Ekstraksi dan Saponifikasi Minyak Biji Alpukat (Persea Americana)

EKSTRAKSI DAN SAPONIFIKASI MINYAK BIJI ALPUKAT (PERSEA AMERICANA)

Identifikasi

Materi Kimia               : Ekstraksi dan Saponifikasi

Judul                           : Proses Ekstraksi dan Saponifikasi Minyak Biji Alpukat

Deskripsi Materi

Indonesia merupakan negara yang memiliki beragam tumbuh-tumbuhan, salah satunya adalah tumbuhan buah alpukat. Hampir semua masyaratakat Indonesia mengenal dan menyukai buah alpukat ini. Produksi alpukat cukup tinggi di Indonesia, hal ini dapat dibuktikan dengan data produksi buah alpukat pada tahun 2014 dari Badan Pusat Statistik (BPS) yang mencapai 307.326 ton per tahun dan selalu meningkat setiap tahunnya. Sehingga biji buah alpukat ini menjadi suatu limbah yang harus segera ditangani.

Buah alpukat terdiri dari 65% daging buah, 20% biji, dan 15% kulit buah. Biji alpukat mengandung minyak yang hampir sama dengan kedelai sehingga biji alpukat dapat dijadikan sebagai minyak nabati. Minyak biji alpukat (avocado oil) dikenal dengan beberapa khasiatnya salah satunya yakni mampu merawat kulit karena mengandung berbagai macam vitamin dan asam lemak. Komponen utama asam lemak yang terkandung dalam minyak ini adalah asam oleat yang berkhasiat untuk melembabkan kulit. Penggunaan sabun merupakan salah satu solusi untuk mengatasi kulit kering. Oleh karena itu, penulis ingin membuat suatu sabun yang dibuat dengan bahan dasar biji minyak alpukat.

1. Alpukat 

Gambar 1. Buah Alpukat 

Alpukat adalah tanaman diploid (2n=12), termasuk monokotil yang berbiji tunggal yang besar. Kulit dan cangkangnya cukup tebal, dagingnya empuk, ada lapisan dalam tipis yang berbatasan dengan mantel biji. Berat buah rata-rata antara 200 – 400 gram, tetapi beberapa ada yang mencapai 600 – 700 gram, tergantung pada varietasnya. Jumlah buah tiap taunnya ±200 buah/pohon. (Aak, 1992). Alpukat mengandung banyak manfaat seperti protein, mineral Ca, Fe, vitamin A, B,C dan E (Yulistia Budianti, 2016)

Kandungan dalam alpukat meliputi saponin, alkaloid, flavonoid, polifenol, quersetin yang dapat digunakan sebagai obat antiinflamasi atau sebagai agen antibakteri. Minyak alpukat mengandung vitamin E, kalium, antioksidan, lesitin dan banyak nutrisi lain yang dapat menyehatkan kulit. Selain itu, minyak alpukat juga melembabkan, menenangkan kulit dan melindungi kulit dari sinar UV.

Gambar 2. Minyak Alpukat 

Minyak alpukat adalah minyak yang biasa digunakan dalam industri kosmetik, pelembab dan sabun. Minyak ini mengandung sejumlah besar vitamin A, D dan E. Minyak alpukat merupakan bahan penting bagi kulit karena memiliki sifat pelembab dan regenerasi, sehingga digunakan sebagai produk anti-penuaan. Penuaan dan anti- kerut, meningkatkan. keringkan kulit dan berikan elastisitas pada kulit. (Chimsook, 2017)

Minyak biji alpukat adalah minyak yang diperoleh dari ekstraksi alpukat, yang digunakan sebagai salah satu bahan dalam industri kosmetik. Minyak ini dapat diperoleh dengan metode tradisional, yaitu dengan menghancurkan daging buah dalam air, kemudian memanaskan dan mendapatkan minyak yang dihasilkan. (Ordu J, 2018)

