Apa yang dimaksud dengan Teknik Ekstraksi?

image

Ekstraksi adalah proses penarikan suatu zat dengan pelarut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair.

Apa yang dimaksud dengan Teknik Ekstraksi Konvensional ?

Pemilihan teknik ekstraksi bergantung pada bagian tanaman yang akan disektraksi dan bahan aktif yang diinginkan. Oleh karena itu, sebelum ekstraksi dilakukan perlu diperhatikan keseluruhan tujuan melakukan ekstraksi. Tujuan dari suatu proses ekstraksi adalah untuk memperoleh suatu bahan aktif yang tidak diketahui, memperoleh suatu bahan aktif yang sudah diketahui, memperoleh sekelompok senyawa yang struktur sejenis, memperoleh semua metabolit sekunder dari suatu bagian tanaman dengan spesies tertentu, mengidentifikasi semua metabolit sekunder yang terdapat dalam suatu mahluk hidup sebagai penanda kimia atau kajian metabolisme.

Sebaiknya untuk analisis fitokimia, harus digunakan jaringan tanaman yang segar. Beberapa menit setelah dikumpulkan, bahan tanaman itu harus dicemplungkan ke dalam alkohol mendidih. Kadang-kadang, tanaman yang ditelaah tidak tersedia dan bahan mungkin harus disediakan oleh seruang pengumpul di benua lain. Dalam hal demikian, jaringan yang diambil segar harus disimpan kering di dalam kantung plastik dan biasanya akan tetap dalam keadaan baik untuk dianalisis setelah beberapa hari dalam perjalanan dengan pos udara.

Teknik ekstraksi yang ideal adalah teknik ekstraksi yang mampu mengekstraksi bahan aktif yang diinginkan sebanyak mungkin, cepat, mudah dilakukan, murah, ramah lingkungan dan hasil yang diperoleh selalu konsisten jika dilakukan berulang-ulang. Adapun teknik ekstraksi konvensional antara lain, adalah:

1. Maserasi

Maserasi dilakukan dengan melakukan perendaman bagian tanaman secara utuh atau yang sudah digiling kasar dengan pelarut dalam bejana tertutup pada suhu kamar selama sekurang-kurangnya 3 hari dengan pengadukan berkali-kali sampai semua bagian tanaman yang dapat larut melarut dalam cairan pelarut. Pelarut yang digunakan adalah alkohol atau kadang-kadang juga air. Campuran ini kemudian disaring dan ampas yang diperoleh dipress untuk memperoleh bagian cairnya saja. Cairan yang diperoleh kemudian dijernihkan dengan penyaringan atau dekantasi setelah dibiarkan selama waktu tertentu.

Keuntungan proses maserasi diantaranya adalah bahwa bagian tanaman yang akan diekstraksi tidak harus dalam wujud serbuk yang halus, tidak diperlukan keahlian khusus dan lebih sedikit kehilangan alkohol sebagai pelarut seperti pada proses perkolasi atau sokhletasi. Sedangkan kerugian proses maserasi adalah perlunya dilakukan penggojogan/pengadukan, pengepresan dan penyaringan, terjadinya residu pelarut di dalam ampas, serta mutu produk akhir yang tidak konsisten.

2. Infusi

Infusi dibuat dengan maserasi bagian tanaman dengan air dingin atau air mendidih dalam jangka waktu yang pendek. Pemilihan suhu infus tergantung pada ketahanan senyawa bahan aktif yang selanjutnya segera digunakan sebagai obat cair. Hasil infus tidak bisa digunakan dalam jangka waktu yang lama karena tidak menggunakan bahan pengawet. Namun pada beberapa kasus, hasil infusi (larutan infus) dipekatkan lagi dengan pendidihan untk mengurangi kadar airnya dan ditambah sedikit alkohol sebagai pengawet.

3. Pemasakan

Proses pemasakan merupakn proses maserasi yang dilakukan dengan pemanasan secara perlahan-lahan selama proses dekantasi. Proses ini dilakukan jika bahan aktif dalam bagian tanaman tidak mengalami kerusakan oleh pemanasan hingga mencapai suhu di atas suhu kamar. Dengan penggunaan sedikit panas, maka efisiensi pelarut dalam mengekstrak bahan aktif dapat meningkat.

