Supriadi. Dede G2008

OPTIMALISASI EKSTRAKSI KURKUMINOID TEMULAWAK (Curcuma Xanthorrhiza Roxb.)

DEDE SUPRIADI

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2008

ABSTRAK

DEDE SUPRIADI. Optimalisasi Ekstraksi Kurkuminoid Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.). Dibimbing oleh LATIFAH KOSIM DARUSMAN dan UTAMI DYAH SYAFITRI.

Temulawak merupakan salah satu tanaman bahan alam Indonesia yang banyak sekali manfaatnya, di antaranya sebagai antioksidan, antiinflamasi, antibakteri, antihepatotoksik, antikanker, penginduksi enzim glutation s-transferase, dan inhibitor produksi prostaglandin E2. Khasiat temulawak sebagai bahan alam terutama disebabkan oleh kandungan senyawa kurkuminoid di dalamnya.

Bermacam-macam perlakuan telah dilakukan untuk mengekstraksi kurkuminoid dari temulawak. Dalam penelitian ini, temulawak diekstraksi dengan metode Soxhlet menggunakan pelarut aseton dengan perlakuan suhu 60, 70, dan 80 C selama 2, 3, dan 4 jam dan nisbah bahan baku-pelarut 1:6, 1:8, dan 1:10 untuk melihat pengaruh suhu, waktu, dan nisbah bahan baku-pelarut terhadap kadar kurkuminoid. Rancangan penelitian menggunakan rancangan fraksional faktorial. Penentuan kadar kurkuminoid dilakukan dengan metode spektrofotometri sinar tampak dan kadar optimumnya ditentukan dengan metode permukaan respons menggunakan perangkat lunak SAS 9.1.

Persamaan kadar kurkuminoid yang diperoleh adalah Kadar = 22.68111 + 2.30533(suhu) - 0.01717(suhu2) 41.90500(waktu) + 7.10833(waktu2) - 2.59000(nisbah) + dengan R2 = 99.34%. Berdasarkan model tersebut dapat dilihat bahwa pengaruh suhu dan waktu terhadap kadar kurkuminoid bersifat kuadratik, sedangkan untuk nisbah bahan baku-pelarut pengaruhnya bersifat linear. Kondisi optimum ekstraksi teramati pada suhu 67.27 C, waktu 4 jam, dan nisbah bahan baku-pelarut 1:6, dengan kadar kurkuminoid 31.87%.

ABSTRACT

DEDE SUPRIADI. Extraction Optimization of Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) Curcuminoids. Supervised by LATIFAH KOSIM DARUSMAN and UTAMI DYAH SYAFITRI.

Temulawak is one of the useful natural products from Indonesia such as antioxidant, antiinflamatory, antibacterial, antihepatotoxic, anticancer, inductor of glutathione s-transferase enzymes, and inhibitor of prostaglandin E2 production. Efficacy of temulawak as a natural products is caused by its curcuminoid compounds.

Various treatments were applied to extract curcuminoid from temulawak. In this research, temulawak was extracted using Soxhlet method with acetone as solvent with temperature of 60, 70, and 80 C for 2, 3, and 4 hours, and with sample to solvent ratio of 1:6, 1:8, and 1:10. All extraction condition used to study the effect of temperature, time, and sample to solvent ratio to curcuminoid content. This research was designed with fractional factorial design. Determination of curcuminoid content was conducted with visible spectrophotometry method and the optimum content was determined by Response surface method using software SAS 9.1.

The models obtained was Content = 22.68111 + 2.30533(suhu) - 0.01717(suhu2) 41.90500(waktu) + 7.10833(waktu2) - 2.59000(nisbah) + with R2 = 99.34%. The model showed that temperature and time have quadratic effect toward curcuminoid content, while the sample to solvent ratio has a linear effect. The optimum condition of extraction was obtained at 67.27 C, extraction time of 4 hours, and sample to solvent ratio of 1:6, with curcuminoid content of 31.87%.

OPTIMALISASI EKSTRAKSI KURKUMINOID TEMULAWAK (Curcuma Xanthorrhiza Roxb.)

DEDE SUPRIADI

Skripsi Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar

Sarjana Sains pada Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2008

Judul : Optimalisasi Ekstraksi Kurkuminoid Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) Nama : Dede Supriadi NIM : G44203062

Disetujui:

Prof. Dr. Ir. Latifah K Darusman, MS NIP 130 536 681

Utami Dyah Syafitri, SSi. MSi NIP 132 311 922

Diketahui:

Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Dr. drh. Hasim, DEA NIP 131 578 806

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Shalawat dan salam semoga terlimpahkan kepada nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat, serta umatnya hingga akhir zaman. Tema yang dipilih dalam karya ilmiah ini adalah optimalisasi ekstraksi dengan judul Optimalisasi Ekstraksi Kurkuminoid Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.).

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Tuti Setiawati Sudjana (almh), Ibu Latifah K Darusman, dan Ibu Utami Dyah Syafitri yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. Kepada keluarga terima kasih atas doa, kasih sayang, dan inspirasinya, Ichsan dan Firdaus atas dukungan dan fasilitasnya, Mba Kamilah atas literaturnya, rekan-rekan Analitik 40, Kimia-q, Kimia 40, pengurus Imasika 20052006, DPI 20062007, Rani, Julia, Rachmadi, Agus (IT), Jati, Eko, Dicky, Robi, Yadi, Ratna, Nunu, Bebeth, Uti, Dewi, staf Laboratorium Analitik, Om Eman, Pak Engkos, Pak Ridwan, Bu Nunung, Pusat Studi Biofarmaka atas bantuan bahan penelitian, Departemen Statistika IPB, serta semua pihak yang membantu dalam penyelesaian karya ilmiah ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu demi satu.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Januari 2008

Dede Supriadi

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Cianjur pada tanggal 9 September 1984 dari ayah Sobandi dan ibu Iis Supyati. Penulis merupakan putra pertama dari dua bersaudara.

Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri I Cianjur dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru. Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif berorganisasi di Ikatan Mahasiswa Kimia 20052007. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Kimia Lingkungan 2006/2007, Kimia Analitik IV 2006/2007, Kimia TPB 2006/2007, dan Kimia Analitik Dasar D3 2006/2007. Pada JuliAgustus 2006 penulis melaksanakan praktik lapangan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR...................................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. ix

PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1

TINJAUAN PUSTAKA Botani dan Komposisi Kimia Temulawak............................................................ 1 Kurkuminoid......................................................................................................... 2 Ekstraksi .............................................................................................................. 2 Perkembangan Penelitian Temulawak.................................................................. 3 Rancangan Fraksional Faktorial ........................................................................... 4 Optimalisasi Ekstraksi .......................................................................................... 5

BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ..................................................................................................... 5 Metode .................................................................................................................. 5

HASIL DAN PEMBAHASAN Perlakuan Pendahuluan......................................................................................... 6 Hasil Rancangan Fraksional Faktorial.................................................................. 7 Ekstraksi ............................................................................................................... 7 Analisis Kuantitatif Kurkuminoid ........................................................................ 7 Optimalisasi Kadar kurkuminoid.......................................................................... 9

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan............................................................................................................... 10 Saran ..................................................................................................................... 10

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 10

LAMPIRAN.................................................................................................................... 13

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Komposisi rimpang temulawak .................................................................................. 2

2 Kombinasi perlakuan yang dicobakan dari hasil fraksionasi ...................................... 7 3 Perbandingan kadar kurkuminoid hasil percobaan dengan dugaan ............................ 8 4 Hasil pendugaan kadar kurkuminoid untuk perlakuan yang tidak dicobakan ............ 8

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Rimpang temulawak ................................................................................................... 1

2 Kurva standar kurkuminoid ........................................................................................ 8 3 Perilaku suhu, waktu, dan nisbah terhadap kadar kurkuminoid.................................. 9 4 (a) Peta kontur dan (b) Kurva permukaan respon kadar terhadap suhu dan waktu

pada nisbah 1:6 .......................................................................................................... 9 5 Peta kontur kadar terhadap suhu dan nisbah pada waktu 2 jam.................................. 9 6 Peta kontur kadar terhadap suhu dan nisbah pada waktu 3 jam.................................. 10 7 Peta kontur kadar terhadap suhu dan nisbah pada waktu 4 jam.................................. 10

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Diagram alir penelitian .............................................................................................. 14

