Abstrak — Minyak atsiri yang memiliki nilai ekonomis tinggi salah satunya  yaitu  minyak  gaharu.  Minyak  atsiri  yang  berasal  dari tanaman  gaharu  ini  biasanya  dipakai  sebagai  pewangi,  obat- obatan  dan  bahan  kosmetik.  Tujuan  dari  penelitian  ini  yaitu untuk  mempelajari  ekstraksi  minyak  atsiri  dari  gaharu  dengan metode  ekstraksi  konvensional soxhlet  extraction dan  metode hydrodistillation dengan  bantuan  pemanas microwave atau dikenal  dengan  sebutan microwave  hydrodistillation serta membandingkan  pengaruh  dari  penggunaan  kedua  metode tersebut  terhadap  perolehan  yield  minyak  gaharu.  Pada  metode soxhlet  extraction digunakan  pelarut  organik  n-Hexane  95% dengan  waktu  ekstraksi  selama  16  jam,  sedangkan  pada  metode microwave  hydrodistillation menggunakan  pelarut  aquades dengan  lama  waktu  12  jam  dan  menggunakan  microwave konvensional  merk  Electrolux  model  EMM-2308X  dengan  daya 450  W.  Didapatkan  hasil  penelitian  dengan  metode soxhlet extraction memiliki  yield  sebesar  1,67%,  sedangkan  metode microwave  hydrodistillation diperoleh yield 1,38%.  Dari  segi waktu dan yield yang dihasilkan metode microwave hydrodistillation memberikan  hasil  ekstraksi  yang  lebih  baik daripada  metode soxhlet  extraction dengan recovery dari  metode microwave hydrodistillation sebesar 76,55%.
Kata Kunci — Atsiri, Gaharu, Microwave Hydrodistillation.

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA  merupakan  negara  yang  kaya  akan  sumber daya  alam  baik  hayati  maupun  non-hayati.  Sumber  daya alam  hayati  terlihat  dengan  melimpahnya  macam-macam jenis  flora  yang  tersebar  di  berbagai  wilayah  di  seluruh pelosok  tanah  air.  Dari  sumber  daya  hayati  ini  selanjutnya dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  industri  dan  bahan perdagangan  yang  menghasilkan  devisa  negara  serta pendorong  pertumbuhan  ekonomi  negara.  Salah  satu  sumber devisa  yang  didapatkan  oleh  negara  yaitu  melalui  produksi minyak atsiri.
Minyak atsiri merupakan metabolit sekunder yang termasuk dalam  kelompok  besar  minyak  nabati  yang  berwujud  cairan kental pada suhu ruang namun mudah menguap serta dijadikan ciri khas aroma dari suatu jenis tumbuhan dari kandungan yang dimilikinya.  Terdapat  tiga  cara  dalam  pengambilan  minyak atsiri  yaitu  pengempaan,  ekstraksi  menggunakan  pelarut,  dan destilasi.
Indonesia  termasuk  salah  satu  negara  penghasil  utama minyak atsiri di dunia. Terdapat kurang lebih 45 jenis tanaman
penghasil minyak atsiri tumbuh di Indonesia, namun baru kira- kira 15 jenis yang sudah menjadi komoditi ekspor. Akan tetapi metode  yang  digunakan  saat  ini  untuk  ekstraksi  minyak  atsiri dari  gaharu  secara  umum  masih  dilakukan  dengan menggunakan  metode  konvensional  seperti hydrodistillation, soxhlet  ectraction, dan accelerated  solvent  extraction (ASE) [1].
Minyak  atsiti  yang  digunakan  pada  penelitian  kali  ini  yaitu gaharu,  dikarena  penggunaan  yang  tinggi  dalam  pengobatan, parfum  dan  kosmetik,  pohon  gaharu  ( Aquilaria  malaccensis ) dianggap sebagai pohon yang berharga dan penting di Negara – Negara  Asia  Tenggara.  Mengingat  pohon  gaharu  biasanya dapat digunakan sebagai obat tradisional untuk menghilangkan rasa sakit demam rematik, penangkal muntah dan asma [2].