4. Dekoksi

Pada proses dekoksi, bagian tanaman yang berupa batang, kulit kayu, cabang, ranting, rimpang atau akar direbus dalam air mendidih dengan volume dan selama waktu tertentu kemudian didinginkan dan ditekan atau disaring untuk memisahkan cairan ekstrak dari ampasnya. Proses ini sesuai untuk mengekstrak bahan bioaktif yang dapat larut dalam air dan tahan terhadap panas. Ekstrak Ayurveda yang disebut quath atau kawath diperoleh melalui proses dekoksi. Rasio antara massa bagian tanaman dengan volume air biasanypea 1:4 atau 1:16. Selama proses perebusan terjadi penguapan air perebus secara terus- menerus, sehingga volume cairan ekstrak yang diperoleh biasanya hanya seperempat dari volume semula. Ekstrak yang pekat ini selanjutnya disaring dan segera digunakan atau diproses lebih lanjut.

5. Perkolasi

Perkolasi merupakan teknik yang paling sering digunakan untuk mengekstrak bahan aktif dari bagian tanaman dalam penyediaan tinktur dan ekstrak cair. Sebuah perkolator, biasanya berupa silinder yang sempit dan panjang dengan kedua ujungnya berbentuk kerucut yang terbuka. Bagian tanaman yang akan diekstrak dibasahi dengan sejumlah pelarut yang sesuai dan dibiarkan selama kurang lebih 4 jam dalam tangki tertutup. Selanjutnya, bagian tanaman ini dimasukkan ke dalam perkolator dan bagian atas perkolator ditutup.

Sejumlah pelarut biasanya ditambahkan hingga membentuk lapisan tipis di bagian tanaman yang akan dieskstrak. Bagian tanaman ini dibiarkan mengalami maserasi selama 24 jam dalam perkolator tertutup. Setelah itu, cairan hasil perkolasi dibiarkan keluar dari perkolator dengan membuka bagian pengeluaran (tutup bawah) perkolator. Sejumlah pelarut ditambahkan lagi (seperti membilas) sesuai dengan kebutuhan hingga cairan ekstrak yang diperoleh menjadi kurang lebih tiga per empat dari volume yang diinginkan dalam produk akhir. Ampas ditekan/dipress, dan cairan yang diperoleh ditambahkan ke dalam caira ekstrak. Selanjutnya, sejumlah pelarut ditambahkan lagi ke dalam cairan ekstrak untuk memeperoleh ekstrak dengan volume yang diinginkan. Campuran ekstrak yang diperoleh dijernihkan dengan penyaringan atau sedimentasi dengan dilanjutkan dengan dekantasi.

6. Ekstrasi kontinyu dengan pemanasan (sokhletasi)

Pada teknik ekstraksi ini, bagian tanaman yang sudah digiling halus dimasukkan ke dalam kantong berpori (thimble) yang terbuat dari kertas saring yang kuat dan dimasukkan ke dalam alat sokhlet untuk dilakukan ekstraksi. Pelarut yang ada dalam labu akan dipanaskan dan uapnya akan mengembun pada kondenser.

Embunan pelarut ini akan merayap turun menuju kantong berpori yang berisi bagian tanaman yang akan diekstrak. Kontak antara embunan pelarut dan bagian tanaman ini menyebabkan bahan aktif terekstraksi. Ketika ketinggian cairan dalam tempat ekstraksi meningkat hingga mencaapai puncak kapiler maka cairan dalam tempat ekstraksi akan tersedot mengalir ke labu selanjutnya.
Proses ini berlangsung secara terus-menerus (kontinyu) dan dijalankan sampai tetesan pelarut dari pipa kapiler tidak lagi meninggalkan residu ketika diuapkan. Keuntungan dari proses ini jika dibandingkan dengan proses-proses yang telah dijelaskan sebelumnya adalah dapat mengekstrak bahan aktif dengan lebih banyak walaupun menggunakan pelarut yang lebih sedikit. Hal ini sangat menguntungkan jika ditinjau dari segi kebutuhan energi, waktu dan ekonomi. Pada skala kecil, proses ini hanya dijalankan secara batch. Namun, proses ini akan lebih ekonomis jika dioperasikan secara kontinyu dengan skala menengah atau besar.