2 Kadar air contoh temulawak ....................................................................................... 15 3 Kombinasi perlakuan berdasarkan pengacakan dengan SAS 9.1 ............................... 16 4 Rendemen ekstrak temulawak dari perlakuan yang dicobakan .................................. 17 5 Model rendemen hasil pengolahan dengan SAS 9.1................................................... 18 6 Data absorbans standar kurkuminoid.......................................................................... 18 7 Kadar kurkuminoid ekstrak temulawak dari perlakuan yang dicobakan .................... 19 8 Uji keragaman dengan menggunakan chi-square untuk kadar ................................ 19 9 Pembuatan model kadar dengan eliminasi Backward.................................................. 20 10 Kurva permukaan respon kadar terhadap suhu dan nisbah........................................ 21 11 Kurva permukaan respon kadar terhadap suhu dan waktu......................................... 21 12 Kurva permukaan respon kadar terhadap waktu dan nisbah...................................... 21 13 Hasil penentuan titik optimum dengan SAS 9.1 ........................................................ 21

PENDAHULUAN

Gerakan kembali ke alam (back to nature) telah mendorong peningkatan pemakaian bahan alam sebagai obat. Misalnya, obat herbal yang saat ini banyak digunakan oleh masyarakat, baik sebagai obat alternatif maupun untuk pemeliharaan kesehatan. Dalam kedokteran muncul pula bidang baru yang disebut Naturopathic Medicine. Pendekatan utamanya adalah pengobatan yang bersistem, terintegrasi, dan tidak merusak, serta yang paling penting ialah mengutamakan penggunaan bahan alam sebagai obat (natural medicine and nature care), bukan bahan-bahan kimia sintetik (Kumulawati 2005).

Bahan alam yang banyak digunakan untuk pengobatan, termasuk di Indonesia, salah satunya adalah temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.). Khasiat temulawak sebagai bahan alam untuk obat terutama disebabkan kandungan senyawa kurkuminoid di dalamnya. Kurkuminoid pada temulawak terdiri atas 2 senyawa, yaitu kurkumin dan desmetoksikurkumin. Kurkuminoid antara lain berkhasiat sebagai antioksidan, antiinflamasi, antibakteri, antihepatotoksik, antikolesterol, antikanker, dan antiplatelet agregasi (Sidik 2006), serta penginduksi enzim glutation s-transferase, dan inhibitor produksi prostaglandin E2 (Sharma 2004). Menurut Handler et al. (2007) kurkuminoid dapat digunakan sebagai inhibitor selektif enzim siklooksigenase-1 (COX-1).

Kurkuminoid tidak larut sempurna dalam air. Oleh karena itu, penggunaan pelarut organik merupakan salah satu pilihan yang dapat dipertimbangkan meskipun biaya produksi menjadi lebih mahal. Salah satu upaya untuk menekan biaya yang relatif mahal pada ekstraksi kurkuminoid adalah dengan mengoptimumkan ekstraksi kurkuminoid.

Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menentukan kadar kurkuminoid dalam temulawak, di antaranya penelitian yang dilakukan oleh Suwiah (1991) yang mengekstraksi rimpang temulawak menggunakan metode refluks dengan pelarut etanol. Dari hasil penelitiannya diperoleh kadar kurkumin sebesar 0.541.94%. Aan (2004) mengekstraksi temulawak menggunakan metode maserasi dengan pelarut aseton dan didapat kadar kurkumin optimum sebesar 13.65%. Yusro (2004) melakukan ekstraksi temulawak menggunakan metode maserasi dengan pelarut etanol. Diperoleh rerata kadar kurkumin sebesar

1.58%. Mahmood et al. (2004) mengekstraksi temulawak dengan pelarut metanol dalam keadaan dingin. Ekstrak metanol yang didapatkan diuji aktivitasnya sebagai analgesik dan diuretik.

Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh suhu, waktu, dan nisbah bahan baku-pelarut pada ekstraksi temulawak terhadap kadar kurkuminoid, serta menentukan kondisi ekstraksi yang optimum. Hipotesis penelitian ini adalah bahwa kondisi ekstraksi berupa suhu, waktu, dan nisbah bahan baku-pelarut yang berbeda akan menghasilkan kadar kurkuminoid yang berbeda pula.

TINJAUAN PUSTAKA

Botani dan Komposisi Kimia Temulawak

Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) (Gambar 1) berdasarkan klasifikasi botaninya termasuk ke dalam

Divisi : Spermatophyta Sub Divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Bangsa : Zingiberales Suku : Zingiberaceae Marga : Curcuma Spesies : Curcuma xanthorrhiza

Roxb. Di Indonesia, temulawak dikenal dengan berbagai nama daerah, misalnya koneng gede (sunda), temulawak (Sumatera dan Jawa), dan temo lobak (Madura).

Gambar 1 Rimpang temulawak.

Temulawak merupakan spesies Curcuma terbanyak. Sering kali tanaman ini ditemukan dalam semak-semak hutan jati, tetapi ada juga yang ditanam atau dibudidayakan khususnya di daerah Pulau Jawa. Temulawak tumbuh liar di hutan-hutan beberapa pulau di Indonesia antara lain Jawa, Maluku, dan Kalimantan (Herman 1985). Temulawak

2

merupakan tumbuhan satu rumpun dengan kunyit yang juga banyak terdapat di Indonesia. Tingkat adaptasi lingkungannya cukup tinggi, bisa tumbuh di daerah dengan curah hujan tinggi 4001500 mm/tahun, di berbagai macam jenis tanah pada ketinggian 51500 m di atas permukaan laut.

Komposisi rimpang temulawak dapat di bagi menjadi 2 fraksi, yaitu fraksi zat warna dan fraksi minyak atsiri (Sinambela 1985). Warna kuning dari temulawak disebabkan oleh kandungan kurkuminoid.

Menurut Sidik et al. (1992), kandungan utama temulawak yang memberi arti pada penggunaannya sebagai sumber bahan pangan, bahan baku industri, atau bahan baku obat dapat dibedakan atas beberapa fraksi, yaitu fraksi pati, fraksi kurkuminoid, dan fraksi minyak atsiri. Fraksi pati merupakan kandungan yang terbesar. Kandungan senyawa rimpang temulawak disajikan dalam Tabel 1.

Tabel 1 Komposisi rimpang temulawak Komponen senyawa Kadar (%)

Pati 27.62 Lemak 5.38

Minyak atsiri 10.96 Kurkumin 1.93

Protein 6.44 Serat kasar 6.89

Sumber: Suwiah (1991) berdasarkan bobot rimpang kering dengan kadar air 10%

Dalam Pdpersi (2006), temulawak terdiri atas fraksi pati, kurkuminoid, dan minyak asiri (312 %). Fraksi pati merupakan kandungan terbesar, jumlahnya bervariasi antara 48 dan 54% bergantung pada ketinggian tempat tumbuh. Makin tinggi tempat tumbuh, kadar patinya semakin rendah dan kadar minyaknya semakin tinggi.

Kurkuminoid

Kurkuminoid merupakan golongan senyawa yang memberikan warna kuning pada tanaman marga curcuma, termasuk temulawak dan kunyit. Selain dapat digunakan sebagai zat warna pada makanan, minuman, dan kosmetika, komponen kurkuminoid diketahui mempunyai berbagai aktivitas biologis dalam spektrum yang luas. Kurkuminoid yang terdapat pada rimpang temulawak terdiri dari 2 komponen, yaitu kurkumin dan desmetoksikurkumin. Hal ini berbeda dengan kandungan kurkuminoid pada kunyit yang mengandung satu komponen lain

yaitu bis-desmetoksikurkumin (Sidik et al. 1992). Kurkumin mempunyai rumus molekul C21H20O6 dengan bobot molekul 368 g/mol, sedangkan desmetoksikurkumin mempunyai rumus molekul C20H18O5 dan bobot molekul 338 g/mol.

R 2

H O

O

R 1

H O

O H

R1 R2

Analisis kurkuminoid dapat dilakukan dengan beberapa cara, misalnya spektroskopi sinar tampak, titrasi volumetrik, dan kromatografi. Analisis kuantitatif dengan spektroskopi sinar tampak dilakukan berdasarkan reaksi pembentukan rubrokurkumin atau rososianin pada panjang gelombang 530 nm (Sidik et al. 1992) atau berdasarkan metode yang dikeluarkan ASEAN (1993), yaitu dengan pengukuran pada panjang gelombang 420 nm.

