Jurusan Keteknikan Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya Jl. Veteran, Malang *)

Transkripsi

1 PENGARUH LAMA EKSTRAKSI DAN KONSENTRASI PELARUT ETANOL TERHADAP SIFAT FISIKA-KIMIA EKSTRAK DAUN STEVIA (Stevia Rebaudiana Bertoni M.) DENGAN METODE MICROWAVE ASSISTED EXTRACTION (MAE) INFLUENCE OF EXTRACTION TIME AND ETHANOL SOLVENT CONCENTRATION TO PHYSICAL-CHEMICAL PROPERTIES STEVIA LEAF EXTRACT (Stevia Rebaudiana Bertoni M.) USING MICROWAVE ASSISTED EXTRACTION METHODS Dian Yulianti *), Bambang Susilo, Rini Yulianingsih Jurusan Keteknikan Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya Jl. Veteran, Malang *) Penulis Korespondensi, ABSTRAK Daun Stevia (stevia rebaudiosida Bertoni M) merupakan sumber pemanis alternatif yang didapatkan dengan cara ekstraksi. Penelitian bertujuan untuk mempelajari ekstraksi daun stevia dengan menggunakan bantuan gelombang mikro (microwave assisted extraction) dengan menggunakan pelarut etanol. Metode yang digunakan yaitu eksperimental deskriptif dengan menggunakan lima waktu esktraksi microwave, yaitu 3, 6, 9, 1, dan 15, serta dua variasi konsentrasi pelarut etanol, yaitu 8 dan. Hasil ekstraksi daun stevia berupa filtrat pekat berwarna coklat tua. Hasil pengujian untuk sifat fisika yaitu meliputi rendemen berkisar %, kadar air %, viskositas Cp, dan total padatan terlarut %. Serta hasil pengujian untuk sifat kimia, yaitu kadar gula total sebesar %, dan kadar gula reduksi.53.99%. Kata kunci : Stevia, ekstraksi, etanol, gelombang mikro, pemanis alami ABSTRACT Stevia leaf (stevia rebaudiosida bertoni M) is an alternative sweetener sources that get through extraction. The aim of the research is to study microwave assisted extraction on stevia leaf with ethanol solvent. This study using experimental descriptive methods with 5 extraction time those are 3, 6, 9, 1, and 15 seconds, also ethanol solvent concentration variation those are and. The result of stevia leaves extraction is a dark brown filtrate with yield range %, moisture content %, viscosity Cp, total suspended solids %, total sugar levels % and reduction sugar levels.53.99%. Keywords: Stevia, extraction, ethanol, microwave, natural sweetener PENDAHULUAN Pemanis merupakan senyawa kimia yang sering ditambahkan dan digunakan untuk keperluan produk olahan pangan, industri serta minuman dan makanan kesehatan. Menurut peraturan Menteri Kesehatan (Menkes) RI Nomor 35, pemanis termasuk ke dalam bahan tambahan kimia, selain zat lain seperti antioksidan, pemutih, pengawet, pewarna, dan lain-lain. Pemanis berfungsi untuk meningkatkan cita rasa dan aroma, memperbaiki sifat-sifat fisik, sebagai pengawet, memperbaiki sifat-sifat kimia sekaligus merupakan sumber kalori bagi tubuh. Pemanis yang umumnya digunakan dalam industri di Indonesia yaitu pemanis alami (gula sukrosa), dan pemanis buatan (sakarin dan siklamat). Pemanis alami (gula sukrosa) memiliki kelemahan, yaitu memiliki nilai kalori yang tinggi, sehingga dapat menyebabkan 35

2 kegemukan dan diabetes. Serta pemanis buatan (sakarin dan siklamat) juga memiliki kelemahan, yaitu apabila diknsumsi secara terus-menerus dalam jangka waktu yang lama dapat menyebabkan penyakit kanker. Sehingga diperlukan alternatif pemanis alami yang memiliki nilai kalori yang rendah dan tidak mempunyai efek teratogenik, mutagenik, atau karsinogenik. Pemanis ini terdapat di dalam daun stevia (stevia rebaudiana Bertoni M). Daun stevia merupakan tanaman berbentuk perdu (semak), tingginya antara 6-9 cm dengan panjang daun 3-7 cm, dan memiliki banyak cabang. Tanaman ini mengandung campuran dari diterpen, triterpen, tannin, stigmasterol, minyak yang mudah menguap, dan delapan senyawa manis diterpen glikosida. Tanaman ini memiliki tingat kemanisan hingga 3 kali gula sukrosa (Indra, 13). Pemanis dalam tanaman stevia dapat diperoleh dengan proses ekstraksi. Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan menggunakan pelarut cair. Proses ekstraksi secara umum dapat dilakukan dengan cara maserasi, perkolasi, refluks, ekstraksi dengan alat soxhlet, digesi, dan infusa. Namun, proses ekstraksi tersebut membutuhkan waktu lama. Sehingga perlu adanya proses ekstraksi yang dapat mempercepat proses ekstraksi, yaitu dengan cara mengkombinasikan pelarut etanol dibantu dengan gelombang micro (microwave), yang disebut dengan MAE (Microwave Assisted Extraction). Metode ini memiliki keuntungan yaitu waktu ekstraksi lebih cepat, lebih efisien, serta gelombang mikro yang terdapat di microwave dapat meningkatkan suhu pelarut pada bahan, yang dapat menyebabkan dinding sel pecah dan zat-zat yang terkandung di dalam sel keluar menuju pelarut, sehingga rendemen yang dihasilkan meningkat. Dengan diadakannya penelitian proses ekstraksi dengan bantuan gelombang mikro (Microwave Assisted Extraction) diharapkan mampu mengetahui sifat fisika-kimia dari esktrak daun stevia yang dihasilkan. Sehingga menjadikan bahan pertimbangan bagi industri dan masyarakat dalam pengolahan daun stevia sebagai alternatif pemanis alami. Alat dan Bahan METODE PENELITIAN Bahan dalam penelitian ini meliputi Daun Stevia (stevia rebaudiana Bertoni M) yang didapatkan dari Karanganyar, Jawa Tengah, dan didapatkan dari Cv Makmur Sejati Malang. Sedangkan alat yang digunakan dalam penelitian meliputi Oven merk memmert, Blender merk miyako, Ayakan 8 mesh, Erlenmeyer 5 ml Schott Duran, made in German, Gelas Ukur 15 ml pyrex, Neraca analitik AND GX-6, Magnetic Stirrer Heidolph MR 31, Microwave merk National, Stopwatch, Kertas Saring Halus, dan Rotary Vacuum Evaporator RE 3, made in Stuart-UK. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Eksperimental deskriptif dengan menggunakan daun stevia dari Karanganyar, Jawa Tengah sebagai bahan yang akan diamati. Penelitian ini dilakukan melalui percobaan secara langsung dengan variasi konsentrasi pelarut etanol dan waktu ekstraksi menggunakan microwave. Penelitian ini menggunakan dua variasi pelarut etanol, yaitu dan. Dan dengan lima variasi waktu ekstraksi menggunakan microwave, yaitu 3, 6, 9, 1, dan 15. Data yang diperoleh akan dianalisa secara deskriptif menggunakan presentase grafik dan tabular untuk mengetahui besar rendemen, kadar air menggunakan oven, kadar gula total menggunakan metode Anthrone, kadar gula reduksi menggunakan metode Nelson-Somogyi, viskositas, dan total padatan terlarut menggunakan alat hand refraktometer. Tahapan penelitian diawali dengan proses pembuatan bubuk daun stevia. Pada proses ini daun stevia dilakukan pengeringan menggunakan oven, penghancuran menggunakan blender, pengayakan menggunakan ayakan 8 mesh agar daun stevia yang dihasilkan homogen, yaitu bubuk daun stevia 8 mesh. Tahapan selanjutnya yaitu proses ekstraksi menggunakan microwave. Pada proses ini, bubuk daun stevia 8 mesh dilakukan proses pencampuran dengan pelarut etanol, dilakukan pengadukan menggunakan magnetic stirrer, dilakukan proses ekstraksi menggunakan microwave, perendaman selama 15 menit, penyaringan agar dihasilkan filtrat daun stevia. Filtrat hasil penyaringan dilakukan pemekatan menggunakan rotary vacuum evaporator selama 6 menit dengan suhu 5 o C. 36