Beberapa keuntungan ekstraksi sokhletasi adalah sampel bagian tanaman terus- menerus berkontak dengan embunan pelarut segar yang turun dari kondenser sehingga selalu mengubah kesetimbangan dan memepercepat perpindahan massa bahan aktif, suhu ekstraksi cenderung tinggi karena panas yang diberikan pada labu destilasi akan mencapai sebagian ruang ekstraksi, tidak memerlukan penyaringan setelah tahap leaching, kapasitas alat ekstraksi dapat ditingkatkan dengan melakukan ekstraksi secara kontinyu atau paralel karena harga peralatannya cukup murah, dan bahkan mampu mengekstraksi sampel yang jauh lebih banyak jika dibandingkan dengan teknik ekstraksi yang baru, peralatan dan pengoperasian alatnya sederhana sehingga hanya memerlukan sedikit latihan untuk mengoperasikan alat ekstraksi dengan baik, ekstraksi sohlet tidak bergantung pada bagian tanaman yang akan diekstrak.

Kelemahan ekstraksi dengan sokhlet ini adalah jika dibandingkan dengan teknik ekstraksi yang lain maka teknik ekstraksi ini memerlukan ekstraksi yang panjang dan pelarut yang banyak. Hal ini menyebabkan timbulnya biaya tambahan utnuk membuang/mengolah sisa pelarut dan kemungkinan terjadinya pencemaran lingkungan. Karena sampel diekstraksi pada titik didih pelarut dalam jangka waktu yang cukup lama, maka bahan aktif yang tidak tahan panas dapat mengalami dekomposisi. Alat ekstraksi sokhlet tidak mempunyai pengaduk untuk mempercepat proses ekstraksi. Penguapan/pemekatan ekstrak perlu dilakukan karena ekstraksi dengan sokhlet menggunakan pelarut dalam jumlah besar. Teknik ekstraksi ini juga dibatasi oleh selektivitas pelarut dan susah dioperasikan secara otomatis.

7. Ekstraksi dengan alkohol teknis secara fermentasi

Beberapa bahan obat Aryuveda, seperti asava dan arista dibuat dengan teknik fermentasi dalam mengekstrak bahan aktifnya. Ekstraksi dilakukan dengan merendam bagian tanaman baik dalam bentuk serbuk atau dekoksi selama waktu tertentu sehingga terjadi fermentasi dan pembentukan alkohol secara insitu. Pada saat bersamaan, juga terjadi ekstraksi bahan aktif dari bagian tanaman tersebut. Alkohol yang terbentuk juga berfungsi sebagai pengawet. Jika fermentasi dilakukan dalam bejana dari tanah liat, maka bejana tersebut sebaiknya bukan yang baru atau bejana tersebut harus pernah digunakan terlebih dahulu untuk merebus air.

Dalam skala besar, tong kayu, ceret porselin atau tangki dari logam digunakan sebagai pengganti bejana dari tanah liat. Dalam Aryuveda, teknik ekstraksi ini belum dibakukan. Namun dengan perkembangan teknologi fermentasi yang semakin mutakhir, teknik ekstraksi ini dapat dibakukan dalam produksi bahan aktif dari tanaman obat.

8. Ekstraksi kontinyu secara lawan arah

Dalam ekstraksi secara lawan arah, maka bagian tanaman yang akan diekstrak dan masih segar dihancurkan dengan mesin pencabik bergigi untuk membentuk luluhan (slurry). Bahan dalam bentuk slurry ini kemudian digerakkan ke satu arah dalam suatu ekstraktor berbentuk silinder sehingga berkontak dengan pelarut. Semakin jauh bahan ini bergerak, maka semakin pekat ekstrak yang diperoleh. Ekstrak dengan kepekatan tertentu akan keluar dari salah satu ujung ekstraktor, sedangkan ampas akan keluar pada ujung yang lainnya. Ekstraksi total dapat terjadi jika jumlah bahan, pelarut dan laju alir pelarutnya dioptimalkan. Proses ini sangat efisien, hanya memerlukan waktu yang singkat dan tidak beresiko terhadap suhu tinggi.

