REACTOR: JOURNAL OF RESEARCH ON CHEMISTRY AND ENGINEERING – VOL. 2 NO. 2 (2021) 54-58
Available online at: http://reactor.poltekatipdg.ac.id/

## R E A C T O R
Journal of Research on Chemistry and Engineering
|    ISSN Online 2746-0401    |
Pengaruh  Ukuran  Partikel,  Perbandingan  Jumlah  Pelarut  dan  Waktu  Maserasi terhadap Perolehan Rendemen Aquilaria Malaccensis Lam.
Miftahurrahmah 1 , Hasnah Ulia 1 , Harmiwati N. H 1
1 Politeknik ATI Padang, Jl. Bungo Pasang-Tabing, Padang, 25171, Indonesia

## ARTICLE INFORMATION

## A B S T R A C T
Received: December 03, 2021 Revised: December 28, 2021 Available online: December 31, 2021 Aquilaria Malaccensis Lam. is one of the most popular plants contains essential oil, both of them used by pharmaceutical and also cosmetic industry. The plants used in this study came from Jambi, Indonesia which is known, It’s one of the best  quality  agarwood  in  the  world.  This  study  aims  to  determine  the  best conditions for the yield so that it can be produced on an industrial scale. The study reviewed the  effect of  yield based on size of particles, ratio of solvent, and the operating time, maceration. The research was carried out in three steps. The first, raw  material  preparation,  fermentation  and  maceration,  and  then  evaporation. Preparation  of  raw  materials  is prepared  in  three  variables, 2-5  cm,  ±2cm,  and size  <40  mesh.  Methanol  is  the  solvent  that  will  be  used  in  multiple  ratio  of solvent  to  agarwood,  its 1:7, 1:9,  and 1:11(gr/mL).  In  addition,  the  maceration time was varied for each sample, 1 day, 2 days, and 3 days. Based on the research variables, obtained essential oil of agarwood dark brown in colour, with a special fragrance of agarwood. Based on the difference in particle size, it is known that size  <40  mesh,  yield  is  3.16%,  while  for  the  larger  size,  2-5  cm,  the  yield  is 3.12%. In the variable ratio of the amount of solvent used, it is known that 1:9 (gr/ml)  is  the  best  point  for  yield.  At  maceration  step  known  that  2-3  days,  it doesn’t gives a significant change, 2.12 g for 3 days, and 1.92 g for 2 days.

