Saat ini, budidaya nyamplung di Indonesia berkembang dengan baik, karena tanaman dapat tumbuh subur di tanah berpasir, berbatu, liat, dan berkapur. Tanaman nyamplung biasanya digunakan sebagai untuk penahan angin, mengurangi abras, dan menjaga demarkasi pesisir; sedangkan kayunya digunakan dalam pembuatan kapal dan pembuatan furnitur. Minyak yang diekstraksi dari biji nyamplung juga telah banyak digunakan sebagai bahan baku biodiesel, karena produktivitasnya yang tinggi dan minyak yang diperoleh memiliki sifat yang mendekati mineral, sifat terapeutik, dan antiradikal dan juga memiliki biologis serta aktivitas osteogenik.
Selain minyak, biji nyamplung juga mengandung resin sekitar 29% dari berat bahan kering. Resin ini beracun, tetapi mengandung senyawa kimia yang bermanfaat seperti xanthone dan turunannya 4-6% polifenol, dan flavonoid. Resin ini juga menunjukkan aktivitas antivirus, antikanker, antimikroba, anti-HIV, dan anti-inflamasi yang sangat baik.
Saat ini, metode ekstraksi dan pemurnian dilakukan menggunakan campuran biner pelarut polar dan nonpolar, yang secara efisien mengekstrak minyak dan resin dari biji nyamplung, dan memisahkannya secara langsung, dengan kadar minyak tertinggi (51%) dan resin (18%) telah dicapai pada 50 °C, 800 rpm dan rasio 2:1 n-heksana terhadap metanol selama 5 jam. Namun, untuk waktu dan kecepatan pengadukan yang sama, hasil minyak yang lebih tinggi (59%) baru-baru ini diperoleh penulis pada rasio n-heksana-untuk-metanol yang lebih tinggi (2,5 : 1).
Persentase minyak yang dipisahkan dari resin lebih dari 88%, dan pengotornya rendah. Ini juga menunjukkan aktivitas penghambatan terhadap Staphylococcus aureus, dan resin yang dipisahkan memiliki 4-6% dari total kandungan fenolik.
Penelitian yang disajikan di sini dilakukan untuk waktu bersamaan dengan ekstrak minyak-resin nyamplung dan pemisahan pada skala pilot menggunakan pelarut biner yang terbuat dari campuran n-heksana dan metanol. Optimasi waktu ekstraksi dan kecepatan pengadukan dianalisis menggunakan metodologi respon permukaan dan model polinomial orde dua untuk memaksimalkan hasil minyak dan resin dan untuk mendapatkan hasil optimal.
Percobaan dilakukan dengan mencampur biji kering (1 kg) dan metanol (1 L) dengan cara digiling dalam blender selama 5-10 menit. Ekstrak metanol (1 L) dan n-heksana (5 L), sesuai dengan rasio total metanol-n-heksana 2 : 5 (v/v), kemudian dituangkan ke dalam campuran. Jumlah benih dengan rasio terhadap pelarut sebesar 1 : 7 (b/v, dinyatakan dalam kg/L) digunakan dalam semua percobaan. Reaktor 10 L dilengkapi dengan pemanas, agitator dan sistem refluks digunakan selama percobaan. Waktu eksatraksi divariasi (4-6 jam) dan kecepatan pengadukan (200-600 rpm) untuk memaksimalkan hasil minyak dan resin, dan suhu dijaga konstan pada 50 °C.
Campuran didinginkan sampai suhu kamar setelah ekstraksi lengkap dan kemudian disaring menggunakan filter vakum untuk memisahkan ampas dari filtrat. Filtrat dibiarkan selama beberapa jam untuk memisahkan menjadi dua lapisan: fraksi n-heksana-minyak di lapisan atas dan fraksi metanol-resin di lapisan bawah. Sebuah rotary evaporator digunakan untuk memulihkan minyak dan resin dengan penguapan n-heksana dan metanol. Minyak dan resin selanjutnya dikeringkan selama 1 jam pada suhu 105 °C sebelum ditimbang. Hasil minyak, hasil resin, efisiensi ekstraksi dan persentase resin yang dipisahkan kemudian ditentukan dengan suatu rumus.