Beberapa keuntungan dari ekstraksi ini adalah setiap unit massa bagian tanaman dapat diekstrak dengan pelarut yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan teknik ekstraksi maserasi, dekoksi dan perkolasi; teknik ini pada umumnya dilakukan pada suhu kamar sehingga meminimalkan bahan aktif yang rentan terhadap panas terpapar secara langsung dengan panas; penggilingan bahan tanaman dilakukan dalam keadaan basah, sehingga panas yang timbul selama penumbukan/pemecahan diambil oleh air yang terkandung di dalamnya. Hal ini juga meminimalkan bahan aktif yang rentan terhadap panas terpapar oleh panas secara langsung; teknik ekstraksi ini dipandang lebih efisien jika dibandingkan dengan ekstraksi dengan perlakuan panas secara kontinyu.

Sumber :
Lully Hanni Endarini, Farmakognisi dan Fitokimia, Badan Pengembangan dan Pemberdayaan Sumber Daya Manusia Kesehatan

Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak larut dengan pelarut cair. Senyawa aktif yang terdapat dalam berbagai simplisia dapat digolongkan ke dalam golongan minyak atsiri, alkaloid, flavonoid, dan lain-lain. Dengan diketahuinya senyawa aktif yang dikandung simplisia akan mempermudah pemilihan pelarut dan cara ekstraksi yang tepat (Ditjen POM, 2000).

Macam-Macam Metode Ekstraksi


Cara Dingin

  1. Maserasi
    Maserasi adalah proses ekstrasi simplisia dengan menggunakan pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada temperatur ruangan (kamar). Cairan penyaring akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang mengandung zat aktif yang akan larut, karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dan di luar sel maka larutan terpekat didesak keluar.

  2. Perlokasi
    Perkolasi adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai sempurna yang umumnya dilakukan pada temperatur ruangan. Proses terdiri dari tahapan pengembangan, tahap maserasi antara, tahap perkolasi sebenarnya terus-menerus sampai diperoleh ekstrak (perkolat). Cara perkolasi lebih baik dibandingkan dengan cara maserasi karena:

    • Aliran cairan penyari menyebabkan adanya pergantian larutan yang terjadi dengan larutan yang konsentrasinya lebih rendah sehingga meningkatkan derajat perbedaan konsentrasi

    • Ruangan diantara butir-butir serbuk simplisia membentuk saluran tempat mengalir cairan penyari. Karena kecilnya saluran kapiler tersebut, maka kecepatan pelarut cukup untuk mengurangi lapisan batas, sehingga dapat meningkatkan perbedaan konsentrasi

Cara Panas

  1. Refluks
    Refluks adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya, selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan adanya pendingin balik.

  2. Sokletasi
    Sokletasi adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut yang selalu baru dan yang umumnya dilakukan dengan alat khusus sehingga terjadi ekstrak kontinu dengan jumlah pelarut relatif konstan dengan adanya pendingin balik.

  3. Digesti
    Digesti adalah maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinu) pada temperatur yang lebih tinggi dari temperatur ruangan, yaitu secara umum dilakukan pada temperatur 40-50oC.

  4. Infundasi
    Infundasi adalah proses penyarian yang umumnya dilakukan untuk menyaring zat kandungan aktif yang larut dalam air dari bahan-bahan nabati. Proses ini dilakukan pada suhu 90oC selama 15 menit.

  5. Dekok
    Dekok adalah infus pada waktu yang lebih lama dan temperatur sampai titik didih air, yakni 30 menit pada suhu 90-100oC.
    (Ditjen POM, 2000).