Metode spektroskopi sinar tampak dilakukan dengan cara melarutkan kurkuminoid dalam tetrahidrofuran (THF) selama 24 jam, kemudian dilarutkan kembali dalam metanol sebelum diukur serapannya. THF merupakan pengekstraksi kurkuminoid yang lebih baik jika dibandingkan dengan etanol, aseton, dan etil asetat. Hal ini berdasarkan penelitian yang dilakukan Batubara et al. (2004) yang melakukan pemisahan ekstrak temulawak menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT). Ekstrak THF memunculkan 5 noda yang berarti memiliki jenis yang terekstraksi lebih banyak daripada ekstrak etil asetat yang hanya memunculkan 4 noda. Selain itu, intensitas kurkuminoid yang terbentuk pada lempeng KLT ekstrak THF lebih pekat.

Ekstraksi

Ekstraksi adalah proses penarikan komponen/zat aktif dari suatu campuran padatan dan/atau cairan dengan menggunakan pelarut tertentu. Proses ini merupakan langkah

-OCH3 -OCH3 = kurkumin -OCH3 -H = desmetoksikurkumin

-H -H = bis-desmetoksikurkumin

3

awal yang penting dalam penelitian tanaman obat, karena preparasi ekstrak kasar tanaman merupakan titik awal untuk isolasi dan pemurnian komponen kimia yang terdapat pada tanaman (Mandal et al. 2007). Pelarut yang digunakan tidak bercampur atau hanya bercampur sebagian dengan campuran padatan atau cairan. Dengan kontak yang intensif, komponen aktif pada campuran akan berpindah ke dalam pelarut (Gamse 2002).

Pemilihan pelarut merupakan faktor yang menentukan dalam ekstraksi. Pelarut yang digunakan dalam ekstraksi harus dapat menarik komponen aktif dari campuran. Hal-hal penting yang harus diperhatikan dalam memilih pelarut adalah selektivitas, sifat pelarut, kemampuan untuk mengekstraksi, tidak bersifat racun, mudah diuapkan, dan harganya relatif murah (Gamse 2002). Perendaman suatu bahan dalam pelarut dapat meningkatkan permeabilitas dinding sel dalam 3 tahapan, yaitu masuknya pelarut ke dalam dinding sel tanaman dan membengkakkan sel, kemudian senyawa yang terdapat dalam dinding sel akan terlepas dan masuk ke dalam pelarut, diikuti oleh difusi senyawa yang terekstraksi oleh pelarut keluar dari dinding sel.

Berdasarkan fase yang terlibat, terdapat 2 jenis ekstraksi, yaitu ekstraksi cair-cair dan ekstraksi padat-cair. Pada ekstraksi padat-cair terjadi pemindahan komponen dari padatan ke pelarut melalui 3 tahapan, yaitu difusi pelarut ke pori-pori padatan, pelarutan solut oleh pelarut di dalam pori tersebut, dan pemindahan larutan dari pori menjadi larutan ekstrak. Proses ekstraksi padat-cair sangat dipengaruhi oleh banyak faktor, di antaranya waktu ekstraksi, suhu yang digunakan, pengadukan, dan banyaknya pelarut yang digunakan (Harborne 1996).

Ekstraksi bahan alam, terutama yang akan digunakan untuk obat, dapat dilakukan dengan cara perebusan, penyeduhan, maserasi, perkolasi, atau cara lain yang sesuai dengan sifat bahan alam yang diekstraksi. Selain itu, cara dan prosedur ekstraksi yang dilakukan mengacu pada Farmakope Indonesia atau cara lain yang disetujui oleh Direktur Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan.

Ekstraksi kurkuminoid banyak dilakukan dengan berbagai metode ekstraksi. Aan (2004) mengekstraksi temulawak dengan metode maserasi untuk mendapatkan kurkuminoid, sedangkan Basalmah (2006) melakukannya dengan metode refluks. Pothitirat (2006) melakukan ekstraksi untuk mendapatkan kurkuminoid dari Curcuma longa dengan

metode maserasi, sedangkan Niumsakul et al. (2007) menggunakan metode Soxhlet untuk mendapatkan kurkuminoid dari Curcuma comosa Roxb. Menurut Sidik et al. (1992) metode ekstraksi temulawak optimum untuk mendapatkan kurkuminoidnya adalah metode Soxhlet dengan pelarut aseton.

Perkembangan Penelitian Temulawak

Sidik et al. (1992) melakukan isolasi kurkuminoid dengan berbagai metode ekstraksi, yang dibedakan menjadi 9 sistem ekstraksi. Sistem 1 menggunakan metode Soxhlet dengan pelarut petroleum eter (PE), sistem 2 menggunakan metode maserasi dengan pelarut alkohol. Sistem 3, 4, dan 5 menggunakan metode Soxhlet dengan pelarut berturut-turut aseton, heksana, dan PE. Residu sistem 5 di-Soxhlet ulang 2 kali berturut-turut dengan pelarut aseton dan heksana, diuapkan pada tekanan rendah, dan dibiarkan mengendap. Sistem 6, 7, dan 8 menggunakan metode refluks dengan pelarut berturut-turut aseton, heksana, dan etanol. Sistem 9 menggunakan metode Soxhlet dengan pelarut PE, residu di-Soxhlet ulang dengan benzena. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa Sistem 3 dan 8 memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan sistem-sistem lainnya.

Suwiah (1991) melakukan ekstraksi rimpang temulawak dengan metode refluks pada suhu 70 C untuk pelarut etanol 50% dan 100% serta suhu 100 C pada pelarut air untuk mengetahui pengaruh perlakuan bahan dan jenis pelarut pada pembuatan temulawak instan terhadap rendemen dan mutunya. Ekstraksi dilakukan dengan kecepatan pengadukan magnetik skala 7, lama ekstraksi 3 jam, dan ukuran partikel 60 mesh. Hasil yang didapatkan adalah rendemen sebesar 21.8766.74% dan kadar kurkumin 0.541.94%.

Widyastuti (1995) melakukan ekstraksi kurkumin menggunakan metode maserasi dengan pelarut aseton untuk mengetahui pengaruh nisbah pelarut dan lama ekstraksi terhadap kadar kurkumin yang diperoleh. Kondisi ekstraksi yang digunakan ialah nisbah bahan baku dengan pelarut 1:5, 1:6, dan 1:7; lama ekstraksi 3, 4, dan 5 jam; dan dibantu dengan pengadukan. Rendemen terbesar didapat pada ekstraksi dengan waktu 5 jam, yaitu 10.99%, dan kadar kurkuminnya 77.52%.

Pada penelitian lainnya, dilakukan ekstraksi kurkuminoid dengan metode

4

ekstraksi fluida superkritis (SFE), refluks, dan Soxhlet menggunakan pelarut aseton, heksana, dan etanol. Pada penelitian tersebut dilakukan juga pembebasan lemak dengan distilasi uap. Hasil penelitian menunjukkan penurunan kadar kurkuminoid dengan urutan (1) ekstraksi dengan SFE, (2) ekstraksi Soxhlet menggunakan pelarut aseton, (3) ekstraksi Soxhlet menggunakan pelarut aseton pada rimpang bebas-lemak, (4) ekstraksi Soxhlet dengan pelarut heksana kemudian aseton pada rimpang bebas-lemak, (5) esktraksi Soxhlet dengan etanol, (6) ekstraksi Soxhlet dengan etanol pada rimpang bebas lemak, (7) refluks dengan aseton, (8) refluks dengan etanol, (9) ekstraksi Soxhlet dengan heksana, dan (10) refluks dengan heksana (Batan 2000).

Aan (2004) melakukan ekstraksi kurkumin menggunakan metode maserasi dengan pengadukan 280 rpm untuk melihat pengaruh waktu, suhu, dan nisbah pelarut terhadap kadar kurkumin yang diperoleh. Pelarut yang digunakan adalah aseton. Kondisi ekstraksi yang digunakan adalah suhu kamar dan 35 C, lama ekstraksi 2, 6, 12, 18, dan 24 jam; serta nisbah pelarut 1:5 dan 1:8. Hasil ekstraksi tersebut menunjukkan bahwa rendemen terbesar didapat pada waktu ekstraksi 24 jam, nisbah pelarut 1:8, dan suhu 35 C. Kadar kurkumin optimum diperoleh pada saat ekstraksi berlangsung 18 jam, dengan suhu 35 C, dan nisbah pelarut 1:8.

Mahmood et al. (2004) mengekstraksi temulawak dengan pelarut metanol dalam keadaan dingin. Ekstrak metanol yang didapatkan di uji aktivitasnya sebagai analgesik dan diuretik.

