## EKSTRAKSI BAHAN PEWARNA ALAMI DARI KAYU MAHONI
( Swietenia mahagoni ) MENGGUNAKAN METODE MAE ( MICROWAVE ASSISTED EXTRACTION )
Selfina Gala, Heri Septya Kusuma, Robby Ginanjar Margo Sudrajat, David Febrilliant Susanto, dan Mahfud
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, ITS Surabaya Email: selfinagala90@gmail.com; heriseptyakusuma@gmail.com; mahfud@chem-eng.its.ac.id

## Abstrak
Saat ini banyaknya pemakaian zat warna sintetis dapat disebabkan oleh faktor kemudahan memperoleh zat  warna  sintetis  serta  faktor  produksi  dan  penggunaan  zat  warna  alam  yang  belum  optimal.  Akan  tetapi mengingat  harga  zat  pewarna  sintetis  yang  cenderung  lebih  mahal,  potensi  pencemaran  lingkungan  akibat pemakaian  zat  warna  sintetis  yang  cukup  besar,  serta  adanya  kandungan  azodyes  tertentu  dalam  zat  warna sintetis yang telah dilarang penggunaannya, maka pemakaian zat warna alam perlu dibudayakan. Oleh karena itu  pada  penelitian  ini  dilakukan  proses  ekstraksi  bahan  pewarna  alami  dari  kayu  mahoni  dengan  metode Microwave  Assisted  Extraction.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  lama  ekstraksi  dan daya  microwave  yang  digunakan  terhadap  rendemen  (yield)  pewarna  yang  diperoleh.  Cacahan  kayu  mahoni sebanyak  10  g  diekstraksi  dengan  menggunakan  metode  Microwave  Assisted  Extraction  (MAE)  dengan memvariasi  daya  microwave  (100  W  dan  380  W)  dan  waktu  ekstraksi  (10,  20,  30,  40,  dan  50  menit).  Filtrat yang diperoleh dipanaskan sampai diperoleh serbuk bahan pewarna. Dari hasil penelitian dapat dilihat bahwa semakin besar daya microwave yang digunakan dan semakin lama waktu yang diperlukan untuk ekstraksi maka pewarna  yang  dihasilkan  akan  semakin  banyak.  Dari  hasil  pencelupan  pewarna  dari  kayu  mahoni,  bahan kertas  saring  dapat  dicelup  dengan  baik  dan  memberikan  warna  coklat.  Sedangkan  dari  hasil  pengujian ketahanan  luntur  warna  terhadap  bahan  kertas  saring  melalui  pencucian  dan  penggosokan  terlihat  bahwa pencelupan  dengan  pewarna  dari  kayu  mahoni  memiliki  ketahanan  luntur  yang  baik.  Hal  ini  membuktikan bahwa kandungan yang terdapat pada kayu mahoni dapat digunakan sebagai zat warna alami.
Kata kunci : Microwave Assisted Extraction (MAE), kayu mahoni, pewarna alami

## Abstract
Currently  the  use  of  synthetic  dyes  can  be  caused  by  the  ease  of  obtaining  synthetic  dyes  as  well  as factors of production and the use of natural dyes which still not optimal. But considering the price of synthetic dyes which tend to be more expensive, the potential of environmental pollution due to the use of synthetic dyes become quite large, as well as the content of certain azodyes in synthetic dye which has been prohibited, then the  use  of  natural  dyes  needs  to  be  cultivated.  Therefore,  in  this  study  conducted  natural  dyes  extraction  of mahogany with Microwave Assisted Extraction method. The purpose of this study was to determine the effect of extraction  time  and  microwave  power  is  used  to  the  yield  of  obtained  dyes.  Chopped  mahogany  10  grams extracted using MAE (Microwave Assisted Extraction) by varying the microwave power (100 W and 380 W) and extraction time (10, 20, 30, 40, and 50 minutes). The filtrate obtained is heated to obtain a powder dye. From the  research  results  can  be  seen  that  the  greater  the  microwave  power  used  and  the  longer  time  required  for extraction of the dye produced become more and more. From the results of dyeing dyes mahogany, paper filter material can be dyed well and gives a brown color. While based on the testing of color fastness on filter paper material  by  washing and  scrubbing  seen  that  dyeing  with  dyes  of  mahogany  has  a good fastness.  This  proves that the content contained in mahogany can be used as a natural dye.
Keywords : MAE (Microwave Assisted Extraction), mahogany, natural dyes
Selfina  Gala,  Heri  Septya  Kusuma,  Robby  Ginanjar  Margo  Sudrajat,  David  Febrilliant  Susanto,  dan  Mahfud: Ekstraksi bahan pewarna alami dari kayu mahoni ( swietenia mahagoni ) menggunakan metode mae ( microwave assisted extraction )