3 Kadar Air (%) HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Ekstraksi Daun Stevia (Stevia Rebaudiana Bertoni M) Hasil ekstraksi bubuk daun stevia menghasilkan filtrat yang berwarna coklat tua. Hal ini diperkirakan masih terkandung senyawa yang bukan gula dalam ekstrak daun stevia. Hasil ekstraksi daun stevia dapat dilihat pada Gambar 1 Gambar 1. Hasil ekstraksi daun stevia Menurut Isdianti (7), Senyawa bukan gula yang terkandung di dalam ekstrak daun stevia antara lain, senyawa yang dapat menghasilkan warna dan dapat larut dalam pelarut polar seperti klorofil, alkaloid, tanin, steroid, flavonoid, dan makromolekul. Kadar Air Kadar air mempengaruhi ketahanan suatu bahan pangan baik yang mengandung cukup banyak air maupun yang kering. Kadar air yang terlalu tinggi pada bahan pangan akan membuat daya simpannya menjadi rendah dikarenakan mudah menjadi media pertumbuhan jamur. Kadar air hasil ekstraksi terdapat pada Gambar, dengan nilai kadar air rata-rata berkisar 9.5% % bb Daun Bubuk Stevia Daun Stevia 3 6 perlakuan Gambar. Grafik Perubahan Kadar Air Ekstrak Daun Stevia Pengaruh lama ekstraksi dengan konsentrasi pelarut etanol yaitu semakin besar konsentrasi etanol yang digunakan dan semakin lama waktu esktraksi, kadar air yang didapatkan semakin besar, namun setelah mencapai titik optimal, terjadi penurunan kadar air pada ekstrak daun stevia. Hal ini dikarenakan konsentrasi etanol mengandung air lebih banyak yaitu % bila dibandingkan dengan konsentrasi etanol, serta semakin lama waktu ekstraksi, kadar air yang terdapat dalam bahan akan menguap. Menurut Winarno (4), air berfungsi sebagai bahan yang dapat mendispersikan senyawa yang ada dalam bahan. Kadar air dapat mempengaruhi sifat-sifat fisik (kekerasan dan kekeringan) dan sifat-sifat fisiko-kimia, perubahan-perubahan kimia (pencoklatan enzimatis, kerusakan mikrobiologis, dan perubahan enzimatis). 37

4 Rendemen (%) Rendemen Rendemen ekstrak daun stevia dihitung berdasarkan massa awal ekstraksi daun stevia berbanding dengan filtrat pekat daun stevia. Nilai rendemen ekstrak daun stevia rata-rata berkisar 18.41% %, dan hasil lengkap terdapat pada Gambar Waktu Ekstraksi () Gambar 3. Grafik Rendemen Ekstrak Daun Stevia Nilai rendemen ekstrak bubuk daun stevia dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya yaitu lama ekstraksi. Pada pelarut etanol rendemen ekstrak daun stevia mengalami peningkatan pada lama ekstraksi 6, namun pada waktu 9 mulai mengalami penurunan. Begitu pula pada konsentrasi etanl yang mulai mengalami penurunan pada lama ekstraksi 9. Hal ini diduga karena penetrasi pelarut etanol ke dalam bahan mengalami penurunan, sehingga komponen yang terambil dalam bahan menjadi sedikit. Wibowo dan sudi (4) dalam Alfiana (13), menegaskan bahwa lamanya waktu proses ekstraksi sangat berpengaruh terhadap ekstrak yang dihasilkan. Dari grafik diketahui bahwa rendemen ekstrak yang dihasilkan berbeda dalam berbagai perubahan waktu. Kenaikan waktu proses yang digunakan akan menghasilkan kenaikan nilai rendemen, begitu pula lamanya waktu ekstraksi akan meningkatkan penetrasi pelarut ke dalam bahan baku. Kelarutan komponen dalam bahan berjalan dengan perlahan sebanding dengan kenaikan waktu, akan tetapi, setelah mencapai waktu optimal jumlah komponen yang terambil dari bahan akan mengalami penurunan. Hal ini disebabkan komponenkompoenen yang terdapat dalam bahan jumlahnya terbatas dan pelarut yang digunakan mempunyai batas