Yusro (2004) mengekstraksi kurkumin dengan metode maserasi yang dibantu dengan pengadukan 100 rpm untuk mengetahui pengaruh waktu, suhu, dan nisbah pelarut pada ekstraksi kurkumin temulawak dengan pelarut etanol. Kondisi ekstraksi yang digunakan ialah waktu ekstraksi 2, 6, 12, 18, dan 24 jam, suhu kamar dan suhu 3 5C, seta nisbah pelarut 1:5 dan 1:8. Hasil ekstraksi tersebut menunjukkan bahwa kadar kurkumin optimum didapat pada suhu 35 C, waktu ekstraksi 18 jam, dan nisbah pelarut 1:5, yaitu 1.58%.

Basalmah (2006) dalam penelitiannya melakukan ekstraksi kurkuminoid dari temulawak menggunakan metode refluks dengan pelarut etanol, kemudian data yang dihasilkan diolah dengan metode permukaan responss untuk menentukan kondisi optimum ekstraksi. Kondisi ekstraksi yang digunakan

ialah lama ekstraksi 1, 2, 3, dan 4 jam; suhu 35, 45, dan 55 C; dan nisbah bahan baku-pelarut 1:4, 1:6, dan 1:8. Kondisi optimum ekstraksi yang didapatkan adalah lama ekstraksi 1.4 jam, suhu 35 C, dan nisbah bahan baku-pelarut 1:4.8799, yaitu 20.3%.

Afif (2006) mengekstraksi kurkuminoid temulawak menggunakan metode maserasi dengan pelarut etanol yang dilanjutkan dengan ekstraksi cair-cair dengan heksana. Datanya jugs diolah dengan metode RSM untuk mendapatkan kadar kurkuminoid yang lebih tinggi. Kondisi ekstraksi yang digunakan meliputi jumlah ekstraksi 1 dan 2 kali, nisbah bahan baku-pelarut 1:1, 1:2, dan 1:3, serta waktu ekstraksi 10, 20, dan 30 menit. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan kadar kurkuminoid terbesar pada ekstraksi sebanyak 2 kali, dengan nisbah bahan baku-pelarut 1:3 dan waktu ekstraksi 15 menit 50 detik, yaitu 30.4%.

Rancangan fraksional faktorial

Rancangan faktorial digunakan dalam melakukan suatu percobaan untuk melihat efek dari 2 faktor atau lebih terhadap hasil yang diperoleh. Setiap perlakuan dalam rancangan faktorial merupakan kombinasi perlakuan yang mungkin untuk setiap taraf dalam faktor yang dicoba. Rancangan faktorial dibedakan menjadi rancangan faktorial lengkap dan rancangan fraksional faktorial. Rancangan faktorial lengkap mengharuskan setiap kombinasi perlakuan yang mungkin, untuk dilakukan dalam percobaan. Misalnya umtuk percobaan dengan k faktor dan masing-masing faktor ada 3 taraf, jumlah perlakuan yang harus dilakukan adalah 3k. Oleh karena itu, bisa disebut rancangan 3k faktorial, artinya dilakukan penyusunan faktorial untuk 3 faktor pada 3 taraf (Montgomery 2001).

Dalam percobaan dengan jumlah faktor dan taraf yang relatif rendah penggunaan rancangan faktorial lengkap tidak menjadi masalah, tetapi, dalam jumlah faktor dan taraf yang relatif besar rancangan ini akan menjadi tidak efisien dikarenakan banyaknya perlakuan yang harus dicobakan. Oleh sebab itu, untuk meningkatkan efisiensi dari percobaan yang dilakuakan sering digunakan rancangan fraksional faktorial. Rancangan ini dapat mereduksi jumlah perlakuan yang harus dilakukan dengan tidak mengurangi keabsahan hasil yang didapatkan. Salah satu contoh rancangan fraksional faktorial adalah rancangan fraksional factorial tingkat 1/3.

5

Rancangan ini dapat mereduksi jumlah perlakuan hingga menjadi sepertiga dari jumlah perlakuan pada rancangan faktorial lengkap. Pada contoh di atas dengan menggunakan rancangan faktorial lengkap menghasilkan 3k perlakuan, sedangkan dengan rancangan ini dapat direduksi menjadi 3k-1 perlakuan (Lundstedt et al. 1998).

Optimalisasi Ekstraksi

Optimalisasi merupakan salah satu metode kuantitatif pokok dalam pembuatan rancangan kerja. Berbagai masalah dalam desain, konstruksi, ekstraksi, dan analisis kimia dapat dipecahkan dengan optimalisasi (Edgar & Himmelblau 1988).

Tujuan optimalisasi adalah mencari atau menemukan nilai peubah dalam proses yang menghasilkan nilai terbaik dari syarat-syarat kondisi yang digunakan. Penyelesaian optimalisasi terfokus pada pemilihan secara tepat dan hemat biaya peubah terbaik di antara keseluruhan dan proses metode kuantitatif yang efisien. Termasuk didalamnya komputer serta perangkat lunak program komputasi.

Konsep desain optimalisasi adalah memperlihatkan semua kemungkinan analisis percobaan. Salah satu metode yang cukup menjanjikan dalam optimalisasi ini adalah metode RSM yang merupakan salah satu cara yang efektif untuk melihat sistem respons ketika taraf dari faktor-faktor yang terlibat berubah (Harvey 2000). Gagasan utama dari metode ini adalah bagaimana menggunakan rancangan percobaan untuk memperoleh respons yang optimum (Anonim 2007). Metode ini telah dikenal dalam kimia dan teknik industri. RSM dapat memberikan hasil yang memuaskan untuk memilih data berdasarkan metode regresi standar berupa model polinomial dengan memberikan masukan untuk mendapatkan keluaran yang diinginkan.

Model matematis dari suatu permukaan respons dapat berupa model teoretis ataupun model empiris. Model teoretis hanya dapat digunakan jika hubungan fisik dan kimia antara respons dan faktor diketahui dengan pasti. Akan tetapi, kebanyakan hubungan respons dan faktor tidak diketahui, sehingga yang sering digunakan adalah model empiris. Pembuatan model empiris untuk suatu permukaan respons dapat dilakukan dengan mengumpulkan data dari suatu rancangan percobaan (Harvey 2000).

Faktor penting dalam metode permukaan respons adalah pembuatan model regresi yang

menghubungkan respons dengan variabel-variabel bebas. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk membuat model regresi adalah metode eliminasi backward. Metode ini diawali dengan pembuatan model yang memuat seluruh variabel, kemudian dilakukan uji-F terhadap semua variabel. Variabel-variabel yang tidak berpengaruh signifikan terhadap respons pada tertentu, akan dieliminasi satu demi satu dari model, sehingga hasil akhirnya didapatkan model sebagai fungsi respons terhadap variabel-variabel yang berpengaruh signifikan terhadap respons tersebut.

BAHAN DAN METODE

Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan adalah rimpang temulawak yang berumur 9 bulan dan berasal dari kebun percobaan Cikabayan, aseton teknis, THF, metanol, akuades, kertas saring, dan standar kurkumin.

Alat-alat yang digunakan adalah perangkat Soxhlet, lempeng pemanas, lumpang, penguap putar, oven, eksikator, spektronic 20D+, neraca analitik, peralatan kaca standar lainnya, dan perangkat lunak SAS 9.1 dan Minitab 14.

Metode

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu persiapan contoh, perlakuan pendahuluan, ekstraksi, penentuan kadar kurkuminoid contoh, dan penentuan kondisi optimum. Diagram alir penelitian disajikan pada Lampiran 1.

Perlakuan Pendahuluan

Perlakuan pendahuluan meliputi pengecilan ukuran rimpang temulawak sampai ketebalannya 57 mm, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 50 C sampai diperoleh kadar air yang relatif rendah. Setelah itu, digiling, lalu diayak menggunakan pengayak 200 mesh.

Penentuan kadar air sampel sebelum ekstraksi dilakukan sebagai berikut. Cawan porselen dikeringkan pada suhu 105 C selama 30 menit, kemudian didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. Serbuk rimpang temulawak kering sebanyak 2 g

6

dimasukkan ke dalam cawan porselen tersebut dan dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105 C selama 3 jam, kemudian didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. Serbuk temulawak kering dalam cawan dimasukkan lagi ke dalam oven selama 3 jam pada suhu 105 C, didinginkan, dan ditimbang kembali. Prosedur dilakukan berulang-ulang sampai diperoleh bobot yang tetap. Kadar air diperoleh dengan persamaan

Kadar air = %100

a

ba

a adalah bobot contoh awal dan b adalah bobot contoh setelah pengeringan.