Pengaruh kondisi ekstraksi pada hasil minyak dan resin dan pada sifat fisikokimianya diperiksa dengan desain eksperimental komposit pusat dan kondisi ekstraksi.
Hasil Penelitian
Hasil percobaan menunjukkan bahwa waktu dan kecepatan pengadukan mempengaruhi rendemen minyak, tetapi berdasarkan hasil analisis varians (Uji F dengan P = 0,05 sebagai ambang batas signifikansi), pengaruh waktu lebih kuat daripada bahwa dari kecepatan pengadukan. Hasil minyak meningkat seiring waktu dan kecepatan pengadukan meningkat, dan hasil minyak optimum (65,2%) dicapai pada 5,2 jam dan 405 rpm. Peningkatan ini didukung oleh peningkatan efisiensi ekstraksi dari 77 menjadi 96%.
Peningkatan hasil minyak terbatas pada 5,2 jam, setelah itu terus menurun. Hal ini menunjukkan bahwa sistem telah mencapai kondisi optimum pada 5,2 jam, dan juga telah mencapai kesetimbangan. Meskipun hasil minyak menurun setelah 5,2 jam, kandungan trigliseridanya relatif stabil (sekitar 77%), menunjukkan bahwa waktu tidak berpengaruh pada trigliserida. Hal ini mungkin disebabkan oleh kandungan digliserida, monogliserida dan asam lemak bebas dari minyak yang diperoleh dalam penelitian ini jauh lebih tinggi daripada yang sebelumnya (22-25 vs 2-5%). Ini mungkin telah mempengaruhi keseimbangan degradasi trigliserida, seperti yang dilaporkan oleh Lee et al. (2000).
Dibandingkan dengan hasil minyak tertinggi (51–54 db.%) yang diamati pada penelitian sebelumnya (Jahirul et al. 2015), hasil minyak optimal dalam penelitian ini (65 db.%) lebih tinggi, dan waktu diperlukan untuk memperolehnya adalah 3-10 kali lebih pendek (5,2 jam vs 16-48 jam) tetapi rasio n-heksana-ke-biji adalah 1,7 kali lebih tinggi (5: 1 vs 3: 1) dan pelarut-ke- rasio benih 2,3 kali lebih tinggi (7:1 vs 3:1). Pelarut berlebih ini dapat dipulihkan dan didaur ulang dalam prosesnya. Jumlah minyak yang terekstraksi dalam penelitian ini juga lebih tinggi dibandingkan dengan yang diekstraksi dengan pelarut biner pada waktu dan suhu yang sama (65 vs 51%). Peningkatan rasio n-heksana-metana dari 2 : 1 menjadi 2,5 : 1 mungkin telah meningkatkan hasil minyak karena penurunan polaritas, meskipun kecepatan pengadukan yang digunakan lebih rendah (400 vs 800 rpm).
Kesimpulan
Pelarut biner secara efektif mengekstraksi minyak dan resin dari biji nyamplung dan memisahkannya secara langsung. Kondisi ekstraksi dioptimalkan pada hasil minyak dan resin, dengan waktu ekstraksi menjadi faktor yang paling berpengaruh. Hasil optimum untuk minyak (65 db.%) dan resin (16 db.%) diperoleh pada 5,2 jam dan 433rpm. Minyak dan resin tersebut diperkirakan berkualitas baik dengan kandungan trigliserida, kandungan total fenolik dan aktivitas antioksidan yang cukup tinggi. Hasil aktual dari minyak (65%) dan resin (15%) dan kualitas yang diperoleh sesuai dengan nilai prediksinya, mengkonfirmasikan bahwa model kondisi ekstraksi optimal adalah valid. Dengan demikian, proses yang dapat diterapkan pada skala pilot dan kondisi operasi optimal untuk ekstraksi dan pemisahan minyak-resin berhasil dicapai.
Penulis: Hartati
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan: https://www.agriculturejournals.cz/web/rae.htm?type=article&id=67_2020-RAE
Ika Amalia Kartika*, Muriel Cerny, Virginie Vandenbossche, Philippe Evon, Wega Trisunaryanti, Rino Rakhmata Mukti, Hartati, Nancy Dewi Yuliana, Illah Sailah, Optimisation of concurrent Calophyllum oil-resin extraction and separation, Research in Agricultural Engineering, 67, 2021 (2), 84-91.