Karena  lamanya  waktu  yang  didapat  dari  metode konvensional  tersebut  dan  masih  menggunakan  pelarut  n- Hexane  yang  tidak  ramah  lingkungan  maka  dari  itu dikembangkan metode ekstraksi terbaru dengan menggunakan sistem  ekstraksi  yang  memanfaatkan  pemanasan  gelombang mikro  dikenal  dengan  istilah Microwave  assisted  extraction (MAE).
Beberapa  metode Microwave  assisted  extraction yang  saat ini telah dikembangkan antara lain Microwave Hydrodistillation (MHD), Microwave  Steam  Distillation (MSD), Microwave  Steam  Diffusion (MSDf),  dan  lain-lain. Dari bebeapa metode Microwave assisted extraction yang ada, pada  penelitian  ini  menggunakan  metode Microwave Hydrodistillation (MHD).  Tujuan  penelitian  ini  adalah mempelajari  kondisi  operasi  optimum  menggunakan  metode microwave  hydrodistillation untuk  menghasilkan  kadar yield optimum ekstraksi gaharu.

## II. METODOLOGI
Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  pengambilan  minyak atsiri  dari  gaharu  dengan  metode microwave  hydrodistillation dan soxhlet  extraction. Dari  kedua  metode  tersebut  akan dibandingkan  untuk  mengetahui  perolehan yield dan  efisiensi proses  ekstraksi  minyak  gaharu.  Dengan  metode microwave hydrodistillation menggunakan  gelombang  mikro  yang dihasilkan  dari magnetron sebagai  sumber  pemanasan  selama proses  ekstraksi.  Gelombang  mikro  atau microwave adalah gelombang  elektromagnetik  dengan  frekuensi  super  tinggi

## Ekstraksi Minyak Atsiri dari Gaharu ( Aquilaria
Malaccensis ) dengan Menggunakan Metode Microwave Hydrodistillation dan Soxhlet Extraction
Isabel Triesty dan Mahfud
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : mahfud@chem-eng.its.ac.id
I
( Super  High  Frequency ,  SHF),  yaitu  antara  300  Mhz – 300 Ghz. Microwave memiliki  rentang  panjang  gelombang  dari  1 mm hingga 1 m [3]. Dengan adanya gelombang mikro ini akan terjadi pemanasan yang akan membantu proses ekstraksi.
Cara  kerja  pemanasan microwave melibatkan  pengadukan molekul polar atau ion yang berosilasi karena pengaruh medan listrik  dan  magnet  yang  disebut  polarisasi  dipolar.  Dengan adanya  medan  yang  berosilasi,  partikel  akan  beradaptasi dimana  gerakan  partikel  tersebut  dibatasi  oleh  gaya  interaksi antar  partikel  dan  tahanan  listrik.  Akibatnya  partikel  tersebut menghasilkan  gerakan  acak  yang  menghasilkan  panas. Keunggulan  dalam  pemilihan microwave sebagai  media pemanas karena microwave bisa bekerja cepat dan efisien. Hal ini  dikarenakan  adanya  gelombang  elektromagnetik  yang  bisa menembus  bahan  dan  mengeksitasi  molekul-molekul  bahan secara  merata.  Gelombang  pada  frekuesnsi  2450MHz  (2,45 GHz)  ini  diserap  bahan.  Saat  diserap,  atom-atom  akan tereksitasi  dan  menghasilkan  panas.  Proses  ini  tidak membutuhkan  konduksi  panas  seperti  oven  biasa.  Maka  dari itu,  prosesnya  bisa  dilakukan  sangat  cepat.  Disamping  itu, gelombang mikro pada frekuensi ini diserap oleh bahan gelas, keramik, dan sebagian jenis plastik.