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  dunia  industri  dewasa ini menuntut konsep industri berwawasan lingkungan, yaitu  pemanfaatan  teknologi  untuk  industri  sebesar- besarnya dengan tingkat pencemaran lingkungan yang sekecil-kecilnya.  Pada  industri  penyamakan  kulit  dan tekstil untuk keperluan pewarnaan banyak dipergunakan  bahan  pewarna.  Bahan  pewarna  untuk industri  modern  biasanya  mempergunakan  zat  warna sintetis  yang  sebagian  besar  masih  diimpor  dari negara  maju.  Kondisi  demikian  menjadikan  biaya proses  industri  tersebut  menjadi  lebih  mahal.  Zat warna  yang  sering  digunakan  dalam  industri  tersebut adalah jenis naphtol, indigosol, dan rapid. Ketiga jenis pewarna sintetis tersebut diduga bersifat karsinogenik, yang dapat menyebabkan kanker (Husodo, 1998).
Dalam  pemakaian  zat  warna  sintetis,  meskipun secara  nyata  telah  membuktikan  kualitas  hasil penyamakan  dan  pewarnaan  yang  baik,  tetapi  air buangan  sisa  proses  tersebut  mempunyai  potensi pencemaran lingkungan. Oleh karena itu industri yang mempergunakan  zat  warna  sintetis  diharuskan mengeluarkan  biaya  yang  sangat  besar  untuk mengelola air buangan tersebut agar tidak mencemari lingkungan. Berbeda dengan  zat  warna sintetis,  maka pemakaian  zat  warna  alam  dalam  pewarnaan  tekstil dan penyamakan kulit cenderung lebih bersifat ramah lingkungan. Hal ini disebabkan karena zat warna alam tidak  mengandung  senyawa-senyawa  atau  logam- logam  tertentu  yang  secara  kimia  atau  klinis berpotensi  mencemari  lingkungan.  Selain  itu  zat warna alam  yang  merupakan  bahan organik  memiliki sifat  yang  cenderung  lebih  mudah  untuk  didegradasi oleh  lingkungan.  Di  Indonesia  yang  memiliki  iklim tropis  banyak  tumbuh  tanaman,  baik  tanaman  lunak maupun  tanaman  keras  yang  mengandung  bahan pewarna berkualitas tinggi. Tanaman tersebut misalnya  :  kayu  nangka,  kayu  mahoni,  kayu  tegeran, dan  sebagainya,  yang  mampu  memberikan  deret warna  tertentu  untuk  kebutuhan  pewarnaan  pada industri  tekstil  maupun  penyamakan  kulit  (Kismolo, 2000).
Pemakaian  zat  warna  sintetis  lebih  disebabkan karena  faktor  kemudahan  memperoleh  zat  warna sintetis  serta  faktor  produksi  dan  penggunaan  zat warna  alam  yang  belum  optimal.  Akan  tetapi mengingat harga zat pewarna sintetis yang cenderung lebih  mahal,  potensi  pencemaran  lingkungan  akibat pemakaian  zat  warna  sintetis  yang  cukup  besar,  serta
adanya  kandungan azodyes tertentu  dalam  zat  warna sintetis  yang  telah  dilarang  penggunaannya,  maka pemakaian zat warna alam perlu dibudayakan. Sejalan dengan  hal  tersebut  diperlukan  penelitian  untuk pengambilan zat warna alam dari kayu. Dalam hal ini tahapan  proses  pembuatan  zat  warna  alam  pada umumnya  meliputi  sortasi  bahan  kayu,  preparasi bahan  kayu,  ekstraksi,  penyaringan,  pemekatan, powderisasi, sterilisasi dan pewadahan. Pada penelitian  ini  akan  digunakan  kayu  mahoni  sebagai zat  pewarna  dengan  proses  ekstraksi  menggunakan metode Microwave Assisted Extraction (MAE).
Microwave
Assisted
Extraction (MAE) merupakan  ekstraksi  yang  memanfaatkan  gelombang mikro  untuk  mempercepat  ekstraksi  selektif  melalui pemanasan pelarut secara cepat dan efisien (Jain et.al ., 2009).  Menurut  beberapa  penelitian, Microwave Assisted  Extraction (MAE)  dapat  meningkatkan efisiensi dan efektifitas ekstraksi bahan aktif berbagai jenis  rempah-rempah,  tanaman  herbal,  dan  buah- buahan (Calinescu et.al ., 2001). Selain itu, penggunaan  atau  pemilihan  ekstraksi  menggunakan Microwave Assisted Extraction (MAE) ini disebabkan karena pada penelitian ini ekstraksi dilakukan dengan menggunakan  pelarut  akuades.  Dimana  akuades memiliki konstanta dielektrik yang tinggi dibandingkan  dengan  pelarut  lainnya.  Sehingga  pada penelitian  ini  proses  ekstraksi  akan  sangat  cocok dilakukan menggunakan Microwave Assisted Extraction (MAE) (Mandal et.al ., 2007).
Tujuan  pada  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  pengaruh  lama  ekstraksi  dan  daya microwave yang digunakan.