1 Like

Ekstraksi adalah suatu kegiatan penarikan massa zat aktif kedalam cairan penyari tujuannya agar massa zat aktif yang semula berada dalam sel dapat ditarik oleh cairan penyari dan terlarut dalam cairan penyari. Hasil ekstrasi disebut dengan ekstrak (Hilman, 2015). Ekstrak adalah sediaan pekat yang diperoleh dengan mengekstraksi zat aktif dari simplisia nabati atau hewani dengan menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang telah ditetapkan.

Maserasi adalah proses penyarian dengan merendam bahan yang sudah halus kedalm pelarut, yang mana nantinya pelarut akan meresap dan melunakkan sel, sehingga melarutkan zat kedalam sel.

  1. Prinsip-prinsip dari metode maserasi :

    • Penyari menembus dinding sel
    • Zat aktif larut
    • Perbedaan konsentrasi
    • Diffusi zat aktif
  2. Kesetimbangan konsentrasi Keuntungan dari maserasi

    • Peralatan sederhana
    • Mudah dilakukan
    • Relatif murah
    • Dapat defektifkan dengan pemanasan, pengadukan, remaserasi.
  3. Kerugian dari maserasi :

    • Waktu relatif lama
    • Kejenuhan
    • Penyarian kurang sempurna
    • Pemanasan dan konsentrasi air tinggi.
1 Like

Terdapat dua tipe ekstraksi pelarut yaitu :

  1. Ekstraksi padat-cair (leaching) yaitu proses pemisahan bahan dari campuran zat padat dengan cara mengaduk dalam suatu cairan (pelarut) dimana bahan yang diinginkan untuk dipisahkan akan terlarut.

  2. Proses ekstraksi cair-cair pada prinsipnya sama, namun dalam hal ini larutan yang mengandung bahan terlarut dicampurkan dan diaduk dengan cairan (pelarut) yang lain. Jika kedua cairan bersifat tidak dapat bercampur maka akan terbentuk lapisan pemisah antara kedua cairan setelah terbentuknya endapan dalam campuran.

Cairan dengan bahan-bahan terlarut didalamnya dinyatakan dengan lapisan jenuh (ekstrak) dan lapisan yang bersisa dinyatakan dengan rafinat. Dalam beberapa hal digunakan pelarut air, keadaan ini dikenal dengan ekstraksi akua (aqueous extraction). Pelarut- pelarut yang umumnya digunakan bersama-sama dengan air ialah kloroform, karbon tetraklorida, etilen diklorida, benzene, toluene, xilena, dan petroleum eter.

Proses ekstraksi pelarut biasanya diikuti dengan distilasi untuk menghilangkan pelarut dari ekstrak yang diperoleh dan pelarut dapat digunakan kembali. Pencampuran dapat membuat bahan baku dan pelarut bercampur merata, pencampuran dapat dilakukan dengan pengadukan mekanik. Selain itu juga terdapat ekstraksi bertahap ganda (multi-stage extraction) digunakan untuk memperoleh efisiensi yang lebih tinggi, dimana produk yang dihasilkan hamper seluruhnya dapat dipisahkan dari rafinatnya. Sistem ekstraksi yang lebih kompleks lagi ialah ekstraksi bertahap ganda berlawanan arah (counter current multi stage extraction). Metoda tersebut menggunakan serangkaian alat pencampur dan pengendap yang telah diatur terlebih dahulu sebelumnya. Cairan yang masuk dan pelarut murni melewati sistem dengan arah berlawanan. Pengoperasian hal tersebut secara kontinu dapat dilakukan dengan beberapa peralatan seperti menara penyemprot, menara yang dilengkapi dengan packing (mirip dengan yang dipergunakan dalam distilasi). Metoda yang hampir sama diterapkan untuk ekstraksi bahan padat- cair. Keseluruhan proses didesain untuk memungkinkan pencampuran yang baik antara bahan padat dan pelarut murni. Sistem pencucian (leaching), memungkinkan ekstraksi dengan cara batch, baik dengan tahap tunggal, berganda maupun berlawanan arah (counter current) (Cook, 1980).