Sedangkan  untuk  metode soxhlet  extraction yaitu merupakan  metode  ekstraksi  menggunakan Soxhlet dengan pelarut  cair  (Etanol,  Alkohol,  n-Hexane,  dll).  Soxhletasi adalah  salah  satu  metode  yang  dapat  digunakan  untuk mengisolasi  minyak  lemak.  Soxhletasi  merupakan  ekstraksi padat-cair  yang  berkesinambungan,  disebut  ekstraksi  padat- cair  karena  substansi  yang  diekstrak  terdapat  di  dalam campuran yang berbentuk padat, sedangkan disebut berkesinambungan karena pelarut yang sama dipakai berulang- ulang sampai proses ekstraksi selesai. Keuntungan dari metode ini  antara  lain  menggunakan  pelarut  yag  lebih  sedikit  karena pelarut  tersebut  akan  dipakai  untuk  mengulang  ekstraksi  dan uap  panas  tidak  melalui  serbuk  simplisia,  tetapi  melalui  pipa samping. Namun metode soxhlet extraction memiliki beberapa kelemahan antara lain, tidak dapat digunakan pada bahan yang mempunyai tekstur yang  keras, selain itu pengerjaannya rumit dan  agak  lama,  karena  harus  diuapkan  di  rotavapor  untuk memperoleh ekstrak yang kental. Sehingga metode konvensional  ini  kurang  efektif  untuk  mengekstrak  minyak atsiri.

## A. Bahan Baku
Bahan  baku  pada  penelitian  ini  yaitu  gaharu  diperoleh dari  Merauke,  Papua.  Bahan  baku  gaharu  yang  digunakan yaitu gaharu yang sudah dihaluskan sehingga berbentuk bubuk. Untuk pelarut organik pada metode microwave hydrodistillation digunakan  pelarut  akuades.  Serta  proses pendingainan  /  kondensasi  menggunakan  air  yang  bersumber dari  PDAM.  Sedangkan  pelarut  pada  metode soxhlet extraction menggunakan n-Hexane dengan kadar 95,0%
B. Metode Microwave Hydrodistillation
Rancangan percobaan untuk metode microwave hydrodistillation dimulai  dengan  mempersiapkan  bahan  baku gaharu  serbuk  sebanyak  10  g  kemudian  dimasukkan  kedalam labu distiller 1000 mL dan ditambahkan dengan pelarut berupa air  sebanyak  50  mL.  Kemudian  merangkai  alat microwave
hydrodistillation (MHD) seperti pada Gambar 1. Pada metode ini  digunakan  alat clavenger yang  memiliki  fungsi  untuk mengambalikan  kondensat  air  secara  otomatis  kembali  ke dalam  labu  distiller  untuk  menjaga  rasio  bahan  baku  dan pelarut  dan  mencegah  terjadinya  kegosongan  akibat  bahan kekurangan  air,  proses  pengembalian  air  kondensat  ke  dalam proses  ekstraksi  ini  disebut kohobasi .  Kemudian  labu distiller dimasukkan  kedalam  microwave  dan  dihubungkan  dengan clavenger .  Percobaan  dilakukan  dengan  daya  microwave  450 W  dan  waktu  ekstraksi  selama  12  jam  dengan  waktu pengambilan sampel tiap 2 jam.
Gambar 1. Sketsa peralatan Microwave Hydrodistillation.

## C. Metode Soxhlet Extraction
Rancangan  percobaan  untuk  metode soxhlet  extraction dimulai  dengan  mempersiapkan  bahan  baku  serbuk  gaharu sebanyak  10g  kemudian  dimasukkan  kedalam  kertas  saring yang  telah  dibentuk  tabung  silinder  dan  mengikatnya. Kemudian merangkai alat soxhlet seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Sketsa alat Soxhlet Extraction.
Kantong  yang  berisi  akar  wangi  tersebut  kemudian dimasukkan ke dalam soxhlet dan ditambahkan dengan pelarut organik  n-Hexane  sebanyak  500  mL.  Peralatan soxhlet extraction kemudian  dipanaskan  dengan heating  mantel hingga  terjadi  beberapa  kali  proses cycle .  Proses  ekstraksi dihentikan  jika  pelarut  n-Hexane  pada  tabung  ekstraksi  telah
jernih.