Ekstraksi

Serbuk temulawak kering diekstraksi dengan metode Soxhlet menggunakan pelarut aseton. Temulawak dihaluskan dalam lumpang, kemudian serbuk temulawak ditempatkan dalam kertas saring dan dimasukkan ke dalam tempat sampel pada radas Soxhlet. Selanjutnya sebanyak 50 ml aseton dimasukkan ke dalam labu bulat 250 ml dan radas dihubungkan dengan kondensor, dan dialirkan air pada kondensor tersebut. Radas Soxhlet dinyalakan sesuai kondisi ekstraksi yang diinginkan. Ekstraksi dilakukan denganmeragamkan 3 peubah, yaitu suhu (60, 70, dan 80 C), waktu (2,3, dan 4 jam), dan nisbah bahan baku (g) per ml pelarut (1:6, 1:7, dan 1:8). Ekstrak dipekatkan dengan penguap putar dan ditimbang untuk menentukan rendemen, dan dianalisis kandungan kurkuminoidnya dengan cara mengukur serapannya dengan spektrofotometer sinar tampak pada panjang gelombang 420 nm.

Analisis Kuantitatif kurkuminoid (ASEAN 1993)

Standar kurkuminoid 100 ppm diencerkan dengan metanol hingga didapat konsentrasi 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 dan 5.0 ppm. Setelah itu, serapan diukur menggunakan spektrofotometer sinar tampak pada panjang gelombang 420 nm, untuk membuat kurva standar.

Sebanyak 0.1 g ekstrak pekat dimasukkan ke dalam labu takar 10 ml, ditambahkan THF sampai tanda tera, dan disimpan selama 24 jam pada suhu kamar dalam kedaan gelap. Setelah 24 jam penyimpanan, larutan disaring dan sebanyak 1ml supernatannya dimasukkan ke dalam labu takar 25 ml, kemudian ditera

dengan metanol. Sebanyak 1 ml larutan ini diencerkan kembali dalam labu takar 50 ml dengan metanol sampai tanda tera. Selanjutnya larutan dikocok sampai larut sempurna dan diukur serapannya pada panjang gelombang 420 nm.

Rancangan Penelitian

Penelitian ini didesain menggunakan rancangan fraksional faktorial 33-1, sehingga hanya 9 perlakuan yang dilakukan. Kombinasi perlakuan dibentuk dengan bantuan perangkat lunak SAS 9.1.

Pengolahan Data

Pengolahan data yang dihasilkan dilakukan dengan perangkat lunak SAS 9.1 dan Minitab 14. Pengolahan data dilakukan dengan cara membuat model regresi yang baik kemudian kondisi optimum ekstraksi ditentukan dengan melihat juga kebaikan dari model yang dibuat.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perlakuan pendahuluan

Perlakuan pendahuluan dimaksudkan untuk mempermudah proses ekstraksi, yang bergantung pada sifat senyawa dalam bahan yang akan dianalisis (Robinson 1995). Perlakuan pendahuluan yang dilakukan pada penelitian ini meliputi pengeringan rimpang dan pengecilan ukurannya menjadi 200 mesh. Pengeringan rimpang dimaksudkan untuk mendapatkan kadar air yang tidak terlalu tinggi, karena contoh tanaman dengan kadar air yang tinggi akan mudah rusak dalam penyimpanannya. Pengecilan ukuran rimpang dimaksudkan untuk memperluas permukaan contoh, sehingga semakin banyak yang terekstraksi.

Setelah rimpang menjadi serbuk, kadar airnya ditentukan. Suatu contoh dengan kadar air yang tinggi akan mudah rusak dan memerlukan perlakuan khusus dalam penyimpanannya. Kadar air hasil percobaan adalah 14.31% (Lampiran 2). Kadar air yang diperoleh tersebut lebih tinggi bila dibandingkan dengan kadar air yang digunakan oleh Basalmah (2006), yaitu 10.11%.

7

Hasil Rancangan Fraksional Faktorial Pemilihan rancangan fraksional faktorial

33-1 dimaksudkan untuk mereduksi jumlah perlakuan yang akan dicobakan, tetapi masih dapat diterima secara ilmiah. Berdasarkan rancangan ini jumlah kombinasi perlakuan yang seharusnya 27 (33) perlakuan dapat dikurangi menjadi 9 (33-1) perlakuan, atau dengan kata lain digunakan fraksional 1/3 (Lundstedt 1998). Pemilihan fraksional 1/3 ini dilakukan agar tidak terlalu banyak data yang tereduksi, sehingga tidak terlalu banyak pula informasi yang hilang. Pemilihan perlakuan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak SAS 9.1, dan didapatkan keluaran SAS berupa kombinasi perlakuan yang akan dilakukan seperti tercantum pada Lampiran 3. Kombinasi perlakuan yang dicobakan dari hasil fraksionasi dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Kombinasi perlakuan yang dicobakan dari hasil fraksionasi

No. Percobaan

Suhu (C)

Waktu (jam)

Nisbah

1 60 2 1:10 2 60 3 1:6 3 60 4 1:8 4 70 2 1:6 5 70 3 1:8 6 70 4 1:10 7 80 2 1:8 8 80 3 1:10 9 80 4 1:6

Ekstraksi

Metode ekstraksi kurkuminoid temulawak yang dilakukan pada penelitian adalah Soxhlet dengan pelarut aseton. Kurkuminoid tahan terhadap panas, maka akan sangat baik jika diekstraksi dengan Soxhlet, karena bantuan energi berupa panas akan membantu jalannya ekstraksi. Pemilihan pelarut aseton didasarkan pada kepolarannya yang mirip dengan kurkuminoid, sehingga kurkuminoid dapat terekstraksi dengan baik berdasarkan prinsip like dissolve like. Kurkuminoid bersifat polar, yang disebabkan oleh adanya gugus OH pada struktur kimianya. Selain itu, berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya, seperti penelitian Sidik et al. (1992) dan Batan (2000), salah satu metode ekstraksi yang cukup baik untuk mengekstraksi kurkuminoid adalah metode Soxhlet dengan aseton.

Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan 3 faktor dengan masing-masing faktor

terdapat 3 taraf, yaitu waktu (2, 3, dan 4 jam), suhu (60, 70, dan 80 C), dan nisbah bahan baku (g)-pelarut (ml) (1:6, 1:8, dan 1:10). Pemilihan waktu 2, 3, dan 4 jam didasarkan pada efisiensi ekstraksi di lihat dari waktunya, karena walaupun hasilnya optimum, apabila dibutuhkan waktu yang lama, proses ekstraksi tidak efisien. Pemilihan suhu 60, 70, dan 80 C didasarkan pada metode dan jenis pelarut yang digunakan. Metode Soxhlet dilakukan pada suhu di atas titik didih pelarut, sementara titik didih aseton adalah 56.53 C (Anonim 2000). Pada penelitian ini digunakan selang kenaikan suhu 10 C agar kondisi optimum dapat teramati dengan baik. Pemilihan nisbah bahan baku-pelarut 1:6, 1:8, dan 1:10 dilakukan dengan memperhatikan hasil penelitian sebelumnya. Aan (2004) mengekstraksi kurkumin dengan aseton dan didapatkan hasil yang baik pada nisbah bahan baku-pelarut 1:8. Pemilihan 1:6 dan 1:10 diharapkan dapat memberikan kadar kurkuminoid yang berbeda nyata dengan 1:8.

Rendemen yang didapatkan berkisar antara 6.88 dan 16.19%. Hasil ini tidak jauh berbeda dengan rendemen yang dihasilkan Basalmah (2006), yaitu 9.9116.26%. Data rendemen selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 4.

Berdasarkan model rendemen yang diperoleh (Lampiran 5), faktor waktu dan suhu berpengaruh signifikan terhadap rendemen, sedangkan nisbah tidak berpengaruh signifikan pada taraf = 0.05. Hal ini menunjukkan bahwa berapapun nisbah bahan baku-pelarut yang digunakan pada kisaran 1:61:10, tidak memberikan rendemen yang berbeda nyata, karena nisbah yang terekstraksi terhadap temulawak yang digunakan relatif tetap.

Analisis Kuantitatif Kurkuminoid

Pembuatan Kurva Standar Kurkuminoid dan Penentuan Kadar Contoh

Kurva standar kurkuminoid dibuat dengan metode spektrofotometri pada panjang gelombang 420 nm berdasarkan metode ASEAN (1993). Data absorbans untuk pembuatan kurva standar diberikan pada Lampiran 6. Kurva standar yang diperoleh menunjukkan persamaan garis y = 0.1799x - 0.0218 dengan R2 = 0.9971 (Gambar 2), yang menunjukkan bahwa konsentrasi mampu menerangkan keragaman absorbans sebesar 99.71%; hanya sekitar 0.29% yang diterangkan oleh faktor lain.