## METODE PENELITIAN
Rancangan  penelitian  yang  digunakan  adalah Rancangan  Acak  Kelompok  (RAK)  yang  tersusun atas  2  faktor  perlakuan  yaitu  lama  ekstraksi  yang terdiri  atas  5  level  dan  daya microwave yang digunakan  yang  terdiri  atas  2  level.  Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 2 kali sehingga diperoleh 20 satuan percobaan.

## Bahan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah kayu  mahoni  yang  diperoleh  dari  Kabupaten Kebumen,  Jawa  Tengah.  Sedangkan  bahan  kimia yang  digunakan  pada  ekstraksi  dengan  metode
Microwave  Assisted  Extraction (MAE)  adalah akuades dan NaOH.

## Alat
Alat-alat yang digunakan untuk ekstraksi dengan metode Microwave Assisted Extraction (MAE) adalah neraca  analitik  (Ohaus  Adventurer  Pro  AV264C), hotplate ,  blender  (Arte  BL-001), microwave  oven (Electrolux, 2450 MHz, max 700 Watt), kertas saring, saringan,  corong  porselen,  pompa  vakum,  spatula stainless  steel ,  dan  berbagai  macam glassware (gelas beaker , gelas ukur, botol kaca).
Gambar 1 . Skematik dari Microwave Assisted Extraction (MAE) yang digunakan untuk ekstraksi pewarna dari kayu mahoni.

## Keterangan :
1. Bahan yang diekstraksi (kayu mahoni)
2. Distiller (labu alas bulat leher dua)
3. Microwave oven
4. Pengatur waktu
5. Pengatur daya
6. Indikator temperatur
7. Kondensor Allihn

## Tahapan Penelitian
Pembuatan cacahan kayu mahoni:
1. Kayu  mahoni  yang  baru  didapat  disortasi  dan dikeringkan terlebih dahulu selama 3 hari
2. Kayu  mahoni  yang  telah  dikeringkan  kemudian diblender hingga menjadi bentuk cacah
Ekstraksi pewarna dari kayu mahoni menggunakan metode Microwave Assisted Extraction (MAE):
1. Cacahan  kayu  mahoni  ditimbang  sebanyak  10  g, kemudian  dimasukkan  ke  dalam distiller dan ditambahkan  pelarut  akuades-NaOH  dengan volume sebanyak 505 mL (500 mL akuades dan 5 mL NaOH dengan pH 10)
2. Distiller selanjutnya dimasukkan dalam microwave  oven dengan  daya  dan  lama  waktu ekstraksi sesuai dengan rancangan percobaan
3. Setelah  proses  ekstraksi  selesai,  filtrat  yang diperoleh dipisahkan dengan menggunakan pompa vakum
4. Filtrat  yang  diperoleh  tersebut  selanjutnya ditampung  dalam  gelas beaker untuk  kemudian diuapkan  atau  dihilangkan  pelarutnya  (akuades) dengan menggunakan hotplate
5. Pewarna  yang  menempel  pada  gelas beaker diambil dengan cara
menggosok-gosok
menggunakan spatula stainless steel
6. Pewarna  yang  diperoleh  disimpan  dalam  botol kaca  dan  ditimbang  untuk  mengetahui  rendemen ( yield ) yang dihasilkan
Gambar 2. Cacahan kayu mahoni yang telah dikeringkan.

