Enkapsulasi Minyak Atsiri Peppermint (Mentha piperita L.) Dari Hasil Ekstraksi Dengan Metode Solvent-Free Microwave Extraction (SFME)

Kunhermanti, Delita (2022) Enkapsulasi Minyak Atsiri Peppermint (Mentha piperita L.) Dari Hasil Ekstraksi Dengan Metode Solvent-Free Microwave Extraction (SFME). Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008201007-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (2MB)

Abstract

Minyak atsiri merupakan senyawa dengan aroma yang mudah menguap dan berbentuk cairan yang bersumber dari bahan alami, biasanya berasal tumbuhan. Mentha piperita Linn. (peppermint) merupakan salah satu spesies mint dari genus Lamiacea yang menghasilkan minyak peppermint. Peppermint telah lama dikenal sebagai medicinal plant species yang bermanfaat untuk perasa makanan, 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. Solvent-free microwave extraction (SFME) merupakan metode modifikasi dengan penggabungan antara dry distillation dan ekstraksi berbantuan microwave yang diharapkan tidak hanya meningkatkan kinetika laju reaksi tetapi juga mengurangi atau bahkan menghilangkan penggunaan pelarut. Dalam penelitian ini Mentha piperita L. dengan ukuran bahan diekstraksi dengan menggunakan metode SFME pada kondisi operasi ditentukan, yakni meliputi perbandingan rasio F/D, daya microwave, ukuran bahan, serta waktu ekstraksi. 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. Koaservasi kompleks merupakan salah satu teknik yang dapat digunakan untuk proses enkapsulasi. Minyak atsiri peppermint dienkapsulasi dengan gom arab dan maltodekstrin sebagai bahan penyalut dan STTP sebagai cross-linking agent. Variabel perbandingan minyak atsiri peppermint dan bahan penyalut serta perbandingan cross-linking agent digunakan untuk mengetahui kondisi optimum enkapsulasi. Tujuan dari penelitian ini adalah menemukan kondisi optimum dari ekstraksi peppermint dengan metode solvent-free microwave extraction dengan beberapa faktor kondisi operasi seperti: ukuran bahan, rasio bahan dengan distiller, daya microwave, dan waktu ekstraksi. Selain itu juga untuk mempelajari pengaruh penyalut pada hasil enkapsulasi minyak atsiri peppermint dengan menggunakan metode koaservasi kompleks. Dari hasil penelitian ekstraksi peppermint dengan metode SFME didapatkan yield sebesar 0.8089% pada kondisi optimal daya microwave 300 W, ukuran daun peppermint 1cm (error ±0,1 cm), dan rasio antara massa bahan baku terhadap volume distiller (F/D) 0,1 g/mL. Optimasi proses ekstraksi minyak peppermint dari daun peppermint dengan metode SFME menggunakan RSM dengan FCCCD diperoleh ketika menggunakan daya microwave 450 W, rasio F/D 0.1 g/mL, ukuran bahan 1 cm, dan waktu ekstraksi 60 menit dan diperoleh yield sebesar 0.6629%. Dari hasil Analisa GC-MS diketahui komposisi utama pada minyak peppermint adalah menthol dengan % area sebesar 33.87%. Partikel enkapsulasi ekstrak minyak peppermint yang didapat dengan metode koaservasi kompleks dan spray drying menggunakan variasi formulasi penyalut gom arab dan maltodekstrin dapat berpengaruh terhadap yield optimum sebesar 32.6343% pada variasi perbandingan emulsi penyalut (gom arab dan maltodekstrin) dengan peppermint yaitu 0.75:1. Model kinetika Korsmeyer-Peppas lebih dapat merempresentasikan secara baik hasil eksperimen controlled release pada partikel enkapsulasi minyak peppermint apabila dibandingkan dengan model kinetika Higuchi. Analisa FTIR pada partikel enkapsulasi menunjukkan adanya ikatan fisik antara minyak peppermint dan zat pembawa yaitu gom arab dan maltodekstrin.
===================================================================================================================================
Essential oils are compounds with a volatile aroma in the form of a liquid sourced from natural ingredients, usually of plant origin. Mentha piperita Linn. (Mentha piperita) is a mint species of the Lamiaceae genus that produces peppermint oil. It has long been a medicinal plant species for food flavoring, pharmaceuticals, and cosmetics. The use of conventional methods for essential oil extraction, such as hydro-distillation (HD), affects the loss of some components and the degradation of some unsaturated compounds due to the thermal effect that is too long. With these shortcomings, the latest research encourages the intensification, optimization, and improvement of environmentally friendly extraction techniques. Solvent-free microwave extraction (SFME) is a modified method by combining dry distillation and microwave-assisted extraction, which is expected to increase the reaction rate's kinetics and reduce or even eliminate the use of solvents. In this study, Mentha piperita L. with the material size extracted using the SFME method at specified operating conditions, including the ratio of F/D ratio, microwave power, material size, and extraction time. Essential oils are unstable at certain temperatures, which can result in reduced product application. Therefore, alternative technologies are needed that can solve this problem, one of which is encapsulation. Complex coacervation is one technique that can be used for the encapsulation process. Peppermint essential oil was encapsulated with gum Arabic and maltodextrin as a coating agent and STTP as a cross-linking agent. Variable comparison of peppermint essential oil and coating material and the ratio of a cross-linking agent were used to determine the optimum encapsulation conditions. This study aimed to find the optimum conditions for peppermint extraction using the solvent-free microwave extraction method with several operating conditions factors such as material size, the ratio of material to the distiller, and microwave power. In addition, to study the effect of coating on the encapsulation results of peppermint essential oil using a spray dryer. From the results of the peppermint extraction research using the SFME method, the yield was 0.8089% at optimal conditions of 300 W microwave power, peppermint leaf size 1cm (±0.1 cm error), and the ratio between the mass of the raw material to the volume of the distiller (F/D) was 0, 1 g/mL. The optimization of the peppermint oil extraction process from peppermint leaves using the SFME method using RSM with FCCCD was obtained when using a microwave power of 450 W, F/D ratio 0.1 g/mL, material size 1 cm, and extraction time of 60 minutes and obtained a yield of 0.6629%. From the results of the GC-MS analysis, it is known that the main component of peppermint oil is menthol, with a % area of 33.87%. The encapsulated particles of peppermint oil extract obtained were 32.6343% in the ratio variation of the coating emulsion (gum Arabic and maltodextrin) with peppermint which is 0.75:1. The Korsmeyer-Peppas kinetic model can better represent the results of controlled release experiments on peppermint oil encapsulated particles compared to the Higuchi kinetic model. FTIR analysis on the encapsulated particles showed a physical bond between peppermint oil and the carrier.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	RTK 573.774 Kun e-1 2022
Uncontrolled Keywords:	enkapsulasi, koaservasi kompleks, peppermint oil, solvent-free microwave extraction, spray drying. encapsulation, complex coacervation, peppermint essential oil, solvent-free microwave extraction, spray drying.
Subjects:	H Social Sciences > HD Industries. Land use. Labor > HD9490.A2 Essences and essential oils industry.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	13 May 2026 01:13
Last Modified:	13 May 2026 01:13
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/133177

Actions (login required)

View Item