Enkapsulasi Minyak Atsiri Serai Wangi (Cymbopogon nardus) dan Mint (Mentha piperita) Dari Hasil Ekstraksi Dengan Metode Microwave Assisted Solvent Extraction

Suryanti, Fenni (2024) Enkapsulasi Minyak Atsiri Serai Wangi (Cymbopogon nardus) dan Mint (Mentha piperita) Dari Hasil Ekstraksi Dengan Metode Microwave Assisted Solvent Extraction. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7008201003-Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Minyak atsiri merupakan senyawa dengan aroma yang mudah menguap dan berbentuk cairan yang bersumber dari bahan alami, biasanya berasal tumbuhan. Cymbopogon nardus merupakan salah satu spesies dari serai wangi di Indonesia dan mint (Mentha piperita) merupakan salah satu spesies mint yang menghasilkan minyak atsiri mint. Telah lama dikenal sebagai medicinal plant species yang bermanfaat untuk food flavoring, farmasi dan kosmetik. Penggunaan metode konvensional untuk ekstraksi minyak atsiri seperti Hydro-distilasi (HD) akan berpengaruh pada hilangnya beberapa komponen dan degradasi beberapa senyawa tak jenuh dikarenakan adanya efek termal yang terlalu panjang. Dengan adanya kekurangan tersebut penelitian terbaru saat ini mendorong intensifikasi, optimasi dan peningkatan teknik ekstraksi yang ramah lingkungan.
Penelitian in bertujuan untuk menentukan kondisi optimum dari ekstraksi serai wangi dan mint dengan metode Microwave Assisted Solvent Extraction dengan menggunakan pelarut akuades, NaCl, NH4Cl, serta MgCl2, menganalisa kinetika proses ekstraksinya, serta menguji kualitas minyak atsiri yang dihasilkan melalui pengujian kimia, fisik dan mikrobiologi dan mempelajari proses enkapsulasi minyak atsiri menggunakan metode koaservasi kompleks 2 penyalut dan menguji keberhasilan proses tersebut melalui uji mikrobiologi, morfologi permukaan, dan laju penguapan minyak atsiri dibandingkan dengan minyak atsiri terenkapsulasi.
Pada metode Microwave Assisted Solvent Extraction ini yang dikaji adalah parameter daya microwave, rasio bahan terhadap pelarutnya, ukuran bahan, waktu ekstraksi serta jenis pelarutnya. Hasil menunjukkan untuk ekstraksi serai wangi maupun mint, pengaruh daya microwave serta waktu ekstraksi memiliki pengaruh yang signifikan (p-value<0.05). Semakin tinggi daya microwave, maka semakin tinggi juga yield yang dihasilkan. Daya optimum dicapai pada 450 Watt baik untuk bahan serai wangi maupun mint dimana untuk serai wangi diperoleh yield 1.3357 – 2.0698%, sedangkan untuk mint diperoleh yield sebesar 0.5331 – 0.822%, dengan total waktu ekstraksi 180 menit, dimana waktu ekstraksi ini lebih singkat daripada metode konvensional. Dalam penelitian ini juga diamati yield yang dihasilkan dengan menggunakan pelarut akuades dan beberapa jenis pelarut garam. Didapatkan bahwa yield tertinggi diperoleh dengan menggunakan pelarut akuades. Minyak atsiri serai wangi dan mint yang dihasilkan dari proses ekstraksi dengan metode Microwave Assisted Solvent Extraction juga memiliki kualitas yang baik, ditinjau dari hasil pengujian fisik, kimiawi, serta mikrobiologi dalam hal ini pengujian anti bakteri escherichia coli dan staphylococcus aureus.
Kinetika ekstraksi minyak atsiri serai wangi dan mint dianalisa pada daya microwave 450 Watt, dengan total waktu ekstraksi 180 menit dengan pengambilan tiap 20 menit, dan menghitung yield ekstraksi yang didapatkan. Perhitungan kinetika menggunakan metode Solver didapatkan bahwa proses ekstraksi serai wangi dan mint ini mengikuti reaksi orde 1, dengan nilai k untuk ekstraksi serai wangi didapatkan sebesar 0.0164 dan R2 sebesar 0.9884, sedangkan nilai k untuk ekstraksi mint didapatkan sebesar 0.0399 dan R2 sebesar 0.9975.
Minyak atsiri memiliki karakteristik yang mudah menguap dan tidak stabil pada suhu tertentu, yang dapat mengakibatkan berkurangnya aplikasi pada produk. Maka dari itu diperlukan alternatif teknologi yang mampu menyelesaikan hal tersebut, salah satunya dengan enkapsulasi. Dalam bentuk enkapsulasi, senyawa inti akan terjaga dari efek degradasi dan dapat diatur pelepasan senyawa ini di bawah kondisi tertentu. Koaservasi kompleks merupakan salah satu teknik yang dapat digunakan untuk proses enkapsulasi. Minyak atsiri serai wangi dan mint dienkapsulasi dengan Arabic gum, Maltodekstrin dan DRM sebagai bahan penyalut dan cross-linking agent. Perbandingan bahan penyalut (1:1, 1:1.5, dan 1:2). Hasil dari proses enkapsulasi minyak atsiri serai wangi dan mint dalam penelitian ini didapatkan bahwa yield enkapsulasi tertinggi didapatkan pada perbandingan bahan penyalut 1:2. Dari uji anti bakteri yang membandingkan antara minyak atsiri serai semula dengan hasil enkapsulasinya didapatkan bahwa hasil enkapsulasi masih cukup baik dalam melawan bakteri. Pengujian morfologi permukaan menunjukkan bahwa kombinasi 2 bahan penyalut yaitu arabic gum – DRM memiliki morfologi yang lebih baik daripada kombinasi arabic gum – maltodekstrin. Proses enkapsulasi juga mampu menahan pelepasan partikel minyak atsiri semula dalam kondisi suhu 350C yang ditunjukkan pada analisa laju pelepasan.