D. Perhitungan
Perhitungan yield minyak  wangi  yang  diperoleh  dihitung dengan  persamaan  yang  mengacu  dari  penelitian  yang dilakukan  Chen et  al. (2015)  [4],  untuk  menghitung yield , fraksi  kadar  air  diwakili  dalam  variabel x .  Sehingga,  fraksi bahan  dapat  dirumuskan  sebagai  ( 1  -  x ).  Jadi, yield minyak yang  mempertimbangkan  kadar  air  bahan  yang  diektstrak, dapat dihitung melalui persamaan berikut:
100 x) - (1 bahan massa minyak massa (%)   Yield
Dimana: X = kadar air massa bahan =  hasil  penimbangan  bahan  saat  sebelum dieksktrak
Sedangkan  untuk  mengetahui recovery pada  metode microwave  hydrodistillation ,  diasumsikan  bahwa minyak akar wangi yang terkandung dalam bahan telah terekstrak sempurna pada  metode soxhlet  extraction sehingga  dapat  dilakukan perhitungan recovery dengan persamaan berikut:
100 llation hydrodisti microwave minyak massa extraction soxhlet minyak massa (%) cov
Re   ery

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ekstraksi  minyak  atsiri  dari  gaharu  dilakukan dengan dua metode ekstraksi yaitu microwave hydrodistillation dan  metode soxhlet  extraction .  Kedua metode  menggunakan  bahan  gaharu  dengan  ukuran  serbuk dikarenakan  dengan  memperkecil  ukuran  bahan,  maka  luas permukaan bahan akan semakin besar. Hal ini membuat proses ektraksi menjadi semakin efisien [5]. Selain itu dengan ukuran yang  lebih  kecil  proses  difusi  minyak  gaharu  lebih  mudah karena tahanan difusi yang dialami menjadi lebih kecil.
Metode microwave  hydrodistillation menggunakan  pelarut air  karena  memiliki  konstanta  dielektrik  yang  tinggi  sehingga penyerapan  gelombang  mikro  lebih  optimal.  Secara  umum, kapasitas dari pelarut untuk menyerap energi microwave akan tinggi apabila pelarut yang digunakan memiliki nilai konstanta dielektrik ( dielectric constant ) yang tinggi [6]. Nilai konstanta dielektrik ( dielectric constant ) sendiri menunjukkan kemampuan  dari  pelarut  untuk  dapat terpolarisasi oleh medan listrik eksternal dan dapat dianggap sebagai ukuran relatif dari densitas energi microwave [7]. Selain itu, konstanta dielektrik ( dielectric constant ) juga berperan penting dalam menentukan interaksi  antara  medan  listrik  dengan  matriks.  Sehingga dengan  semakin  tinggi  nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric constant )  yang  dimiliki  oleh  pelarut,  maka  pelarut  tersebut akan  semakin  baik  dalam  menyerap  energi microwave .  Oleh karena  itu  pada  penelitian  ini  digunakan  aquades  sebagai pelarut. Pemilihan aquades sebagai pelarut pada penelitian ini juga  didasarkan  pada  hal  yang  telah  dijelaskan  sebelumnya yaitu  akuades  memiliki  nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric constant )  yang  tinggi,  yakni  sebesar  80,4  [8].  Apabila dibandingkan  dengan  beberapa  pelarut  lain  seperti  metanol,
etanol,  toluena  dan  heksana,  maka  akuades  dapat  dikatakan memiliki  nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric  constant )  yang paling  tinggi  diantara  yang  lainnya.  Berikut  adalah  nilai konstanta  dielektrik  ( dielectric  constant )  untuk  beberapa pelarut dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai konstanta dielektrik ( dielectric constant ) (ε’ ) untuk beberapa pelarut pada 2450 MHz dan temperatur kamar
Pelarut Dielectric constant (ε’ ) Akuades 80,4 DMSO a 45,0 DMF b 37,7 Etilen glikol 37,0 Metanol 32,6 Etanol 24,3 Kloroform 4,8 Toluena 2,4 Heksana 1,9
a DMSO, dimethyl sulfoxide b DMF, dimethylformamide
dengan  menggunakan  pelarut  akuades,  proses  ekstraksi microwave  hydrodistillation dapat  menghemat  biaya  pelarut karena tidak perlu menggunakan n-Hexane. Selain itu efisiensi pemanasannya juga lebih baik daripada pelarut lainnya karena memiliki  nilai  konstanta  dielektrik  ( dielectric  constant )  yang paling tinggi.