## Pencelupan
Langkah  kerja  proses  pewarnaan  dengan  cara pencelupan adalah 5 g bubuk warna dari kayu mahoni diencerkan  dengan  100  mL  air,  kemudian  larutan dipanaskan  sampai  mendidih  (Handika,  2002). Kemudian  kertas  saring  yang  merupakan  bahan  uji dicelupkan  ke  dalam  larutan  tersebut  dan  selanjutnya dikeringkan.

## Uji Ketahanan Luntur
Untuk menguji ketahanan luntur dari pewarnaan pada  kertas  saring  dapat  dilakukan  dengan  cara penggosokan  dan  pencucian  terhadap  bahan  yang telah  diwarnai,  yaitu  dengan  mencuci  bahan  dengan sabun,  lalu  digosok  atau  disikat  dan  terakhir  dibilas serta dikeringkan (Mukhlis, 2011).
1 2 6 7 water in water out 4 5 3
Selfina  Gala,  Heri  Septya  Kusuma,  Robby  Ginanjar  Margo  Sudrajat,  David  Febrilliant  Susanto,  dan  Mahfud: Ekstraksi bahan pewarna alami dari kayu mahoni ( swietenia mahagoni ) menggunakan metode mae ( microwave assisted extraction )

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  ekstraksi  pewarna  dari  kayu  mahoni menggunakan metode Microwave Assisted Extraction (MAE)  ini  dilakukan  pengukuran  suhu  bahan  selama proses  ekstraksi  berlangsung.  Suhu  bahan  selama proses  ekstraksi  cacahan  kayu  mahoni  diukur  setiap menit  menggunakan  termokopel.  Pengukuran  ini penting  karena  pemanasan  dengan microwave menyebabkan perubahan suhu dan suhu ini memberikan  pengaruh  terhadap  pemecahan  dinding- dinding  sel  dari  bahan.  Semakin  besar  daya microwave yang digunakan untuk ekstraksi mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu yang
semakin  tinggi.  Data  suhu  hasil  pengukuran  dapat dilihat pada Gambar 3, 4, 5, 6, dan 7.
Dari  kelima  grafik  tersebut  dapat  dilihat  bahwa semakin  besar  intensitas  radiasi  yang  diberikan  pada proses  ekstraksi,  maka  suhu  pada  proses  ekstraksi tersebut  semakin  meningkat.  Hal  ini  dikarenakan pemanasan  dengan  gelombang  mikro  meningkat untuk  cairan  ataupun  padatan  yang  dapat  mengubah energi  elektromagnetik  menjadi  panas  (Elwin,  2014). Semakin  besar  intensitas  radiasi  yang  diberikan  pada proses  ekstraksi,  maka  semakin  banyak  energi elektromagnetik  yang  dirubah  menjadi  energi  panas sehingga suhu menjadi semakin meningkat.
Gambar 3. Profil temperatur pada proses ekstraksi dengan metode MAE selama 10 menit.
Gambar 4. Profil temperatur pada proses ekstraksi dengan metode MAE selama 20 menit
Gambar 5. Profil temperatur pada proses ekstraksi dengan metode MAE selama 30 menit.
Gambar 6. Profil temperatur pada proses ekstraksi dengan metode MAE selama 40 menit
Gambar 7. Profil temperatur pada proses ekstraksi dengan metode MAE selama 50 menit
Gambar 8. Grafik hubungan antara berat serbuk pewarna hasil variasi daya microwave dan waktu ekstraksi untuk 10 g cacahan kayu mahoni
Gambar 9 . Grafik hubungan antara rendemen ( yield ) serbuk pewarna hasil variasi daya microwave dan waktu ekstraksi untuk 10 g cacahan kayu mahoni