Kata kunci :microwave assisted solvent extraction, serai wangi, mint, enkapsulasi, koaservasi kompleks.

===========================================================

Essential oils are compounds with volatile aromas and liquid forms sourced from natural ingredients, usually derived from plants. Cymbopogon nardus is one of the species of citronella in Indonesia and mint (Mentha piperita) is one of the mint species that produces mint essential oil. It has long been known as a medicinal plant species that is useful for food flavoring, pharmaceuticals and cosmetics. The use of conventional methods for essential oil extraction such as Hydro-distillation (HD) will result in the loss of some components and degradation of some unsaturated compounds due to the thermal effect that is too long. With these shortcomings, the latest research is currently encouraging intensification, optimization and improvement of environmentally friendly extraction techniques.
This study aims to determine the optimum conditions for citronella and mint extraction using the Microwave Assisted Solvent Extraction method using aqueous solvents, NaCl, NH4Cl, and MgCl2, testing kinetics reaction ef extraction, as well as testing the quality of essential oils produced through chemical, physical and microbiological testing and to study the essential oil encapsulation process using the complex conservation method of 2 coatings and test the success of the process through Microbiological tests, surface morphology, and evaporation rate of essential oils compared to encapsulated essential oils.
This study uses the Microwave Assisted Solvent Extraction method which examines microwave power parameters, the ratio of materials to solvents, material size, extraction time and solvent type. The results showed that for citronella and mint extraction, the effect of microwave power and extraction time had a significant effect (p-value<0.05). The higher the microwave power, the higher the yield produced. The optimum power is achieved at 450 Watt for both citronella and mint where for citronella a yield of 1.3357 – 2.0698% is obtained, while for mint a yield of 0.5331 – 0.822% is obtained, with a total extraction time of 180 minutes, where the extraction time is shorter than conventional methods. In this study, the yield produced using aqueous solvents and several types of salt solvents was also observed. It was found that the highest yield was obtained using aqueous solvents. Citronella and mint essential oils produced from the extraction process with the Microwave Assisted Solvent Extraction method also have good quality, judging from the results of physical, chemical, and microbiological tests in this case anti-bacterial testing of escherichia coli and staphylococcus aureus.
The extraction kinetics of citronella and mint essential oils were analyzed at 450 Watt microwave power, with a total extraction time of 180 minutes with sampling every 20 minutes, and calculated the extraction yield obtained. Kinetic calculations using the Solver method found that the citronella and mint extraction process followed a 1st order reaction, with k values for citronella extraction obtained at 0.0164 and R2 of 0.9884 , while k values for mint extraction were obtained at 0.0399 and R2 of 0.9975.
Essential oils have the characteristic of being volatile and unstable at certain temperatures, which can result in reduced application to the product. Therefore, alternative technology is needed that can solve this, one of which is by encapsulation. In the form of encapsulation, the core compound will be protected from the effects of degradation and can be regulated release of this compound under certain conditions. Complex coacervation is one technique that can be used for the encapsulation process. Citronella and mint essential oils are encapsulated with Arabic gum, Maltodextrin and DRM as coating agents and cross-linking agents. Ratio of coating materials (1:1, 1:1.5, and 1:2). The results of the encapsulation process of citronella and mint essential oils in this study found that the highest encapsulation yield was obtained at a ratio of coating materials of 1: 2. From anti-bacterial tests that compare the original lemongrass essential oil with the encapsulation results, it is found that the encapsulation results are still quite good in fighting bacteria. Surface morphology testing showed that the combination of 2 coating materials, namely arabic gum – DRM has a better morphology than the arabic gum – maltodextrin. The encapsulation process is also able to withstand the release of essential oil particles originally under temperature conditions of 350C indicated in the release rate analysis.

keywords :microwave assisted solvent extraction, serai wangi, mint, enkapsulasi, koaservasi kompleks.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	microwave assisted solvent extraction, serai wangi, mint, enkapsulasi, koaservasi kompleks. microwave assisted solvent extraction, lemongrass leaves, mint, encapsulation, complex coaservation.
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP156 Crystallization. Extraction (Chemistry). Fermentation. Distillation. Emulsions.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Fenni Suryanti
Date Deposited:	18 Feb 2024 10:14
Last Modified:	18 Feb 2024 10:14
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/107263

Actions (login required)

View Item