Mekanisme  pemanasan  menggunakan  gelombang  mikro, perpindahan panas secara radiasi akan memanaskan kandungan  air  in-situ  pada  matriks  bahan.  Arah  pemanasan tersebut  terjadi  dari  dalam  ke  luar  layaknya  arah  perpindahan massa  pada  proses  ekstraksi  ini.  Kombinasi  arah  perpindahan panas  dan  massa  yang  keduanya  terjadi  dari  dalam  ke  luar, memudahkan proses difusi minyak gaharu yang terkandung di dalam  matriks  [9].  Radiasi  gelombang  mikro  juga  akan memanaskan  air.  Selain  itu,  terjadi  mekanisme  perpindahan panas  secara  konveksi  dan  konduksi pada daerah disekitar air dan  bahan.  Kombinasi  ketiga  mekanisme  perpindahan  panas tersebut juga mendukung proses ektraksi minyak atsiri.
Dari  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa  kenaikan  suhu  dengan metode microwave  hydrodistillation berlangsung  secara  cepat dan cenderung konstan pada suhu 100 o C. Hal ini menunjukkan efisiensi pemanasan pada metode microwave hydrodistillation lebih baik dari pada metode soxhlet extraction. Pemilihan daya 450  W  pada  penelitian  ini  didasarkan  pada  profil  suhu  yang diperoeh  dari  Gambar  3.  Dapat  dilihat  bahwa  kenaikan  suhu antara  daya  450  W  dan  600  W  tidak  terpaut  terlalu  jauh sehingga  dipilih  daya  450  W  karena  penggunaan  daya  yang lebih kecil sehingga menghemat energi yang dibutuhkan untuk proses ekstraksi minyak atsiri dari gaharu.
Gambar 3. Profil suhu-waktu pada metode microwave hydrodistillation.
Berdasarkan pengamatan pada penilitian ini dapat diketahui metode microwave hydrodistillation menhasilkan yield minyak gaharu sebesar 1,38% dengan waktu ekstraksi 12 jam.
Gambar 4. Grafik perolehan yield pada metode microwave hydrodistillation.
Dari  gambar  4  dapat  dilihat  hasil  perolehan yield ,  dengan metode microwave hydrodistillation menunjukkan peningkatan  yang  signifikan  seiring  berjalannya  waktu ekstraksi.  Gambar  ini  menunjukkan  grafik  perolehan  yield pada  metode microwave  hydrodistillation, dapat  diketahui bahwa yield yang dihasilkan memiliki kecenderungan naik dan masih  belum  mencapai  fase  kenaikan  yang  konstan.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  minyak  gaharu  yang  dihasilkan  masih dapat bertambah jika waktu ekstraksi dilanjutkan lebih dari 12 jam hingga tercapai fase terdifusinya.
Berikut  adalah  perbandingan  dari  masing-masing  metode dapat  dilihat  dari  perolehan yield minyak  gaharu  yang dihasilkan.  Dari  hasil  percobaan  diperoleh  yiled  minyak gaharu seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Perolehan yield minyak gaharu pada metode microwave hydrodistillation dan soxhlet extraction Metode Ekstraksi Lama Waktu Ekstraksi (Jam) Yield(%) Microwave Hydrodistillation 12 jam 1,38 Soxhlet Extraction 16 jam 1,67
Pada  metode microwave  hydrodistillation diperoleh yield minyak  gaharu  sebesar  1,38%.  Sedangkan  untuk  metode soxhlet  extraction sebesar  1,67%.  Jika  dibandingkan  dengan metode soxhlet extraction , metode microwave
hydrodistillation jauh  lebih  cepat  dalam  segi  waktu  ekstraksi dimana  hanya  membutuhkan  waktu  12  jam  untuk  mencapai yield  s ebesar  1,38%.  Hal  ini  merupakan  salah  satu  kelebihan dari metode microwave hydrodistillation .
