tidak

efisien dalam penggunaan pelarut. Perbedaannya yaitu dalam metode maserasi

bahan direndam dalam pelarut sampai waktu tertentu dengan pengadukan dan

penggantian pelarut secara berkala, sedangkan dalam metode perkolasi bahan

dialiri pelarut secara terus-menerus sehingga proses ekstraksi selalu dilakukan

dengan pelarut yang baru.

Ekstraksi dengan metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE)

memanfaatkan gelombang ultrasonik untuk menghancurkan sel daun sehingga

mempercepat proses perpindahan massa senyawa bioaktif dari dalam sel ke pelarut

(Dean, 1998). Dari beberapa hasil penelitian belum ada informasi mengenai

ekstraksi daun pandan wangi menggunakan metode Ultrasound-Assisted

Extraction (UAE). Metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) ini jauh lebih

efisien dibanding dengan metode maserasi ataupun perkolasi. Waktu yang

dibutuhkan untuk proses ekstraksi hanya dalam beberapa menit atau beberapa jam.

Pelarut yang digunakan pun dipakai hingga proses ekstraksi berakhir.

5

Berdasarkan hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa rendemen

total pada penggunaan pelarut n-heksan lebih tinggi dibandingkan pada penggunaan

pelarut etil asetat. Hasil akhir dari penggunaan pelarut etil asetat setelah diuapkan

menjadi kering dan tidak dapat diambil. Sehingga, pelarut yang digunakan dalam

penelitian ini adalah n-heksan. Data mengenai rendemen total pada penelitian

pendahuluan disajikan pada Lampiran 2. Penggunaan n-heksan ini juga didasarkan

pada kelarutan komponen terhadap komponen lain dalam campuran yang akan

diekstrak. Minyak atsiri bersifat non polar sehingga dipilih pelarut yang juga

bersifat non polar.

Salah satu faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi adalah banyaknya

pelarut yang digunakan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Bustan et al.

(2008), menunjukkan bahwa semakin besar volume pelarut yang digunakan

terhadap berat bahan dasar, maka rendemen yang dihasilkan akan semakin besar.

Hal ini dikarenakan semakin banyak pelarut yang berpenetrasi ke dalam bubuk

sehingga memperbesar permukaan kontak. Dalam penelitian Agustiningsih et al.

(2010), ekstraksi daun pandan wangi dilakukan dengan metode maserasi yang pada

dasarnya membutuhkan bahan yang cukup banyak. Rasio bahan dengan pelarutnya

adalah 1:7,5 (b/v) dengan berat bahan 50 gram. Sedangkan, ekstraksi dengan

metode Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) membutuhkan bahan yang tidak

terlalu banyak. Penelitian yang dilakukan Utami et al. (2009) yaitu membandingkan

hasil ekstraksi daun simpur dengan berbagai metode termasuk metode UAE. Rasio

bahan dengan pelarut yang digunakan pada penelitian tersebut adalah 1:50. Dari

beberapa hasil penelitian belum ada informasi mengenai rasio bahan dengan pelarut

yang paling baik dalam proses ekstraksi daun pandan wangi. Oleh karena itu, untuk

mengetahui kondisi yang paling baik, pada penelitian pendahuluan digunakan rasio

bahan dengan pelarut sebesar 1:40, 1:50, dan 1:60 (b/v) dengan berat bahan 5 gram.

Namun, hasil akhir yang didapat masih sangat sedikit sehingga pada penelitian

utama digunakan berat bahan 10 gram. Rasio bahan dengan pelarut yang digunakan

menjadi 5 variasi yaitu 1:20, 1:25, 1:30, 1:35 dan 1:40 dengan masing-masing

perlakuan dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali.

6

Faktor kedua yang mempengaruhi proses ekstraksi adalah lama ekstraksi.

Menurut Wahyuni dan Simon (2015), semakin lama waktu ekstraksi maka pelarut

memiliki waktu yang lebih banyak untuk menembus dinding sel dan menarik keluar

senyawa-senyawa yang terkandung dalam bahan, sehingga dihasilkan rendemen

yang lebih tinggi. Wang et al. (2013) melakukan penelitian mengenai ekstraksi

kandungan fenolik total dari Inula helenium dengan metode Ultrasound-Assisted

Extraction (UAE). Inula helenium ini termasuk dalam keluarga bunga matahari

Asteraceae. Dalam penelitian ini telah diberikan lima perlakuan variasi lama

ekstraksi yaitu 20, 30, 40, 50 dan 60 menit. Semakin lama waktu ekstraksi maka

kandungan fenolik total cenderung meningkat hingga menit ke-40. Namun, saat

memasuki menit ke-50 kandungan fenolik total mulai menurun. Dengan demikian,

lama ekstraksi 40 menit dipilih sebagai lama ekstraksi yang paling optimum.

Faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi dengan menggunakan UAE

adalah suhu. Besarnya amplitudo yang digunakan mempengaruhi besarnya suhu.

Semakin besar amplitudo yang digunakan, maka semakin tinggi pula suhu yang

ditimbulkan pada bahan. Pada penelitian pendahuluan menggunakan amplitudo

75% dan 50%. Pada penggunaan amplitudo 75% menimbulkan suhu yang cukup

tinggi. Sedangkan, penggunaan panas berlebihan pada proses ekstraksi minyak

atsiri akan merusak sebagian komponen minyak sehingga mengubah sifat-sifat dan

bau alamiah (Guenther, 1948). Sehingga, amplitudo yang digunakan adalah 50%.

Dari proses ekstraksi daun pandan wangi dihasilkan ekstrak yang kemudian

disaring menggunakan kertas saring. Filtrat yang dihasilkan dari proses

penyaringan dipekatkan dalam vacuum rotary evaporator pada suhu 35oC,

sehingga dihasilkan concrete. Berdasarkan hasil penelitian Saputra (2010),

concrete ini belum memenuhi kriteria untuk bahan aroma terapi karena masih

berbau pelarut dan bercampur dengan senyawa lain. Sehingga, perlu dilakukan

proses re-ekstraksi untuk mendapatkan minyak atsiri yang lebih murni. Wartini et

al. (2015) melakukan penelitian mengenai komposisi kimia absolut minyak atsiri

daun pandan wangi hasil perlakuan curing. Re-ekstraksi pada penelitian tersebut

menggunakan pelarut etanol 96% dengan perbandingan concrete dengan etanol

adalah 1:8. Ekstrak hasil dari re-ekstraksi ini dipekatkan kembali menggunakan

7

vacuum rotary evaporator pada suhu 40oC, sehingga dihasilkan absolute. Seluruh

absolute daun pandan wangi selanjutnya akan dilakukan perhitungan rendemen

ekstraksi dan pengujian mutu meliputi warna, bobot jenis, indeks bias, bilangan

asam dan kadar sisa pelarut. Dengan demikian, akan diketahui rasio bahan dengan

pelarut yang dapat menghasilkan nilai rendemen ekstraksi tertinggi dan mutu

minyak atsiri yang terbaik.