Pada  penelitian  ini  dengan  semakin  besarnya daya microwave yang  digunakan  dan  semakin  lama waktu  yang  diperlukan  untuk  ekstraksi,  maka  zat warna  yang  dihasilkan  akan  semakin  banyak.  Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel  1.  Berat  serbuk  pewarna  hasil  variasi  daya microwave dan  waktu  ekstraksi  untuk  10  g  cacahan kayu mahoni. Daya (Watt) Waktu (menit) Berat Zat Warna (g) Rendemen ( Yield ) (%) 100 10 0,1203 ± 0,0037 1,2035 ± 0,0375 20 0,1589 ± 0,0049 1,5885 ± 0,0488 30 0,2132 ± 0,0028 2,1315 ± 0,0276 40 0,2567 ± 0,0016 2,5665 ± 0,0163 50 0,3191 ± 0,0028 3,1915 ± 0,0276 380 10 0,2515 ± 0,0038 2,5150 ± 0,0382 20 0,3759 ± 0,0085 3,7590 ± 0,0849 30 0,4059 ± 0,0023 4,0595 ± 0,0233 40 0,4468 ± 0,0083 4,4685 ± 0,0827 50 0,4604 ± 0,0075 4,6040 ± 0,0750 Penggunaan metode
Microwave Assisted Extraction (MAE) untuk ekstraksi pewarna dari kayu mahoni  ini  dapat  dikatakan  lebih  baik  dalam  hal rendemen  ( yield )  yang  dihasilkan  dan  waktu ekstraksi  yang  diperlukan  apabila  dibandingkan dengan  metode  lain  yang  juga  digunakan  untuk mengekstrak  pewarna  dari  kayu  mahoni.  Pada penelitian yang dilakukan oleh Prayitno et.al . (2003) ekstraksi  pewarna  dari  kayu  mahoni  dilakukan dengan  menggunakan  rotavapor,  dimana  diperoleh kondisi  operasi  optimal  yaitu  ketika  menggunakan serbuk kayu mahoni sebanyak 400 g, waktu ekstraksi selama 90 menit, dan suhu operasi pada 60 o C. Dalam penelitian tersebut diperoleh pewarna sebesar 3,3185 g  atau  rendemen  ( yield )  sebesar  0,8296%.  Sehingga apabila  dilakukan  perbandingan  antara  rendemen ( yield )  yang  dihasilkan  dan  waktu  ekstraksi  yang diperlukan dari kedua metode yang ada yaitu dengan menggunakan rotavapor dan dengan metode Microwave  Assisted  Extraction (MAE),  maka  dapat dikatakan  bahwa  metode Microwave  Assisted Extraction (MAE)  lebih  efektif  dan  efisien  untuk digunakan mengekstrak bahan pewarna alam.
Selfina  Gala,  Heri  Septya  Kusuma,  Robby  Ginanjar  Margo  Sudrajat,  David  Febrilliant  Susanto,  dan  Mahfud: Ekstraksi bahan pewarna alami dari kayu mahoni ( swietenia mahagoni ) menggunakan metode mae ( microwave assisted extraction )
Gambar 10. Hasil pewarna alam yang diperoleh dari kayu mahoni dan disimpan dalam botol kaca
Pada  pencelupan  pewarna  dari  kayu  mahoni, bahan  kertas  saring  dapat  dicelup  dengan  baik  dan memberikan  warna  coklat.  Hasil  pewarnaan  pada kertas saring dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Bahan kertas saring tanpa pewarnaan
(kiri) dan pewarnaan (kanan)
Sedangkan  pada  pengujian  ketahanan  luntur warna  terhadap  bahan  kertas  saring  melalui pencucian dan penggosokan terlihat bahwa pencelupan  dengan  pewarna  dari  kayu  mahoni memiliki  ketahanan  luntur  yang  baik.  Hal  ini membuktikan  bahwa  kandungan  yang  terdapat  pada kayu  mahoni  dapat  digunakan  sebagai  zat  warna alami.
Gambar 12. Bahan kertas saring sebelum (kiri) dan setelah (kanan) pengujian ketahanan luntur warna