8

y = 0.1799x - 0.0218R2 = 0.9971

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 1 2 3 4 5 6

Konsentrasi (ppm)

Abso

rban

s

Gambar 2 Kurva standar kurkuminoid.

Berdasarkan kurva standar dapat ditentukan kadar kurkuminoid contoh sesuai perlakuan yang dicobakan. Kadar kurkuminoid dari setiap perlakuaan tersebut disajikan dalam Lampiran 7.

Pembuatan Model dan Analisis Regresi

Penelitian ini dilakukan dengan 2 ulangan dan data yang diolah adalah data ulangan 1, karena berdasarkan uji keragaman (Lampiran 8) didapatkan keragaman kadar 2 ulangan sama dengan 1, yang menunjukkan selisih antara ulangan 1 dan 2 relatif kecil.

Analisis yang digunakan adalah analisis respons yang menggunakan pendekatan regresi. Pembuatan model regresi dilakukan sampai didapat model dengan R2 yang tinggi dan parameter yang terlibat berpengaruh signifikan terhadap kadar. Berdasarkan metode eliminasi backward diperoleh model regresi dengan R2 = 99.34%, yaitu:

Kadar = 22.68111 + 2.30533(suhu) - 0.01717(suhu2) 41.90500(waktu) + 7.10833(waktu2) - 2.59000(nisbah) +

Berdasarkan model tersebut dan hasil yang didapatkan pada Lampiran 9 dapat diketahui bahwa suhu dan waktu berpengaruh secara kuadratik, sedangkan nisbah berpengaruh secara linear terhadap kadar kurkuminoid. Hal ini terlihat dari p-value yang lebih kecil dari = 0.06. Manfaat lain dari model tersebut adalah dapat dilakukan pendugaan untuk kombinasi perlakuan yang dicobakan. Perbandingan kadar hasil percobaan dengan dengan dugaan disajikan dalam Tabel 3.

Tabel 3 Perbandingan kadar kurkuminoid hasil percobaan dengan dugaan

No. perc

Kadar percobaan

(%)

Kadar dugaan

(%) Sisaan %

sisaan 1 17,75 17.91 -0.16 0.90 2 21.50 21.90 -0.40 1.86 3 25.19 24.58 0.61 2.42 4 29.66 29.00 0.66 2.22 5 17.26 17.46 -0.20 1.16 6 19.73 20.12 -0.39 1.98 7 20.68 21.12 -0.44 2.13 8 10.24 9.58 0.66 6.44 9 27.64 27.79 -0.15 0.54

Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat bahwa secara umum sisaannya relatif kecil dengan persentase kurang dari 7% dan keragaman dari sisaan sebesar 0.0426. Hal ini menunjukkan model yang digunakan mempunyai keakuratan yang baik. Model ini juga dapat digunakan untuk menduga kadar pada perlakuan yang tidak dicobakan. Hasil pendugaan kadar untuk kombinasi perlakuan yang tidak dicobakan dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4 Hasil pendugaan kadar kurkuminoid untuk perlakuan yang tidak dicobakan

Suhu (C) Waktu (Jam)

Nisbah

Kadar dugaan (%)

60 2 6 28.27

60 2 8 23.09

60 3 8 16.72

60 3 10 11.54 60 4 6 29.76 60 4 10 19.40 70 2 8 23.82 70 2 10 18.64 70 3 6 22.64 70 3 10 12.28 70 4 6 30.49 70 4 8 25.31 80 2 6 26.30 80 2 10 15.94 80 3 6 19.94 80 3 8 14.76 80 4 8 22.61 80 4 10 17.43

Analisis Kurkuminoid Temulawak

Analisis kadar kurkuminoid dilakukan dengan metode spektrofotometri sinar tampak.

9

Kadar kurkuminoid ekstrak temulawak dapat diketahui dengan memasukkan data absorbans yang didapat ke persamaan kurva standar yang telah diperoleh. Gambar 4 menunjukkan pengaruh parameter ekstraksi terhadap kadar kurkuminoid.

Gambar 3 Perilaku suhu, waktu, dan nisbah terhadap kadar kurkuminoid.

Berdasarkan Gambar 3 dapat dilihat bahwa kadar kurkuminoid yang dihasilkan menurun dengan meningkatnya nisbah. Nisbah pelarut 1:6 menghasilkan kadar kurkuminoid yang lebih besar daripada 1:8 dan 1:10. Berdasarkan percobaan, pengaruh nisbah sangat signifikan terhadap kadar. Hal ini disebabkan dengan semakin kecil nisbah bahan baku-pelarut, jumlah contoh yang digunakan lebih banyak, sehingga dapat diperoleh kadar kurkuminoid yang lebih besar juga. Peta kontur dan kurva permukaan respons pada nisbah 1:6 dapat dilihat pada Gambar 4.

waktu

suhu

4.03.53.02.52.0

80

75

70

65

60

kadar

22.5 - 24.0

24.0 - 25.5

25.5 - 27.0

27.0 - 28.5

28.5 - 30.0

<

> 30.0

21.0

21.0 - 22.5

(a)

(b)

Gambar 4 (a) Peta kontur dan (b) Kurva permukaan respons kadar terhadap suhu dan waktu pada nisbah 1:6.

Kadar kurkuminoid meningkat seiring dengan meningkatnya suhu, tetapi menurun setelah melewati suhu 70 C. Hal ini dimungkinkan karena pada kondisi tersebut terjadi kerusakan kurkuminoid yang terekstraksi, sehingga kadarnya pun berkurang.

Pengaruh waktu teramati cukup baik pada Gambar 3. Waktu 4 jam menghasilkan kadar kurkuminoid yang lebih tinggi. Hal ini dikarenakan semakin lama waktu ekstraksi kontak pelarut dengan contoh akan semakin sering, sehingga dimungkinkan kurkuminoid lebih banyak yang terekstraksi. Berdasarkan uji statistik, waktu berpengaruh secara nyata terhadap kadar kurkuminoid.

Optimalisasi Kadar Kurkuminoid

Parameter kondisi ekstraksi yang dioptimalisasi berupa waktu, suhu, dan nisbah bahan baku-pelarut. Optimalisasi menggunakan perangkat lunak SAS 9.1 dan Minitab 14 yang akan melihat pengaruh faktor-faktor tersebut terhadap kadar kurkuminoid. Pengaruh suhu dan nisbah pelarut terhadap kadar kurkuminoid pada waktu 2 jam dapat dilihat pada Gambar 5.

nisbah

suhu

109876

80

75

70

65

60

kadar

18 - 20

20 - 22

22 - 24

24 - 26

26 - 28

<

> 28

16

16 - 18

Gambar 5 Peta kontur kadar terhadap suhu dan nisbah pada waktu 2 jam.

Gambar 5 menunjukkan bahwa kadar kurkuminoid yang diperoleh cenderung lebih tinggi pada kisaran suhu 6070 C, sedangkan pada suhu 80 C kadar yang diperoleh relatif lebih rendah. Hal ini dimungkinkan karena kurkuminoid yang terekstraksi juga mengalami kerusakan akibat suhu yang tinggi.

Pengaruh nisbah juga teramati cukup baik pada Gambar 5. Nisbah 1:6 menghasilkan kadar kurkuminoid yang lebih besar dibandingkan dengan nisbah lainnya. Hal ini dikarenakan semakin kecil nisbah, jumlah contoh yang digunakan relatif lebih banyak, sehingga kemungkinan untuk terekstraksi lebih banyak.

10

Pada waktu 3 jam, pengaruh suhu dan nisbah dapat dilihat pada Gambar 6. Kadar yang tinggi cenderung terjadi pada suhu yang lebih rendah dan nisbah 1:6, sedangkan pada suhu yang tinggi dan nisbah yang besar teramati kadar yang sangat rendah. Hal ini dimungkinkan karena adanya kerusakan kurkuminoid pada suhu yang lebih tinggi dan karena jumlah contoh temulawak yang digunakan relatif lebih sedikit.

nisbah

suhu

109876

80

75

70

65

60

kadar

12 - 14

14 - 16

16 - 18

18 - 20

20 - 22

<

> 22

10

10 - 12

Gambar 6 Peta kontur kadar terhadap suhu dan nisbah pada waktu 3 jam

Pada perlakuan 4 jam informasi yang diperoleh hampir sama dengan 2 perlakuan sebelumnya. Yang membedakan adalah tingginya kadar yang didapatkan pada waktu 4 jam ini dibandingkan dengan pada 2 jam dan 3 jam.