Ekstraksi Padat-Cair


Ekstraksi padat-cair merupakan proses ekstraksi bahan baku yang dapat larut dari suatu padatan dengan menggunakan pelarut. Proses ini biasanya digunakan untuk menghasilkan larutan dari material padatan yang tidak dapat larut, juga untuk mengeluarkan zat terlarut dari suatu padatan atau untuk memurnikan padatan dari cairan yang membuat padatan terkontaminasi, seperti pigmen. Metode yang digunakan pada ekstraksi ini ditentukan oleh kandungan partikel yang dapat larut yang ada, penyebarannya dalam padatan, sifat bahan padat dan ukuran partikel. Jika zat terlarut menyebar merata di dalam padatan, material yang dekat permukaan akan pertama kali larut terlebih dahulu. Pelarut kemudian akan menangkap bagian pada lapisan luar ini sebelum mencapai zat terlarut selanjutnya dan proses akan menjadi lebih sulit dan laju ekstraksi menjadi turun.
Biasanya, proses “leaching” berlangsung dalam tiga tahap, yaitu:

  1. Pertama perubahan fasa dari zat terlarut yang diambil pada saat zat pelarut meresap masuk

  2. Kedua terjadi proses difusi pada cairan dalam partikel padat menuju keluar.

  3. Ketiga perpindahan zat terlarut dari padatan ke zat pelarut.

Ekstraksi silika dari abu batubara dilakukan dengan mencampurkan abu dengan pelarut NaOH. Pelarut NaOH digunakan pada penelitian ini karena silika larut dalam larutan alkali terutama NaOH. Untuk mempercepat pencampuran antara NaOH dan abu, maka dilakukan pengadukan selama ekstraksi.

Proses ekstraksi terjadi karena pelarut NaOH menembus kapiler-kapiler dalam abu dan melarutkan silika. Larutan silika dengan konsentrasi yang tinggi terbentuk dibagian dalam abu. Dengan cara difusi akan terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan silika yang ada dalam abu tersebut dengan larutan NaOH. Karena gaya adhesi, terjadi pemisahan larutan yang mengandung silika dalam kuantitas tertentu didalam abu. Larutan silika yang terbentuk ini adalah natrium silika yang merupakan reaksi antara NaOH dan silika pada abu terbang (Welveni, 2010).

Untuk memperoleh efisiensi yang tinggi pada tiap tahap ekstraksi, perlu diusahakan agar kuantitas cairan yang tertinggal sedikit mungkin. Sedangkan untuk mencapai kecepatan ekstraksi yang tinggi pada ektraksi padat-cair, syarat berikut harus dipenuhi :

  1. Ukuran partikel
    Semakin kecil ukuran bahan maka luas permukaan bahan akan semakin besar. Luas permukaan yang besar akan meningkatkan laju ekstraksi. Dalam hal ini lintasan-lintasan kapiler yang harus dilewati dengan cara difusi menjadi lebih pendek sehingga mengurangi tahanannya.

  2. Lama ekstraksi
    Semakin lama waktu ekstraksi maka jumlah bahan yang terekstrak akan semakin besar

  3. Suhu
    Dalam banyak hal, kelarutan zat terlarut (pada partikel yang di ekstraksi) di dalam pelarut akan naik bersamaan dengan kenaikan temperatur untuk memberikan laju ekstraksi yang lebih tinggi. Semakin tinggi suhu ekstraksi maka semakin viskositas fasa cair dan semakin besar kelarutan ekstrak dalam pelarut.

  4. Zat Pelarut
    Larutan yang akan dipakai sebagai zat pelarut seharusnya merupakan larutan pilihan yang terbaik dan viskositasnya harus cukup rendah agar dapat bersirkulasi dengan mudah. Biasanya, zat pelarut murni akan dipakai pada awalnya, tetapi setelah proses ekstraksi berakhir, konsentrasi zat terlarut akan naik dan laju ekstraksinya turun, pertama karena gradient konsentrasi akan berkurang dan kedua karena zat terlarutnya menjadi lebih kental.

  5. Pengadukan Fluida
    Pengadukan pada zat pelarut adalah penting karena akan menaikkan proses difusi, sehingga menaikkan perpindahan material dari permukaaan partikel ke zat pelarut (Ghozali, 1996)