## KEYWORDS
Aquilaria Malaccensis Lam, Essential Oil Maceration, Methanol

## CORRESPONDENCE
Name: Miftahurrahmah E-mail: miftahurrahmah@kemenperin.go.id

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  salah  satu  negara  penghasil Aquilaria Malaccensis Lam . yang menjadi perhatian dunia hingga  saat  ini,  selain  itu  termasuk  Vietnam,  Thailand, India,  dan  Malaysia.  Sejak  lama  sudah  dibudidayakan penanaman  tersebut  [1].  Hal  ini  dikarenakan Aquilaria Malaccensis Lam . yang  dijadikan  bahan  penelitian international  yang  kini  sudah  semakin  sedikit  jenisnya [2][3], karena  jenis  ini  yang paling sering diekspor dari Indonesia [4]. Aquilaria Malaccensis Lam . juga dikenal dengan tanaman kayu gaharu yang merupakan salah satu hasil  hutan  yang  bukan  kayu,  yangmana  pemanfaatan rendemennya diminati oleh industri obat-obatan dan juga di industri kosmetik [5,6,7].
Saat ini, diketahui sangat banyak jenis minyak atsiri yang telah  diteliti.  Diantaranya  minyak  atsiri  yang  diperoleh dari  jenis  akar,  dan  bagian  tumbuhan  lainnya,  seperti tanaman Angelica,  patchouli,  Vetiver yang  kategorikan
Earthly oil , yang memiliki aroma khas tanah. Selain itu juga  disebutkan  adanya Woody  oil ,  yangmana  minyak atsiri  ini  diperoleh  dari  kulit  kayu,  maupun  bagian  lain tumbuhan  berkayu  tersebut,  misalnya, Cinnamon, Cypress, Sandalwood dan lain sebagainya [8].
Tidak hanya pada beberapa jenis tumbuhan, para peneliti terus  melakukan  peningkatan  informasi  mengenai  jenis tumbuhan  yang  kaya  manfaat  dan  metode  yang  paling baik  untuk  proses  pengambilan  komponen  penting didalamnya.  Oleh  karena  itu,  penelitian  akan  terus dilakukan  pengembangannya  untuk  mendapatkan  data yang  optimal  dari  berbagai  variasi  tumbuhan,  metode perlakuan  dan  hal  yang  dapat  mempengaruhi  ekstraksi. Pada  penelitian  ini  menggunakan  tanaman Aquilaria Malaccensis Lam . (gaharu)  berasal  dari  Jambi, Indonesia. Sebagaimana disampaikan bahwa kandungan Guaiacol pada  tanaman  gaharu  asal  Jambi  lebih  tinggi dibandingkan  gaharu  asal  Malinau,  yakni  mencapai 8,02%,  sedangkan  gaharu  asal  malinau  hanya  2,43% perolehan  rendemennya  [6].    Kandungan Guaiacol
merupakan salah satu parameter penting yang diharapkan oleh  industri  parfum  [9],  selain  itu  komposisi  gaharu kualitas  terbaik  harus  mengandung Gyrinops dan Gonystylus [10].
Peneliti  terdahulu  telah  melakukan  beberapa  metode untuk  memperoleh  rendemen  yang  optimal,  diantarnya menggunakan; metode hydrotropic extraction [11] yang disampaikan bahwa metode tersebut dapat meningkatkan proses  ektraksi  minyak  atsiri.  metode hydrodistillation [12],  fermentasi  [13],  dan  juga  maserasi  [14].  Selain penentuan  metode  yang  digunakan,  jenis  pelarut  juga menjadi variable penting untuk ditinjau.
Pelarut erat kaitannya dengan polarisasi bahan baku yang akan digunakan. Peneliti terdahulu melakukan perbandingan dua jenis pelarut seperti; etanol dan hexana untuk mengetahui pelarut terbaik kepolarannya terhadap bahan  baku  [15].  Selain  itu,  etanol  dan  metanol  yang merupakan  pelarut  familiar  yang  digunakan  oleh  para peneliti.  Pada  penelitian  tersebut  dilakukan  Metode ekstraksi  untuk  mendapatkan  minyak  atsiri  yang kemudian  membandingkan  pelarut  tersebut,  sehingga diketahui  bahwa  metanol  mempunyai  kemampuan ekstraksi  lebih  baik  dibandingkan  etanol  [16].  Ukuran partikel  yang  digunakan  sebagai  bahan  baku  juga menjadi  tolak  ukur  mendapatkan  rendemen  yang  tinggi [17,18],  sehingga  akan  dilakukan  beberapa  variasi ukuran  untuk  meninjau  hal  tersebut.  Oleh  karena  itu, peneliti  melakukan  penelitian  menggunakan  metode maserasi, dengan pelarut metanol berdasarkan perbedaan ukuran partikel gaharu.
Dari  beberapa  metode  yang  telah  dilakukan  peneliti sebelumnya  ditemukan  sejumlah  variabel  yang  dapat mempengaruhi  perolehan  rendemen  dan  menjadi permasalah untuk diproduksi dalam  jumlah  yang  besar. Hingga saat ini, belum diketahui kondisi optimal operasi untuk  mendapatkan  rendemen  minyak  atsiri  yang optimal  dan  juga  ekonomis.  Oleh  karena  itu,  peneliti melakukan  penelitian  ini  bertujuan  untuk  dapat mengetahui  kondisi  operasi  terbaik  dari  perolehan rendemen  agar  dapat  diproduksi  dalam  skala  industri. Penelitian  tersebut  meninjau  pengaruh  perolehan rendemen  berdasarkan ukuran partikel  yang digunakan, perbandingan pelarut, dan lamanya waktu operasi, yaitu maserasi.

## METODOLOGI
Tahapan  penelitian  ini  dilakukan  3  tahap.  Tahap persiapan  bahan  baku,  fermentasi  dan  maserasi,  dan kemudian tahapan evaporasi.