kemampuan untuk melarutkan bahan yang ada, sehingga walaupun waktu ekstraksi diperpanjang, solute yang ada di dalam bahan sudah tidak ada. Kadar Gula Total Pengukuran gula total penting dilakukan karena daun stevia merupakan daun pemanis non tebu dengan tingkat kemanisan 3 kali dari gula tebu, serta memiliki nilai kalori yang rendah. Kadar gula total dipengaruhi oleh jumlah gula yang dimiliki atau ditambahkan pada bahan. Nilai kadar gula total ekstrak daun stevia rata-rata berkisar 8.45% 13.33%. Pengaruh lama ekstraksi dan konsentrasi etanol yang digunakan terhadap nilai kadar gula total, yaitu semakin tinggi konsentrasi etanol yang digunakan, serta semakin lama waktu ekstraksi nilai kadar gula total yang dihasilkan akan semakin besar, sebagaimana terlihat pada Gambar 4. Hal ini diduga karena semakin tinggi konsentrasi pelarut etanol yang digunakan, maka senyawa kadar gula yang terdapat dalam bubuk daun stevia terekstrak lebih banyak akibat adanya gelombang mikro pada microwave. Selain itu, etanol merupakan pelarut yang memiliki daya serap tinggi terhadap energi gelombang elektromagnetik. 38

5 KADAR GULA REDUKSI (%) KADAR GULA TOTAL (%) Bubuk Daun Stevia PERLAKUAN Gambar 4. Grafik Kadar Gula Total Ekstrak Daun Stevia Semakin besar konsentrasi etanol yang digunakan maka semakin besar pula senyawa gula yang terekstrak dalam bahan. Hal tersebut disebabkan senyawa gula lebih larut dalam pelarut etanol, sehingga senyawa yang terekstrak semakin besar jika konsentrasi pelarut etanol semakin besar. Menurut Isdianti (7), Pelarut yang sesuai digunakan untuk ekstraksi daun stevia adalah pelarut polar antara lain air dan alkohol. Pelarut yang baik harus mempunyai sifat: daya larut dan selektivitas terhadap glikosida tinggi, tak bereaksi (merusak) senyawa yang diinginkan, setelah proses ekstraksi dapat dipisahkan dengan mudah. Kadar Gula Reduksi Gula reduksi adalah gula yang mempunyai gugus aldehid atau keton bebas yang dalam suasana basa dapat mereduksi logam-logam, sedangkan gula itu sendiri teroksidasi menjadi asam-asam (asam aldonat, asam ketonat, atau asam uronat. Yang termasuk dalam gula reduksi yaitu semua monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa), dan disakarida (laktosa, maltosa), kecuali sukrosa dan pati (polisakarida). Kadar gula reduksi hasil ekstrak terdapat pada Gambar 5 dengan nilai rata-rata kadar gula reduksi ekstrak daun stevia berkisar.59%.986% Bubuk Daun Stevia PERLAKUAN Gambar 5. Grafik Kadar Gula Reduksi Ekstrak Daun Stevia Pengaruh lama ekstraksi dan konsentrasi etanol yang digunakan terhadap nilai kadar gula reduksi, yaitu semakin tinggi konsentrasi etanol yang digunakan, serta semakin lama waktu ekstraksi nilai kadar gula reduksi yang dihasilkan akan semakin besar. Namun, pada penelitian ini, titik optimal yang 39

6 Viskositas (cp) dihasilkan yaitu pada konsentrasi etanol dengan waktu ekstraksi 9. Pada kadar gula reduksi ini, nilai yang paling baik yaitu perlakuan yang memiliki nilai kadar gula reduksi yang kecil. Hal ini dikarenakan semakin kecil kadar gula reduksi, maka kadar sukrosa pada bahan akan semakin besar. Hal ini dipertegas dengan pernyataan Erwinda (13), bahwa kadar sukrosa ditentukan berdasarkan banyak sedikitnya kadar gula reduksi. Apabila kadar sukrosa tinggi, maka kadar gula reduksi akan semakin rendah. Viskositas Viskositas adalah sifat ketahanan terhadap aliran suhu suatu bahan yang berwujud cair, pasta atau dalam bentuk gel atau bubur. Viskositas menunjukkan tingkat kekentalan suatu produk, maka semakin