PENDAHULUAN
Pelarut ramah lingkungan yang digunakan dalam ekstraksi merupakan salah satu cara untuk memberikan
pelarut baru yang aman dan dapat menggantikan pelarut organik yang biasanya mempunyai sifat yang toksik (Andrianto,
2017). Metode ekstraksi
senyawa dari bahan alam biasanya
dilakukan dengan metode maserasi dengan menggunakan pelarut organik seperti aseton, etanol, metanol, etil asetat, dan heksana (Atun,
2014). Proses ekstraksi
dengan metode ini membutuhkan banyak waktu serta
penggunaan pelarut pada metode ini sangat banyak. Selain itu, teknik ekstraksi maserasi membutuhkan proses penghilangan pelarut serta pemurnian agar memperoleh ekstrak yang bebas dari pelarut.
Maka dari itu, perkembangan pelarut yang bersifat ramah lingkungan sangatlah penting sehingga dengan itu akan
didapatkan ekstrak alami dengan sisa
pelarut yang tidak toksik bagi kesehatan
serta lingkungan (Ente
et al., 2020).
Metode yang saat
ini banyak dikembangkan untuk mendapatkan pelarut yang aman adalah dengan
menggunakan pelarut eutektik atau natural deep eutectic solvent (NADES)
yang berasal dari bahan alami (Amelia,
n.d.). NADES dibuat
dengan komposisi senyawa yang bersifat hydrogen bond acceptor (HBA) serta hydrogen bond donor (HBD). NADES yang paling umum
didasarkan pada senyawa kolin klorida (ChCl), asam karboksilat
dan donor ikatan hidrogen lainnya seperti asam sitrat, gula, asam amino, asam suksinat dan gliserol yang umumnya terdapat dalam sel organisme
hidup (Bajkacz
& Adamek, 2018). NADES dapat
mengekstraksi senyawa polar
maupun non polar dan beberapa
metabolit sekunder lainnya. NADES juga memiliki keunggulan lain seperti dapat terurai secara
alami, tidak beracun, dan mudah diproduksi (Altamash
et al., 2017). Selain itu,
NADES juga dapat melarutkan
senyawa makromolekul serta dapat digunakan
untuk menentukan sifat fisika kimia
serta stabilitas suatu pelarut (Francisco
et al., 2012).
Penggunaan pelarut
NADES yang digunakan pada pemisahan
zat aktif dari bahan alam
masih jarang atau terbatas penggunaanya.
Beberapa penelitian yang telah dilakukan menggunakan NADES sebagai pelarut untuk pemisahan
senyawa diaplikasikan untuk ekstraksi fenolik dari aronia melanocarpa (Islamčević
Razbor�ek et al., 2020), aktivitas
antioksidan (Pavlic et al., 2022), flavonoid (Wei
et al., 2015) serta
alkaloid (Duan
et al., 2016).
Pada penelitian
ini akan dikembangkan pelarut NADES untuk ekstraksi zat aktif dari
buah tomat. Buah tomat di negara Indonesia melimpah jumlahnya namun hanya dimanfaatkan
sebagai makanan. Buah tomat berpotensi
digunakan karena mengandung zat aktif berupa likopen
yang memiliki banyak manfaat bagi tubuh.
Berbagai teknik ekstraksi dilakukan untuk memisahkan senyawa aktif dari
tomat dengan menggunakan metanol, air, dan etanol. Eksplorasi untuk penambahan nilai dari sisi
produk yang dihasilkan oleh
buah tomat dapat dikelola dan diaplikasikan pada produk industri pangan serta kosmetik (Sjaifuddin,
2014). Potensi
yang terdapat pada buah tomat dapat dikelola
dengan ekstraksi bahan aktif menggunakan
NADES. NADES yang digunakan lebih
aman dan mudah didegradasi oleh lingkungan serta dapat diaplikasikan
ke produk pangan secara aman.
Jurnal ini akan membahas mengenai
penerapan pelarut yang aman untuk mengekstrak
likopen dari buah tomat. Tujuannya
adalah agar dapat menentukan apakah pelarut NADES cocok dijadikan sebagai pelarut dalam proses ekstraksi. Diharapkan dari penjelasan dalam review ini, masyarakat dapat lebih memanfaatkan bahan (pelarut) yang lebih ramah lingkungan
untuk dijadikan pengganti dari pelarut organik yang kurang baik bagi
kesehatan.
METODE
Dalam langkah menyusun review ini, teknik yang digunakan merupakan teknik studi pustaka dengan
mencari sumber atau literatur dalam bentuk data primer berupa jurnal nasional
maupun jurnal internasional 10 tahun terakhir (2014-2024). Jurnal yang
digunakan adalah jurnal berbahasa Indonesia atau Inggris serta
berasal dari sumber nasional dan internasional dengan syarat Open Akses serta tersedia full text.