Parameter  lain  untuk  mengetahui  efektifitas  metode microwave  hydrodistillation adalah  dengan  mengetahui recovery minyak  yang  dihasilkan.  Berdasarkan  perhitungan recovery ,  diperoleh recovery untuk  metode microwave hydrodistillation sebesar  79,47%.  Hasil  ini  menunjukkan metode microwave  hydrodistillation dapat  mengekstrak minyak  gaharu  dengan  waktu  yang  cepat  dan  perolehan yield yang lebih tinggi.

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
1. Metode microwave  hydrodistillation dapat  mengekstrak minyak  gaharu  dengan  perolehan  yield  sebesar  1,38% dengan  menggunakan  50  ml  pelarut  akuades  selama waktu  ekstraksi  12  jam,  dan  dengan  daya  microwave yang digunakan 450 W.
2. Metode soxhlet  extraction berhasil  mengekstrak  minyak gaharu  dengan  perolehan  yield  sebesar  1,67%  dengan menggunakan  500mL  pelarut  organik  n-Hexane  selama waktu ekstraksi 16 jam.
3. Dari  hasil  pengamatan  dan  analisis  yang  telah  dilakukan maka  dapat  diketahui  bahwa  metode microwave hydrodistillation memiliki  beberapa  kelebihan  jika dibandingkan  dengan  metode soxhlet  extraction ,  di antaranya dapat mempercepat waktu ekstraksi, menghemat biaya operasional karena tidak menggunakan pelarut n-Hexane dan tetap memberikan yield yang tinggi dengan nilai recovery sebesar 79,47%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] N. Sulaiman and et al, “ Effects of extraction methods on yield and chemical  compounds  of  gaharu  (aquilaria  malaccensis), ” J.  Trop. For. Sci. , vol. 27, no. 3, pp. 413 – 419, 2015.
[2] Samadi and et al, “ Assessing the kinetic model of hydro-distillation and chemical composition of Aquilaria malaccensis leaves essential oil, ” Chinese J. Chem. Eng. , 2016.
[3] E.  T.  Thostenson  and  T.  W.  Chou, “Microwave  Processing :
Fundamentals  and  Application, ” J.  Compos.  Part  A    Appl.  Sci. Manuf. , vol. 30, pp. 1055 – 1071, 1999.
[4] F.  Chen,  Y.  Zu,  and  L.  Yang, “ A  Novel  Approach  for  Isolation  of Essential  Oil  from  Fresh  Leaves  of  Magnolia  Sieboldii  using Microwave-Assisted  Simultaneous  Distillation  and  Extraction, ”
Sep. Purif. Technol. , vol. 154, pp. 271 – 280, 2015.
[5] H.  S.  Kusuma  and  M.  Mahfud, “ Microwave  Hydrodistillation  for Extraction  of  Essential  Oil  From  Pogostemon  cablin  Benth: Analysis and Modelling of Extraction Kinetics, ” J. Appl. Res. Med. Aromat. Plants , vol. 4, pp. 46 – 54, 2017.
[6] G.  Spigno  and  D.  .  De  Faveri, “ Microwave-assisted  Extraction  of Tea  Phenols:  A  Phenomenological  Study, ” J.  Food  Eng. ,  vol.  93, pp. 210 – 217, 2009.
[7] G. . Raju, Dielectrics in Electric Fields . New York: Dekker, 2003.
[8]
A.  C.  Metaxas, Foundations  of  Electroheat:  A  Unified  Approach . New York: John Wiley, 1996.
[9] Golmakani, Mohammad-Taghi, and M. Moayyedi, “ Comparison of heat  and  mass  transfer  of  different  microwave-  assisted  extraction methods  of  essential  oil  from  Citrus  limon  (Lisbon  variety)  peel, ” Food Sci. Nutr. , vol. 3, no. 6, pp. 506 – 518, 2015.