Minyak biji alpukat mengandung asam lemak tak jenuh tunggal yang tinggi (74%), asam lemak tak jenuh ganda (11%), dan asam lemak jenuh (13%). Konsentrasi asam lemak tersebut dapat sedikit berbeda karena dipengaruhi faktor varietas, kematangan buah, dan faktor lingkungan pertumbuhan (Arpaia M, 2006). Asam oleat merupakan asam lemak tak jenuh tungal yang jumlahnya paling banyak dalam miyak alpukat yaitu 70 - 74% (Human, 1987) . Asam lemak ini bersifat stabil, efektif menurunkan kolesterol darah, dan mempunyai aktivitas antioksidan. (Jacoeb AM, 2014)

Minyak biji alpukat kaya akan vitamin A, D, E, dan senyawa lesitin. Kandungan ini berkhasiat melembabkan, meregenerasi kulit, memperbaiki kulit kering, dan memberikan elastisitas pada kulit. Kandungan senyawa tersebut juga dapat mengencangkan, melunakkan, dan memperbaiki sel epidermis. Minyak alpukat juga mempunyai fungsi proteksi yang melindungi kulit dari gangguan eksternal seperti angin, suhu yang dingin, sinar matahari, mengurangi gatal, dan luka bakar. Minyak biji alpukat dapat meningkatkan sintesis kolagen dan menurunkan jumlah sel inflamasi selama proses penyembuhan luka. Minyak biji alpukat merupakan tabir surya alami yang menjaga kulit dari sinar UV yang berbahaya untuk kesehatan kulit (Lin T, 2018)

Minyak alpukat biasanya diaplikasikan pada produk kosmetik misalnya dalam sampo untuk bayi, produk perawatan rambut yang rusak, krim penutrisi untuk kulit kering, produk tabir surya, dan produk untuk sekitar mata. Kelebihan minyak alpukat sebagai kosmetik alami yaitu mempunyai sifat penetrasi yang cepat dan aman digunakan berdasarkan hasil tes toksikologi (Gupta SK, 2018) . Minyak ini sangat mudah diserap sehingga akan cepat menembus ke dalam kulit. Hal tersebut bermanfaat untuk mempercepat proses regenerasi sel baru dan meningkatkan sirkulasi dalam kulit (Lianti, 2014)

Ekstraksi

Proses pemisahan dari satu atau lebih komponen pada suatu campuran yang homogen dengan menggunakan pelarut cair (solven) sebagai separating agent disebut dengan ekstraksi. Pemisahan tersebut dapat terjadi atas dasar kemampuan kelarutan yang berbeda dari setiap komponen di dalam campuran. Proses ekstraksi berawal dari adanya penggumpalan ekstrak dengan pelarut yang kemudian terjadi kontak antara bahan dan pelarut sehingga bahan ekstraksi dan pelarut mengalami pengendapan massa secara difusi. Secara difusi berarti proses pemisahannya terjadi karena adaya perpindahan solute, searah dari fasa diluen ke fasa solven sebagai akibat beda potensial diantara dua fasa yang saling kontak sedemikian hingga pada suatu saat system berada dalam keseimbangan  (Santosa, 2004 )

Proses dari pemisahan secara esktraksi terdiri dari beberapa langkah, yakni:

a. Langkah pencampurannya dengan cara menambahkan sejumlah massa solven

sebagai tenaga pemisahnya (massa separating agent)

b. Langkah dalam pembentukan fasa kedua atau fasa ekstrak yang dapat diikuti dengan pembentukan keseimbangan

c. Langkah pemisahan terhadap kedua fasa seimbang

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi efisiensi ekstraksi, diantaranya metode ekstraksi, jenis dan konsentrasi pelarut, ukuran partikel dari bahan yang akan diekstraksi, waktu ekstraksi, suhu, serta rasio pelarut terhadap bahan dan pH ekstraksi.

Secara umum, berdasarkan bahan dan metodenya, ekstraksi sendiri dapat dibedakan menjadi dua macam, yakni ekstraksi padat - cair dan ekstraksi cair-cair.