Selain itu, dalam pembuatan review ini juga dilakukan pencarian data dengan menggunakan media online, seperti: Google dan situs jurnal seperti NCBI, PubMed, dll
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh (Kyriakoudi et al., 2022) 15 NADES yaitu terpen (DL-menthol dan timol) dan asam lemak (asam kaprat dan asam laurat) dibuat
pada berbagai rasio molar.
NADES yang secara eksklusif
terdiri dari kombinasi asam lemak dapat bertindak secara bersamaan sebagai HBA dan HBD karena adanya gugus OH. Pelarut eutektik yang telah disiapkan kemudian karakterisasi secara fisikokimia mengingat komposisi NADES mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat fisikokimianya sehingga dapat mempengaruhi efisiensi ekstraksinya. Selanjutnya NADES
yang telah disiapkan diperiksa efisiensinya dalam mengekstraksi karotenoid pada buah tomat, yaitu likopen
dan β-karoten. Ekstraksi
pada kondisi percobaan yang
sama menggunakan aseton sebagai pelarut ekstraksi juga dilakukan sebagai referensi atau pembanding. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa penggunaan
pelarut NADES yang berbasis
asam lemak mendapatkan hasil yang terbaik dalam mengekstraksi likopen dari tomat
sebagai alternatif ramah lingkungan dibandingkan pelarut organik konvensional. Dalam penelitian ini, penambahan air pada ekstrak tomat yang dibuat dengan campuran eutektik berbasis asam lemak 1:2 yang paling efisien
dari hasil tersebut terlihat terbentuknya dua fase karena perbedaan polaritas media campuran serta memiliki kestabilan yang paling baik dibandingkan dengan NADES lainnya.
Penelitian (Marinaccio et al., 2024) menguji efisiensi ekstraksi mentol NADES: timol 1:1 untuk perolehan likopen dari limbah kulit
tomat, membandingkannya dengan efisiensi dari pelarut ekstraksi
α -pinene dan n-hexane. UEA dilakukan diikuti dengan sentrifugasi dan filtrasi. Supernatan yang terkumpul kemudian diuapkan. Waktu perlakuan ultrasonografi sangat menentukan dalam menentukan rendemen senyawa bioaktif, bahkan dapat mempercepat
kinetika ekstraksi dan perpindahan massa serta rasio biomassa
terhadap pelarut. Pengaturan suhu yang tinggi melebihi suhu optimum dapat menyebabkan degradasi senyawa bioaktif akibat gelembung kavitasi dan tegangan geser. Dalam penelitian ini waktu ekstraksi
diatur pada 20 menit. pada suhu 36�C untuk semua prosedur, dengan mempertimbangkan stabilitas termal likopen. Teknik penguapan dipilih berdasarkan jenis pelarut yang memperoleh ekstrak kering yang membuat perbandingan kandungan likopen antar sediaan
menjadi lebih akurat. Untuk menghilangkan
mentol/timol pelarut eutektik diperlukan kondisi tertentu. Proses evaporator dengan
suhu 80�C, agitasi mekanis, dan vakum tinggi (1mBar), memperoleh ekstrak kering dalam 3 jam. Namun karena likopen dapat terurai pada suhu tinggi di atas 100�C, disiapkan campuran azeotropik dengan air untuk mengurangi titik didih campuran (60�C, 1mBar dan mekanis agitasi), sehingga menghasilkan ekstrak kering dalam 1,5 jam. Setiap ekstrak dianalisis dengan HPLC fase terbalik. Kandungan likopen setiap ekstrak dinyatakan dalam mg likopen per gram ekstrak kering. Kandungan likopen tertinggi terdapat pada ekstrak n -heksana, yang merupakan pelarut organik dengan viskositas lebih rendah dibandingkan campuran berbahan dasar terpen; peningkatan efisiensi perolehan likopen dalam n-heksana mungkin juga disebabkan oleh kelarutan likopen yang lebih baik dibandingkan dengan pelarut lain. Hasil ekstraksi likopen untuk α -pinena dan DES mentol/timol cukup tinggi,
namun ekstrak yang diperoleh melalui penguapan campuran azeotropik DES-air menunjukkan kandungan likopen yang kecil dibandingkan dengan yang dibuat dengan menggunakan VNADES saja. Selanjutnya hasil dianalisis dengan HPLC untuk melihat kandungan likopen ekstrak yang diperoleh NADES mentol/timol sebelum dan sesudah penguapan dalam dua metode penguapan yang berbeda, misalnya dengan atau tanpa bantuan
campuran azeotropik dengan air. Untuk ekstrak NADES, kandungan likopen sebelum evaporasi adalah 1,19 � 0,01
mg/mL, sedangkan pasca evaporasi 0,533 � 0,002 mg/mL. Dengan demikian, penurunan kandungan likopen dalam ekstrak
kering sekitar 55%. Penurunan kandungan likopen dinilai juga untuk ekstrak campuran
azeotropik NADES-air. Kandungan
likopen sebelum penguapan adalah 2,32 � 0,01
mg/mL DES � SD yang menjadi 0,9 � 0,01 mg/mL DES � SD