Gambar 7 menunjukkan bahwa nisbah yang lebih rendah menghasilkan kadar kurkuminoid yang lebih tinggi. Suhu yang lebih tinggi menghasilkan kadar yang lebih tinggi, tetapi pada suhu 80 C terjadi penurunan karena mungkin terjadi kerusakan pada kurkuminoid.

nisbah

suhu

109876

80

75

70

65

60

kadar

20 - 22

22 - 24

24 - 26

26 - 28

28 - 30

<

> 30

18

18 - 20

Gambar 7 Peta kontur kadar terhadap suhu dan nisbah pada waktu 4 jam

Hasil optimalisasi menunjukkan bahwa kondisi optimum ekstraksi teramati pada suhu 67.27 C, waktu 4 jam, dan nisbah bahan baku-pelarut 1:6 (Lampiran 1013) dengan kadar yang didapatkan adalah 31.87%. Kondisi tersebut ada pada kisaran yang dicobakan. Kadar ini lebih tinggi jika

dibandingkan dengan hasil penelitian Basalamah (2006) dan Afif (2006) yang menghasilkan kadar kurkuminoid optimum masing-masing sebesar 20.3% dan 30.4%.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Suhu, waktu, dan nisbah berpengaruh nyata terhadap kadar kurkuminoid. Kondisi optimum ekstraksi kurkuminoid temulawak yang dihasilkan adalah pada suhu 67.27 C, waktu 4 jam, dan nisbah bahan baku-pelarut 1:6. dengan kadar yang didapatkan adalah 31.87%.

Saran

Perlu dicoba kisaran taraf yang lebih luas pada parameter waktu dan nisbah karena kondisi optimum teramati pada ujung-ujung taraf. Selain itu, perlu dilakukan validasi terhadap model yang didapatkan dan dilihat pengaruh kerusakan kurkuminoid oleh suhu, sehingga kadar kurkuminoid yang dihasilkan dapat meningkat.

DAFTAR PUSTAKA

Aan 2004. Pengaruh waktu, suhu, dan nisbah pelarut pada ekstraksi kurkumin dari temulawak dengan pelarut Aseton [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Afif KH. 2006. Peningkatan kadar kurkumin ekstrak etanol temulawak dengan metode ekstraksi cair-cair [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

[Anonim]. 2007. Response Surface Methodology. http://en.wikipedia.org/wiki/Response_surface_methodology [05 Jan 2008].

[Anonim]. 2000. acetone. http://en.wikipedia.org/wiki/acetone. [05 Feb 2007].

11

[ASEAN] Association of South East Asian Nation. 1993. Standard of ASEAN Herbal Medicine Vol 1. Jakarta: Aksara Buana Printing.

Basalmah RS. 2006. Optimalisasi kondisi ekstraksi kurkuminoid temulawak: waktu, suhu, dan nisbah [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

[BATAN] Badan Tenaga Atom Nasional. 2000. Abstrak artikel. http://digilib batan.go.id/sipulitbang/abstrak php?id=2000 [12 Februari 2007].

Batubara I, Yusnira, Darusman LK. 2004. Penentuan Kadar Kurkuminoid pada Temulawak Menggunakan Metode Spektroskopi dan Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi. di dalam: Seminar hasil Penelitian MIPA 2004; Semarang: FMIPA Universitas Diponegoro. Hlm 5760.

Edgar TF, Himmelblau DM. 1988. Optimization of Chemical Processes. Chemical Engineering series. New York: McGraw-Hill.

Gamse T. 2002. Liquid-Liquid Extraction and Solid-Liquid Extraction. Graz University of Technology.

Handler N et al. 2007. Synthesis of novel curcumin analogues and their evaluation as selective cyclooxygenase-1 (COX-1) Inhibitors. Chem Pharm 55:6471.

Harborne JB. 1996. Metode Fitokimia. K Padmawinata, penerjemah. Bandung: ITB Press.

Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York: McGraw Hill.

Herman AS. 1985. Berbagai Macam Penggunaan Temulawak dalam Makanan dan Minuman. Prosiding Simposium Nasional Temulawak. Bandung: Universitas Padjajaran.

Kumulawati E. 10 Des 2005. Peningkatan Daya Guna Tanaman Obat. [terhubung berkala] http://www.kompas.com/kompas/rubrik/ilmu pengetahuan [12 Feb 2007 ].

Lundstedt T et al. 1998. Experimental design and optimization. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 42:3-40.

Mahmood MK et al. 2004. Analgesic and diuretic activity of curcuma xanthorrhiza. Dhaka University. J Pharm Sci 3: 51-54.

Mandal.V, Yogesh M, Hemalatha. 2007. Microwave Assisted Extraction An Innovative and Promising Extraction Tool for Medicinal Plant Research. Pharmacognosy Rev 1:718.

Montgomery DC. 2001. Design and Analysis of Experimental 5th Edition. New York: John Wiley & Son.

Niumsakul SM et al. 2007. An antioxidative and cytotoxic substance extracted from Curcuma comosa Roxb. J Thai Traditional & Alternative Med 5:15.

Pdpersi. 31 Agu 2006. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.). http://www.pdpersi.co.id [31 Januari 2007].

Sidik. 18 Sep 2006. Temulawak Cegah Kanker Payudara. [terhubung berkala] http://www.pikiran-rakyat.com/rubrik/bandung raya [12 Feb 2007].

Pothitirat W, Wandee G. 2006. Variation of bioactive component in Curcuma longa in Thailand. Current Sci 91:1397-1400.

Robinson T 1995. Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. Bandung: ITB Press.

Sharma RA. 2004. Phase I clinical trial of oral curcumin biomarkers of systemic activity and compliance. Clinical Cancer Res 10:6847-6854.

12

Sidik, Mulyono MW, Muhtadi A. 1992. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.). Jakarta: Yayasan Pengembangan Obat Bahan Alam Phytomedica.

Sinambela JM. 1985. Fitoterapi, Fitostandar, dan Temulawak. Prosiding Simposium Nasional Temulawak. Bandung: Universitas Padjajaran.

Suwiah A. 1991. Pengaruh perlakuan bahan dan jenis pelarut yang digunakan pada pembuatan temulawak instan terhadap rendemen dan mutunya [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Widyastuti. 1995. Mempelajari pengaruh perbandingan serbuk kunyit dan lama ekstraksi terhadap produksi kurkumin [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Yusro AH. 2004. Pengaruh waktu, suhu, dan nisbah pelarut pada ekstraksi kurkumin dari temulawak dengan pelarut etanol [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

LAMPIRAN

14

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

Dipotong-potong (ketebalan 5-7 mm)

Pengeringan

Rimpang temulawak segar

Penggilingan

Ekstraksi dengan aseton

Pemekatan ekstrak

Analisis Kurkuminoid

Kondisi Optimum

Analisis data dengan SAS 9.1 dan Minitab 14

Disain fraksional faktorial dan pemilihan perlakuan dengan SAS 9.1

Kadar air

15

Lampiran 2 Kadar air contoh temulawak

Ulangan Bobot contoh awal (a) (g)

Bobot contoh setelah pengeringan (b) (g)

Kadar air (%)

1 2.0023 1.7165 14.27 2 2.0051 1.7179 14.32 3 2.0108 1.7211 14.41 rerata 14.33

Contoh perhitungan Penentuan kadar air ulangan 1

Kadar air = %100

a

ba

Kadar air = %1000023.27165.10023.2

= 14.27%

Penentuan rerata kadar air

Kadar air rerata = 3

14.4114.3214.27 ++ = 14.33%

16

Lampiran 3 Kombinasi perlakuan berdasarkan pengacakan dengan SAS 9.1

The FACTEX Procedure

Design Points

Experiment Number suhu waktu nisbah

1 -1 -1 -1 2 -1 0 1 3 -1 1 0 4 0 -1 1 5 0 0 0 6 0 1 -1 7 1 -1 0 8 1 0 -1 9 1 1 1


Factor Confounding Rules

nisbah = (2*suhu)+(2*waktu)


Aliasing Structure

suhu = (2*waktu)+(2*nisbah) (2*suhu) = waktu+nisbah waktu = (2*suhu)+(2*nisbah) (2*waktu) = suhu+nisbah nisbah = (2*suhu)+(2*waktu) (2*nisbah) = suhu+waktu (2*suhu)+ waktu = suhu+(2*nisbah) = (2*waktu)+nisbah

17

Lampiran 4 Rendemen ekstrak temulawak dari perlakuan yang dicobakan

No. Percobaan

suhu (C)