## Persiapan Bahan Baku
Pada  tahap  awal,  kayu  gaharu  yang  berasal  dari  jambi, diterima  peneliti  dalam  ukuran  beragam  sehingga peneliti menyiapkan 2 jenis ukuran, yakni ukuran cacah (±2  cm)  dan  bubuk  halus.  Kayu  gaharu  dikeringkan secara  alami  selama  6  hari.  Hal  ini  bertujuan  untuk menghilangkan kadar air pada kayu tersebut.

## Tahapan Maserasi
Pada  tahapan  ini,  sampel  diletakkan  dalam  wadah tertutup, kemudian didiamkan selama ± 24 jam. Tahapan maserasi  dilakukan  berdasarkan  variasi  pelarut,  yakni 1:5, 1:7, dan 1:9.  Maserasi dengan 3 variasi yaitu: 1 hari, 2 hari, dan 3 hari.

## Tahapan Evaporasi
Setelah  melewati  tahapan  maserasi,  seluruh  larutan dievaporasi menggunakan evaporator (Rotavapor R300) untuk  mendapatkan  rendemen  kayu  gaharu  tersebut. Kemudian  dicatat  hasil  perolehan  residu  dengan  cara penimbangan.  Perhitungan  perolehan yield sebagai berikut ini:
𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛 (𝑔𝑟𝑎𝑚) 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑢 𝑔𝑎ℎ𝑎𝑟𝑢 (𝑔𝑟𝑎𝑚) × 100%          (1)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengaruh rendemen terhadap ukuran bahan baku
Pada  tahap  awal,  dilakukan  tinjauan  terhadap  ukuran kayu gaharu yang akan digunakan. Ukuran kayu gaharu acak, sebagaimana cacahan kasar dari petani,  kemudian dari  ukuran  cacah,  peneliti  menggunakan  mesin pencacah  untuk  mendapatkan  keseragaman  ukuran  ±2 cm.  Gaharu  halus  yang  diperoleh  dari  pengahancuran menggunakan blender, yang kemudian diayak menggunakan ayakan 40 mesh.
Proses  maserasi  dilakukan  pada  masing  masing  ukuran sampel yang sudah disiapkan. Perolehan hasil rendemen dapat  dilihat  pada  Tabel  1,  yakni  tidak  menunjukkan perubahan  yang  signifikan.  Pada  ukuran  <40  mesh diperoleh  rendemen  minyak  atsiri  1,58  g,  yakni  3,16%, dan pada ukuran ±2 cm gaharu pun diperoleh rendemen yang sama. Sebagaimana diketahui bahwa semakin kecil ukuran  partikel,  maka  luas  permukaan  kontak  akan semakin besar sehingga semakin banyak jumlah pelarut yang dapat mengekstrak kandungan gaharu. Oleh karena itu,  dalam  hal  ini  terlihat  sedikit  penurunan  rendemen pada ukuran kayu gaharu yang lebih besar, yaitu 1,56 g. Penurunan  rendemen  berkisar  0,04%,  yang  merupakan selisih yang sangat kecil.
Hal  ini  sesuai  dengan  apa  yang  telah  disampaikan  oleh peneliti  terdahulu  [19],  bahwa  ukuran  partikel  sangat
kecil, berkisar 0,5 - 2 mm, hanya memberikan pengaruh yang  sangat  kecil.  Dengan  demikian  diketahui  juga bahwa ukuran partikel gaharu kasar dan halus pun tidak memberikan  pengaruh yang  signifikan  terhadap perolehan yield .
Tabel  1.  Perbandingan  perolehan  rendemen  terhadap ukuran partikel kayu gaharu
Ukuran Partikel Gaharu Rendemen g % >2-5 cm 1,56 3,12 ±2 cm 1,58 3,16 < 40 mesh 1,58 3,16