1. Ekstraksi Padat – Cair (Leaching)

Ekstraksi padat cair (leaching) adalah proses pemisahan suatu zat terlarut yang terdapat dalam suatu padatan dengan mengontakkan padatan tersebut dengan pelarut (solvent) sehingga padatan dan cairan bercampur dan kemudian zat terlarut terpisah dari padatan karena larut dalam pelarut. Pada ekstraksi padat cair terdapat dua fase yaitu fase overflow (ekstrak) dan fase underflow (rafinat/ampas) (Mc.Cabe, 2002).

Metode yang digunakan untuk ekstraksi akan ditentukan oleh banyaknya zat yang larut, penyebarannya dalam padatan, sifat padatan dan besarnya partikel. Jika zat terlarut menyebar merata di dalam padatan, material yang dekat permukaan akan pertama kali larut terlebih dahulu. Pelarut, kemudian akan menangkap bagian pada lapisan luar sebelum mencapai zat terlarut selanjutnya, dan proses akan menjadi lebih sulit dan laju ekstraksi menjadi turun.

Biasanya proses leaching berlangsung dalam tiga tahap, yakni:

a.       Pertama, perubahan fase dalam zat terlarut yang diambil pada saat zat pelarut meresap masuk

b.      Kedua, terjadi proses difusi pada cairan dari dalam partikel padat menuju keluar

c.       Ketiga, terjadinya perpindahan zat terlarut dari padatan ke zat pelarut. Dengan begitu pemilihan solven menjadi sangat penting, kriteria solven yang digunakan adalah:

a.    Solut memiliki kelarutan yang lebih besar dibandingkan kelarutan solven, tetapi solven sedikit atau tidak melarutkan diluen. 

b. Tidak mudah menguap saat proses ekstraksi

c. Mudah sipisahkan dari solute, sehinga dapat dipergunakan kembali

Adapun macam-macam metode ekstraksi: 

a. Ekstraksi Cara Dingin 

Gambar 3. Maserasi

   

 1. Metode Maserasi 

Maserasi adalah cara penyaringan yang sederhana yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari. Cairan penyari akan menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga sel yang mengandung suatu zat aktif, zat aktif akan larut karena adanya perbedaa konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan yang diluar sel, maka larutan yang terpekat akan didesak untuk keluar.

2. Metode Perkolasi 

Gambar 4. Perkolasi

Perkolasi merupakan suatu proses penyaringan simplisia   dengan cara  melewatkan pelarut yang sesuai secara lambat pada  simplisia dalam percolator. Tujuannya supaya zat yang berkhasiat tahan  atau tidak tahan panas dapat tertarik seluruhnya. (Alam, 2007)

b. Ekstraksi Cara Panas 

1. Metode Refluks 

Gambar 5. Metode Refluks 

Salah satu metode sintesis senyawa anorganik adalah refluks, metode ini digunakan apabila dalam sintesis tersebut menggunakan pelarut yang volatil. Prinsip dari metode refluks adalah pelarut volatil yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung.

2. Metode Soxhlet 

Gambar 6. Metode Soxhlet 

Sokletasi adalah suatu metode atau proses pemisahan suatu komponen yang terdapat dalam zat padat dengan cara penyaringan berulang-ulang dengan menggunakan pelarut tertentu, sehingga semua komponen yang diinginkan akan terisolasi. Ekstraktor soxhlet adalah alat yang digunakan untuk mengekstraksi suatu senyawa dari material padatnya.

Alat ini ditemukan oleh Franz von Soxhlet pada tahun 1879 dan pada awalnya hanya digunakan untuk mengekstraksi lemak dari material padatnya. Suatu senyawa yang memiliki kelarutan yang sangat spesifik dengan larutan tertentu dapat dipisahkan dengan mudah dengan proses filtrasi sederhana. Namun apabila senyawa tersebut memiliki kelarutan yang terbatas, dapat digunakan metode soxhlet untuk memisahkan senyawa tersebut dari material asalnya. 

Sokletasi digunakan pada pelarut organik tertentu yang berfungsi melarutkan senyawa yang akan diekstraksi. Pelarut ini biasanya adalah larutan yang bersifat non polar. Dengan cara pemanasan, sehingga uap yang timbul setelah dingin secara kontinyu akan membasahi sampel, secara teratur pelarut tersebut dimasukkan kembali ke dalam labu dengan membawa senyawa kimia yang akan diisolasi tersebut. (Sudjadi, 1986).