setelah penguapan, sehingga menghasilkan pengurangan sekitar 61%. Dengan demikian memungkinkan perolehan molekul bioaktif lebih cepat melalui
proses penguapan. Penggunaan
teknik UEA dalam proses ekstraksi yang menggunakan NADES mentol/timol menunjukkan
hasil bahwa pelarut ini dapat
menjadi pengganti pelarut konvensional karena efektif dan cepat dalam proses ekstraksinya. Berdasarkan penelitian tersebut, campuran DES tipe V mentol/timol dapat
digunakan sebagai pelarut ramah lingkungan
untuk ekstraksi likopen setelah kondisi pengoperasian yang dioptimalkan, menghasilkan batas deteksi, linearitas, dan produktivitas yang baik dengan analisis HPLC. Pelarut ekstraksi α-pinene
dan DES mentol/timol menunjukkan efisiensi ekstraksi yang baik dibandingkan dengan ekstraksi konvensional menggunakan n -heksana. Hal ini karena hasil
ekstrak yang diperoleh dengan NADES memperoleh hasil yang serupa dengan pelarut lain seperti n -heksana dan α-pinena. Meski mengalami
degradasi sebagian, kandungan likopen pada ekstrak kering ditemukan selama proses penguapan.
Penelitian oleh (Jamaleddine et al., 2022) mrnggunakan empat pelarut eutektik dengan polaritas dan komposisi berbeda telah disintesis. Sintesis dilakukan pada suhu sedang (50�80 �C). NADES dikarakterisasi dengan spektroskopi inframerah dan analisis termal, yang menyoroti interaksi antar molekul dan pembentukan fase cair stabil hingga
suhu dekomposisi > 120
�C). NADES ini telah digunakan untuk ekstraksi molekul alami, namun dua diantaranya belum pernah diaplikasikan pada tomat. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, sasilnya menunjukkan bahwa NADES yang dipilih cocok untuk
ekstraksi metabolit yang ada dalam tomat.
Dari data HPLC, kemampuan ekstraksi
NADES dibandingkan dan ditentukan
selektivitasnya terhadap setiap molekul. Dengan demikian, campuran DL-mentol/asam laktat (DES 2) lebih cenderung menjebak senyawa polar rendah (karotenoid, lipid, tokoferol), sedangkan campuran glukosa/gliserol (DES 1) menunjukkan afinitas dengan beberapa asam fenolik,
flavon, flavonol. dan tanin. Campuran glukosa/asam laktat
(DES 3) khususnya selektif terhadap beberapa senyawa fenolik, sedangkan gliserol/L-prolin (DES 4) efisien untuk ekstraksi beberapa flavon, flavonol, dan flavanon. Kemungkinan menggabungkan langkah ekstraksi dan formulasi tercapai, dengan tetap menjaga
kualitas bahan. Biokompatibilitas NADES ini memungkinkan untuk menggabungkannya ke dalam formulasi kosmetik, yang mewakili strategi baru untuk eco conception formulasi. Dari hasil tersebut untuk melihat bagaimana
likopen dapat terekstraksi dengan baik menggunakan NADES adalah dengan menggunakan
pelarut NADES yang memiliki
campuran berupa DL-mentol/asam laktat
(DES 2) hal ini karena senyawa karotenoid (likopen) pada tomat akan terekstraksi
dengan maksimal menggunakan pelarut ini dibandingkan dengan pelarut lainnya yang telah diujikan.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Silva et
al., 2019 dilakukan proses ekstraksi
likopen dari limbah tomat dengan
menggunakan senyawa campuran eutektik hidrofobik (HEM) DL-mentol sebagai HBA dan asam laktat sebagai HBD, dan digunakan teknik UAE. Berdasarkan hasil yang diperoleh hasil yang menunjukkan kondisi optimum adalah pada suhu 70 �C, dengan perbandingan 8:1 mol
HBA/mol HBD, serta sebanyak
120 mL/g pelarut: sampel,
dan waktu ekstraksi yang digunakan adalah selama 10 menit. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kapasitas atau kadar yang sangat baik untuk dapat
mengekstraksi likopen, selain itu hasil
rendemen yang paling banyak
diperoleg yakni sebesar 1446 mg/g.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil review yang telah didapatkan, dapat diketahui bahwa NADES dapat mengekstraksi likopen dari buah tomat
dengan baik dibandingkan dengan pelarut organik konvensional, NADES memiliki keunggulan diantaranya adalah dapat mudah
terurai, praktis dan tidak beracun, serta terjangkau, hal ini berarti
NADES dapat digunakan sebagai green solvent
atau pelarut ramah lingkungan untuk menggantikan pelarut organik yang biasa digunakan untuk mengekstrak zat aktif (likopen)
dalam buah tomat seperti metanol
dan etanol
DAFTAR PUSTAKA
Altamash,
T., Nasser, M. S., Elhamarnah, Y., Magzoub, M., Ullah, R., Anaya, B., Aparicio,
S., & Atilhan, M. (2017). Gas solubility and rheological behavior of
natural deep eutectic solvents (NADES) via combined experimental and molecular
simulation techniques. ChemistrySelect, 2(24), 7278�7295.