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ekstraksi zat warna alami  dari  kayu  mahoni  ( Swietenia  mahagoni ) menggunakan metode Microwave Assisted Extraction (MAE),  dapat  diketahui  bahwa  semakin besar  daya microwave yang  digunakan  dan  semakin lama  waktu  yang  diperlukan  untuk  ekstraksi  maka pewarna yang dihasilkan akan semakin banyak. Dari hasil  pencelupan  pewarna  dari  kayu  mahoni,  bahan kertas  saring  dapat  dicelup  dengan  baik  dan memberikan  warna  coklat.  Sedangkan  dari  hasil pengujian  ketahanan  luntur  warna  terhadap  bahan kertas  saring  melalui  pencucian  dan  penggosokan terlihat bahwa pencelupan dengan pewarna dari kayu mahoni memiliki ketahanan luntur yang baik. Hal ini membuktikan  bahwa  kandungan  yang  terdapat  pada kayu  mahoni  dapat  digunakan  sebagai  zat  warna alami.

## SARAN
Berdasarkan  kesimpulan  disarankan  bahwa untuk  penelitian  lebih  lanjut  dapat  dilakukan karakterisasi atau penentuan senyawa yang terkandung  dalam  zat  pewarna  alami  dari  kayu mahoni.

## DAFTAR PUSTAKA
Calinescu, I., Ciuculescu, C., Popescu, M., Bajenaru, S.,  and  G.  Epure.  2001.  Microwave Assisted  Extraction  of  Active  Principles from Vegetal Material.
Romanian
International  Conference  on  Chemistry and Chemical Engineering , 12, 1-6. Elwin.  2014. Analisa  Pengaruh  Waktu  Pretreatment dan Konsentrasi NaOH terhadap Kandungan Selulosa, Lignin, dan Hemiselulosa  Eceng  Gondok  pada  Proses Pretreatment Pembuatan Bioetanol . Malang: Universitas Brawijaya. Handika,  R.  2002. Ekstraksi  Zat  Warna  dari  Daun Acasia  Auriculuformis  sebagai  Pewarna Tekstil .  Skripsi.  Banda  Aceh:  Universitas Syiah Kuala. Husodo,  T.  1998. Pemanfaatan  dan  Pemberdayaan Zat  Warna  Alami  (ZPA)  untuk  Industri
Kecil  dan  Menengah  (IKM) .  Yogyakarta:
BBKB.
Jain,  T.,  Jain,  V.,  Pandey,  R.,  Vyas,  A.,  and  S.S.
Shukla. 2009. Microwave Assisted
Extraction  for  Phytoconstituents  –  An Overview. Asian  Journal  of  Research  in Chemistry , 2(1), 19-25.
Kismolo,  E.  2000.  Teknik  Pemekatan  Larutan
Ekstrak Bahan Pewarna Alam menggunakan  Rotavapor  R-151  Standart. Makalah dalam Seminar Nasional Industri
Kulit,  Karet,  dan  Plastik. Yogyakarta:
BATAN.
Mandal,  V.,  Mohan,  Y.,  and  S.  Hemalatha.  2007.
Microwave  Assisted  Extraction  –  An
Innovative and Promising Extraction Tool for Medical Plant Research. Pharmacognosy Reviews , 1(1), 7-18.
Mukhlis. 2011. Ekstraksi Zat Warna Alami dari Kulit Batang  Jamblang  ( Syzygium  cumini ) sebagai  Bahan  Dasar  Pewarna  Tekstil. Jurnal Biologi Edukasi , 3(1), 35-42.
Prayitno,  Kismolo,  E.,  dan  Nurimaniwati.  2003.
Proses  Ekstraksi  Bahan  Pewarna  Alam dari  Limbah  Kayu  Mahoni. Prosiding Pertemuan dan
Presentasi Ilmiah
Penelitian  Dasar  Ilmu  Pengetahuan  dan Teknologi  Nuklir 208-213.  Yogyakarta: P3TM-BATAN.
.