Waktu (jam)

Nisbah pelarut c (g) b (g) a (g)

Rendemen (%)

1 60 2 1:10 5.0292 40.0699 40.5037 8.63 2 60 3 1:06 8.3394 57.0586 57.6327 6.88 3 60 4 1:08 6.2531 76.4741 77.4769 16.04 4 70 2 1:06 8.3378 57.8058 58.7158 10.91 5 70 3 1:08 6.2594 38.3313 38.8931 8.98 6 70 4 1:10 5.0207 38.6623 39.4246 15.18 7 80 2 1:08 6.2593 53.7369 54.6184 14.08 8 80 3 1:10 5.0209 58.0701 58.6671 11.89 9 80 4 1:06 8.3378 37.2910 38.6411 16.19

Contoh perhitungan: Rendemen = %100

c

ba

= %1000292.5

0699.405037.40

= 8.63%

Keteramgan: a = bobot labu+ekstrak (g) b = bobot labu kosong (g) c = bobot contoh (g)

18

Lampiran 5 Model rendemen hasil pengolahan dengan SAS 9.1

The SAS System The REG Procedure Model: MODEL1 Dependent Variable: rendemen

Backward Elimination: Step 9

Parameter Standard Variable Estimate Error Type II SS F Value Pr > F

Intercept 20.05400 5.46678 6.09185 13.46 0.0214 waktu -13.82143 3.69396 6.33769 14.00 0.0201 suhu2 0.00415 0.00074 14.29075 31.57 0.0049 waktu2 4.25500 0.47576 36.21005 79.99 0.0009 suwa -0.13443 0.03326 7.39446 16.33 0.0156

Bounds on condition number: 180.85, 1560.2 ----------------------------------------------------------------------------------

All variables left in the model are significant at the 0.1000 level.

Summary of Backward Elimination

Variable Variable Number Partial Model Step Entered Removed Vars In R-Square R-Square C(p) F Value Pr > F

1 nisbah2 6 0.0004 0.9870 6.0297 0.03 0.8913 2 sunis 7 0.0004 0.9874 8.0000 0.03 0.8913 3 suhu 6 0.0002 0.9872 6.0150 0.01 0.9225 4 wanis 7 0.0002 0.9874 8.0000 0.01 0.9225 5 sunis 6 0.0000 0.9874 6.0003 0.00 0.9888 6 suwanis 7 0.0000 0.9874 8.0000 0.00 0.9888 7 suwanis 6 0.0000 0.9874 6.0003 0.00 0.9888 8 wanis 5 0.0011 0.9863 4.0846 0.17 0.7213 9 nisbah 4 0.0051 0.9812 2.

----------------------------------------------------------------------------------

Lampiran 6 Data absorbans standar kurkuminoid

Konsentrasi standar (ppm) T (%) A

1 68.2 0.1662 2 45.2 0.3449 3 32.0 0.4949 4 20.4 0.6904 5 12.8 0.8928

19

Lampiran 7 Kadar kurkuminoid ekstrak temulawak dari perlakuan yang dicobakan

No. Percobaan Ulangan

suhu (C)

Waktu (jam)

Nisbah pelarut

Bobot contoh

(g) T(%) A Kadar (%)

1 1 60 2 1:10 0.1065 56.2 0.2503 17.75 2 60 2 1:10 0.1093 54.2 0.2660 18.30

2 1 60 3 1:06 0.1255 43.0 0.3665 21.50 2 60 3 1:06 0.1279 42.4 0.3726 21.10

3 1 60 4 1:08 0,1105 41.8 0.3788 25.19 2 60 4 1:08 0.1083 42.4 0.3726 25.31

4 1 70 2 1:06 0.1041 37.8 0.4225 29.66 2 70 2 1:06 0.1062 37.4 0.4271 29.37

5 1 70 3 1:08 0.1331 49.1 0.3089 17.26 2 70 3 1:08 0.1493 44.0 0.3565 17.61

6 1 70 4 1:10 0.1193 48.2 0.3170 19.73 2 70 4 1:10 0.1279 46.2 0.3354 19.40

7 1 80 2 1:08 0.1325 42.4 0.3726 20.68 2 80 2 1:08 0.1062 50.8 0.2941 20.67

8 1 80 3 1:10 0.1435 64.6 0.1898 10.24 2 80 3 1:10 0.1325 64.0 0.1938 11.31

9 1 80 4 1:06 0.1083 39.0 0.4089 27.64 2 80 4 1:06 0.1049 41.4 0.3830 26.81

Contoh perhitungan: Kadar kurkuminoid percobaan 1

y = 0.1799x - 0.0218, dengan y = absorbans x = konsentrasi kurkuminoid (ppm)

x = 1799.0

0218.0+y

=

1799.00218.02503.0 +

= 1.5123 ppm

Kadar kurkuminoid = %100)()(

mgbobotvolumefpppmkadar

= %100 106.5

0.011250 1.5123

mglppm

= 17.75%

Lampiran 8 Uji keragaman dengan menggunakan chi-square untuk kadar

Variabel N Mean StDev Variance Minimum Q1 Median Q3 Maximum kadar 9 0.43 0.3323 0.1104 0.01 0.28 0.34 0.55 1.06

Hipotesis: H0 : Keragaman sama dengan 1 H1 : Keragaman lebih besar dari 1

2hitung = (n-1)S2 0

2

=

1)1104.0)(19(

= 0.8832

20.05(8) = 15.5073, karena 2hitung < 20.05(8) maka kesimpulannya terima H0

20

Lampiran 9 Pembuatan model kadar dengan eliminasi Backward

The REG Procedure Model: MODEL1

Dependent Variable: kadar

Number of Observations Read 9 Number of Observations Used 9


All Variables Entered: R-Square = 0.9934 and C(p) = 7.0000

Analysis of Variance

Sum of Mean Source DF Squares Square F Value Pr > F

Model 6 277.04140 46.17357 50.03 0.0197 Error 2 1.84596 0.92298 Corrected Total 8 278.88736


Intercept 23.34556 35.07313 0.40893 0.44 0.5741 suhu 2.30533 0.95187 5.41382 5.87 0.1364 waktu -41.90500 4.09481 96.66215 104.73 0.0094 nisbah -2.76333 2.72439 0.94956 1.03 0.4172 suhu2 -0.01717 0.00679 5.89389 6.39 0.1274 waktu2 7.10833 0.67933 101.05681 109.49 0.0090 nisbah2 0.01083 0.16983 0.00376 0.00 0.9549

The REG Procedure Model: MODEL1 Dependent Variable: kadar


Analysis of Variance

Sum of Mean Source DF Squares Square F Value Pr > F

Model 5 277.03764 55.40753 89.86 0.0018 Error 3 1.84971 0.61657 Corrected Total 8 278.88736


Intercept 22.68111 27.37280 0.42332 0.69 0.4681 suhu 2.30533 0.77799 5.41382 8.78 0.0594 waktu -41.90500 3.34679 96.66215 156.77 0.0011 nisbah -2.59000 0.16028 160.99440 261.11 0.0005 suhu2 -0.01717 0.00555 5.89389 9.56 0.0536 waktu2 7.10833 0.55523 101.05681 163.90 0.0010

Bounds on condition number: 589, 6985 ----------------------------------------------------------------------------------

All variables left in the model are significant at the 0.1000 level.

Summary of Backward Elimination

Variable Number Partial Model Step Removed Vars In R-Square R-Square C(p) F Value Pr > F 1 nisbah2 5 0.0000 0.9934 5.0041 0.00 0.9549

21

Lampiran 10 Kurva permukaan respon kadar terhadap suhu dan nisbah

(a) 2 jam (b) 3 jam (c) 4 jam

Lampiran 11 Kurva permukaan respon kadar terhadap suhu dan waktu

(a) 1:6 (b) 1:8 (c) 1:10

Lampiran 12 Kurva permukaan respon kadar terhadap waktu dan nisbah

(a) 60 C (b) 70 C (c) 80 C

Lampiran 13 Hasil penentuan titik optimum dengan SAS 9.1

No Suhu ( C) Waktu (jam) Nisbah Kadar (%) 1 67.27 4 1:6.0 31.87 2 65.45 4 1:6.0 31.87 3 69.09 4 1:6.0 31.73 4 63.63 4 1:6.0 31.71 5 70.91 4 1:6.0 31.44 6 61.82 4 1:6.0 31.41 7 72.72 4 1:6.0 30.99 8 60.00 4 1: 6.0 30.95 9 67.27 4 1:6.3 30.69

Supriadi. Dede G2008

Documents