Amelia, F.
(n.d.). Pengaruh Suhu Proses Perlakuan Awal Tandan Kosong Kelapa Sawit
Menggunakan Deep Eutectic Solvent (Des). Fakultas Sains dan Teknologi UIN
Syarif Hidayatullah Jakarta.
Andrianto,
Y. (2017). Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kasar Daun Bruguiera gymnorrhiza
dengan Pelarut dan Lama Ekstraksi yang Berbeda Menggunakan Metode
Sonikasi.[skripsi]. Malang: Fakultas Perikanan Dan Ilmu Kelautan,
Universitas Brawijaya.
Atun, S.
(2014). Metode isolasi dan identifikasi struktur senyawa organik bahan alam. Jurnal
Konservasi Cagar Budaya Borobudur, 8(2), 53�61.
Bajkacz,
S., & Adamek, J. (2018). Development of a method based on natural deep
eutectic solvents for extraction of flavonoids from food samples. Food
Analytical Methods, 11, 1330�1344.
Duan, L.,
Dou, L.-L., Guo, L., Li, P., & Liu, E.-H. (2016). Comprehensive evaluation
of deep eutectic solvents in extraction of bioactive natural products. ACS
Sustainable Chemistry & Engineering, 4(4), 2405�2411.
Ente, Z.
F., Rumape, O., & Duengo, S. (2020). Efektivitas ekstrak daun srikaya
(Annona squamosa L.) sebagai insektisida nabati terhadap hama ulat grayak
(Spodoptera litura). Jamb J Chem, 2(1), 1�9.
Francisco,
M., Van Den Bruinhorst, A., & Kroon, M. C. (2012). New natural and
renewable low transition temperature mixtures (LTTMs): screening as solvents
for lignocellulosic biomass processing. Green Chemistry, 14(8),
2153�2157.
Islamčević
Razbor�ek, M., Ivanović, M., Krajnc, P., & Kolar, M. (2020). Choline
chloride based natural deep eutectic solvents as extraction media for
extracting phenolic compounds from chokeberry (Aronia melanocarpa). Molecules,
25(7), 1619.
Jamaleddine,
A., Urrutigo�ty, M., Bouajila, J., Merah, O., Evon, P., & de Caro, P.
(2022). Ecodesigned Formulations with Tomato Pomace Extracts. Cosmetics,
10(1), 7.
Kyriakoudi,
A., Tsiouras, A., & Mourtzinos, I. (2022). Extraction of lycopene from
tomato using hydrophobic natural deep eutectic solvents based on terpenes and
fatty acids. Foods, 11(17), 2645.
Marinaccio,
L., Zengin, G., Bender, O., Cichelli, A., Novellino, E., Stefanucci, A., &
Mollica, A. (2024). Ultrasound assisted lycopene extraction from tomato skin
waste by volatile natural deep eutectic solvent. Food Chemistry Advances,
100656.
Sjaifuddin,
S. (2014). Pengelolaan Sumber Daya Alam: Tantangan dan Peluang di Era Ekonomi
Pengetahuan. Prosiding Seminar Nasional Pemanfaatan Dan Konservasi
Sumberdaya Alam Dalam Perspektif Pembangunan Berkelanjutan, Manado, 19 Juni
2014, 11�23.
Wei, Z.,
Qi, X., Li, T., Luo, M., Wang, W., Zu, Y., & Fu, Y. (2015). Application of
natural deep eutectic solvents for extraction and determination of phenolics in
Cajanus cajan leaves by ultra performance liquid chromatography. Separation
and Purification Technology, 149, 237�244.
|
|
|