Bahan padat dibungkus kertas saring agar material padat tidak ikut larut bersama pelarut. Satu siklus soxhlet berakhir ketika sifon mengeluarkan seluruh isinya menuju tabung distilasi. Siklus tersebut dilakukan berulang-ulang hingga seluruh senyawa yang diinginkan terekstraksi. Ekstraktor soxhlet akan menghemat penggunaan pelarut, karena dapat digunakan berulang-ulang. Senyawa yang telah terlarut tidak akan ikut menguap saat dipanaskan karena suhu reflux telah diatur di bawah titik didih senyawa. Berdasarkan pembahasan tersebut maka metode yang tepat untuk penelitian saya yakni metode soxhlet. Pelarut yang digunakan etil asetat dan isopropyl alkhol. Faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi yakni :

a.       Suhu kelarutan bahan yang diekstraksi.

b.      Penyiapan bahan sebelum diekstraksi, dilakukan tahap persiapan bahan baku seperti pengupasan kulit.

c.       Ukuran partikel, semakin kecil ukuran partikel maka akan semakin besar luas bidang kontak antara padatan dan solven

d.      Waktu, semakin lama waktu ekstraksi maka akan semakin tinggi hasil yang diperoleh

                                        

                                            Saponifikasi

Gambar 7. Sabun 

Saponifikasi merupakan salah satu metode pemurnian secara fisik. Saponifikasi dilakukan dengan menambahkan basa pada minyak yang akan dimurnikan. Sabun yang terbentuk dari proses ini dapat dipisahkan dengan 30 sentrifugasi. Penambahan basa pada proses saponifikasi akan bereaksi dengan asam lemak bebas membentuk sabun yang mengendap dengan membawa serta lender, kotoran dan sebagian zat warna. Pada proses ini terjadi pemisahan asam lemak bebas dari minyak atau lemak dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun (soap stock).

Proses pembuatan sabun yang berlangsung dengan mereaksikan asam lemak dengan alkali yang akan menghasilkan sintesa dan air serta garam karbonil (sejenis sabun) (Zulkifli, 2014). Berikut adalah reaksi saponifkasi: 

Gambar 8. Reaksi Saponifikasi 

Prinsip dari saponifikasi sendiri adalah penambahan larutan alkali (KOH/NaOH) dilakukan sedikit demi sedikit sambil di aduk dan dipanasi. Tersabunkannya asam lemak dengan alkali dalam keadaan bebas ataupun terikat yakni sebagai minyak atau lemak (gliserida) dengan cara minyak dan lemak tersebut direaksikan dengan alkali untuk menghasilkan sabun dan gliserida. Lemak adalah zat organic hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air. Unsur penyusunlemak adalah kabron, hydrogen, oksigen dan kadang juga ada fosfor serta nitrogen.

Molekul lemak terdiri dari empat bagian yakni satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak (Sastrohamidjojo, 2005). Sedangkan minyak adalah suatu ester alam berasal dari hewan dan tumbuhan. Minyak merupakan suatu ester karena dibentuk melalui reaksi esterifikasi antara alcohol dan asam karboksilat. Minyak yang dihasilkan pada saat proses ekstraksi kemudian disaponifikasi dan mencampurkannya dengan larutan NaOH encer selama ± 20-30 menit. Kemudian, sabun dihasilkan dan diawetkan selama ±24 jam.

Adapun manfaat-manfaat lain dari biji alpukat yakni:  

Kemudian di bawah ini akan ada video DIY dalam pembuatan sabun namun dengan proses yang lebih mudah : 

 GLOSARIUM

1.  Monokotil    : Tumbuhan monokotil dapat diartikan juga sebagai jenis tumbuhan dengan biji berkeping satu, biji tunggal atau (mono).