kental produk tersebut. Nilai rata-rata viskositas ekstrak daun stevia berkisar cp, sebagaimana terdapat pada Gambar Waktu Ekstraksi () Gambar 6. Grafik Viskositas Ekstrak Daun Stevia Nilai viskositas tertinggi dihasilkan oleh perlakuan konsentrasi pelarut etanol dengan waktu ekstraksi microwave 9. Hal ini diduga karena pada konsentrasi etanol dan waktu ekstraksi microwave 9 komponen padatan yang terlarut oleh etanol lebih banyak, sehingga menyebabkan peningkatan viskositas pada bahan. Menurut Bourne (198), komponen terlarut yang semakin besar dalam suatu larutan akan meningkatkan nilai viskositasnya. Salah satu faktor yang mempengaruhi viskositas suatu larutan adalah kandungan bahan yang terlarut didalamnya. Total Padatan Terlarut Nilai total padatan terlarut atau biasa yang disebut dengan kadar brix didapatkan dari pengukuran menggunakan refraktometer. Total padatan terlarut menunjukkan kandungan bahan-bahan yang terlarut dalam larutan. Nilai rata-rata total padatan terlarut ekstrak daun stevia terdapat pada Gambar 7 berkisar 11.6% 15.7%. Pengaruh lama ekstraksi dan konsentrasi etanol yang digunakan terhadap nilai otal padatan terlarut yang dihasilkan, yaitu semakin tinggi konsentrasi etanol yang digunakan, serta semakin lama waktu ekstraksi nilai total padatn terlarut yang dihasilkan akan semakin besar. Menurut Trisnawati (5) dalam Sihombing (11), menyatakan bahwa peningkatan nilai total padatan terlarut disebabkan karena komponen-komponen kompleks seperti karbohidrat dan protein terurai menjadi persenyawaan yang lebih sederhana sehingga terjadi kenaikan total padatan terlarut. Komponenkomponen yang terukur sebagai total padatan terlarut yaitu sukrosa, gula pereduksi, asam organik, dan protein. 4

7 Total Padatan Terlarut (%) Waktu Ekstraksi () Gambar 7. Grafik Total Padatan Terlarut Ekstrak Daun Stevia KESIMPULAN Ekstrak daun stevia dengan perlakuan konsentrasi pelarut etanol dan waktu ekstraksi microwave 9 menghasilkan sifat fisik terbaik, yaitu viskositas 4.5 cp, dan total padatan terlarut 15.7%. Sedangkan untuk kadar air ekstrak daun stevia terbaik dihasilkan oleh perlakuan konsetrasi pelarut etanol dengan waktu ekstraksi microwave 6. Serta rendemen ekstrak daun stevia terbaik dihasilkan oleh perlakuan konsentrasi pelarut etanol dengan waktu ekstraksi microwave 6. Dan perlakuan konsentrasi etanol dengan waktu ekstraksi microwave 9 menghasilkan ekstrak daun stevia dengan sifat kimia terbaik yaitu kadar gula total 13.33% dan kadar gula reduksi.986%. DAFTAR PUSTAKA Alfiana D. H. 13. Ekstraksi Minyak Melati (Jasminum Sambac) (Kajian Jenis Pelarut dan Lama Ekstraksi). Skripsi. Jurusan Teknologi Industri Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang. Bourne, M. C Food Texture And Viscosity Concept And Measurement. John Willey And Jons. New York Erwinda, M. D. 13. Pengaruh ph Nira Tebu (Saccharum officinarum) Dan Konsentrasi Penambahan Kapur Terhadap Kualitas Gula Merah. Skripsi. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang. Indra, D. S. 13. Empat Teknik Perbanyakan Tanaman Stevia. Pengawas Benih Tanaman BBPPTP. Surabaya. Isdianti, F. 7. Penjernihan Ekstrak Daun Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) Dengan Ultrafiltrasi Aliran Silang. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Sihombing, Ernita Sumiati. 11. Kualitas Sirup Jambu Biji Merah (Psidium guajava L.) Selama Penyimpanan Dengan Penambahan Kitosan. Jurnal. Winarno. 4. Kimia Pangan Dan Gizi. Pt. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.. 41