2.    Diploid         : Kromosom homolog yang berpasangan atau dalam satu set

3. Saponin     : senyawa bahan alam yang memiliki sifat ampifilik serta dapat menurunkan tegangan pada permukaan

4.  Alkaloid     : Golongan senyawa basa bernitrogen yang heterosiklik dan terdapat pada tumbuhan serta berfungsi memacu sistem saraf, menaikkan atau menurunkan tekanan darah dan melawan infeksi mikroba

5.      Flavonoid    : Salah satu jenis antioksidan yang berfungsi menangkal radikal bebas

6.   Polifenol     : senyawa alami yang terkandung dalam tumbuhan dan berperan sebagai antioksidan yang bermanfaat untuk memelihara kesehatan tubuh

7.  Quersetin  : pigmen tanaman yang mengandung senyawa antioksidan yang cukup kuat yang berfungsi untuk mengurangi gejala alergi dan menangkal radikal bebas

8.      Antiinflamasi : Dapat disebut dengan antiradang yakni sifat yang mengurangi peradangan

9.      Asam lemak    : Asam karboksilat dengan rantai alifatik panjang yang jenuh maupun tak jenuh berfungsi sebagai energi untuk otot, jantung dan organ lain

10.  Varietas      : sekelompok tanaman dari suatu jenis atau spesies tanaman yang memiliki karakteristik tertentu seperti bentuk, pertumbuhan tanaman, daun, bunga, dan biji yang dapat membedakan dari jenis atau spesies tanaman lain, dan apabila diperbanyak tidak mengalami perubahan

11.  Solute                    : Zat terlarut

12.  Solvent                  : Zat Pelarut

13.  Simplisia               : bahan alamiah yang telah dikeringkan

14.  Volatile                  : Mudah menguap

15.  Esterifikasi : reaksi pembentukan ester dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol

DAFTAR PUSTAKA

Aak. (1992). Petunjuk Praktis Bertanam Sayuran. Yogyakarta : Penerbit Kanisius .

Alam, G. d. (2007). Penuntun Praktikum Fitokimia. Makassar: UIN Alauddin .

Arpaia M, J. C. (2006). Avcoado Postharvest Quality. Proc Calif Avocado Research Symposium, 143-155.

Chimsook. (2017). Formulation of Skin Care Cream from Avocado Oil and Adlay Seed Extract. International Journal Applied Science and Technology, 53 -34.

Gupta SK, S. P. (2018). Nutritional and Pharmceutical Benefits of Avocado Plant. Journal of Advanced Scientific Research , 5.

Human, T. (1987). Oil as a by product of the avocado. South African: Avocado Growers’ Association Yearbook, 159-162.

Jacoeb AM, S. P. (2014). Kandungan Asam Lemak, Kolesterol, dan Deskripsi Jaringan Daging Belut Segar dan Rebus. JPHPI, 139-140.

Lianti, R. (2014). Khasiat Dahsyat Alpukat. Jakarta: Healthy Books.

 

Lin T, Z. L. (2018). Anti Inflammatory and Skin Barrier Repair Effects of Topical Application of Some Plant Oils. International Journal Molecular Sciences, 12.

Mc.Cabe, W. L. (2002). Unit Operation of Chemical Engineering Edition 4. Singapore: Mc.

Grow Hill International Book Co.

 

Ordu J, J. G. (2018). Evaluation of Pulp Oil from Persea Americana ( Avocado Fruit ) in Pharmaceutical Cream Formulation. International Journal Advances in Scientific Research Engineering, 16.

Santosa, H. (2004 ). Operasi Teknik Kimia Ekstraksi. Semarang : Universitas Diponegoro. Sastrohamidjojo, H. (2005). Kimia Dasar Edisis 2. Yogyakarta: UGM Press.

 

Sudjadi, D. (1986). Metode Pemisahan. Yogyakarta : UGM Press.

 

Yulistia Budianti, d. (2016). UJI AKTIVITAS EKSTRAK ETANOL 70% DAUN

SENGGANI (Melastoma . ISSN Elektronik , 226.

Zulkifli, M. d. (2014). Sabun Dari Destilat Asam Lemak Minyak Sawit. Kajian Pustaka,Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, 171-174.