## Pengaruh Rendemen Terhadap Ukuran Bahan Baku
Pelarut  mempunyai  sifat  kepolaran  yang  berbeda berdasarkan  jenisnya.  Metanol  merupakan  salah  satu pelarut  yang  familiar  digunakan,  karena  tingkat kepolarannya  yang  baik  dalam  ekstraksi  minyak  atsiri dari  berbagai  jenis  tumbuhan.  Selain  jenisnya,  jumlah pelarut  yang  digunakan  pun  menjadi  faktor  penting dalam  proses  maserasi.  Semakin  banyak  perbandingan pelarut terhadap jumlah bahan baku dapat meningkatkan rendemen  minyak  atsiri  yang  diperoleh  pada  metode ektraksi [16].
Pada  penelitian  ini,  hanya  dilakukan  proses  sederhana maserasi,  pendiaman  dengan  metanol  selama  ±24  jam. Gambar  1,  menunjukkan  peningkatan  yang  signifikan pada  perbandingan  1:7  hingga  1:9  terhadap  perolehan minyak  atsiri  dari  gaharu,  dan  kemudian  pada perbandingan pelarut 1:11 tidak lagi terjadi peningkatan yang signifikan.
Gambar 1. Perbandingan jumlah pelarut terhadap yield
Molekul  pelarut  akan  masuk  ke  pori-pori  partikel  dari gaharu,  sehingga  dengan  kepolaran  tertentu  setiap molekul  akan  mengikat  komponen,  sehingga  diketahui
jika  jumlah  molekul pelarut dalam  jumlah  banyak akan meningkatkan kemampuan mengikat komponen gaharu, sehingga  terikat  komponen  minyak  atsiri  ke  molekul pelarut  pun  akan  semakin  besar.  Namun,  dalam  jumlah molekuk  pelarut  yang  berlebihan  terkadang  tidak  akan meningkatkan  lagi yield minyak  atsiri  yang  diperoleh, karena  jumlah  komponen  partikel  gaharu  yang  terikat oleh  molekul  pelarut  dalam  jumlah  yang  terbatas, sedangkan  molekul  pelarut  dalam  jumlah  yang  sangat banyak.  Oleh  karena  itu,  berdasarkan  gambar  tersebut dapat  diketahui  bahwa  perbandingan  pelarut  maksimal yaitu  pada  perbandingan  1:9  (gr/ml).  karena  terjadi peningkatan  rendemen  yang  sangat  signifikan.  Hal  ini dapat  dilihat  dengan  penambahan  jumlah  pelarut perbandingan 1:11 pada proses maserasi hanya diperoleh 0,02% peningkatannya.

## Pengaruh Rendemen Terhadap Waktu Maserasi
Maserasi terjadi secara alami, dimana gaharu yang sudah ditimbang  50  g,  dimasukkan  ke  wadah  yang  kemudian ditambahkan  pelarut  metanol.  Proses  ini  tanpa pengadukan  dan  pemanasan,  sehingga  setelah  24  jam, larutan  tersebut  disaring  untuk  dilanjutkan  tahap evaporasi.  Pada  tahap  evaporasi,  dilakukan  hingga diperoleh  rendemen  yang  sangat  kental  yang  tidak  lagi mengandung metanol sebagai pelarut. Rendemen Gaharu berwarna  coklat  tua  kehitaman,  dan  mempunyai  aroma khas  yang  selama  ini  sangat  diminati  industri  atsiri karena kualitasnya yang baik.
Maserasi dilakukan 3 variasi, selama 1 hari, 2 hari, dan 3 hari.  Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan,  diperoleh yield setelah 1 hari maserasi yaitu 1,58 g berkisar 3,16 %, sedangkan pada 3 hari maserasi yield mencapai 2,12 g yakni 4,24 %.
Gambar 2. Perbandingan waktu maserasi terhadap perolehan

## yield
Berdasarkan  data  tersebut,  diketahui  bahwa  waktu maserasi  dapat  mempengaruhi  perolehan yield dari gaharu.  Tahapan  ini  terjadi  secara  alami,  sehingga
3.28 3.72 3.74 3.00 3.10 3.20 3.30 3.40 3.50 3.60 3.70 3.80 1:7 1:9 1:11 yi el d ( % ) Perbandingan jumlah pelarut (g/ml) Perbandingan jumlah pelarut terhadap yield 1.58 1.92 2.12 0 0.5 1 1.5 2 2.5 1 2 3 YIELD (%) WAK TU M AS ER AS I ( HAR I) Perbandingan waktu maserasi terhadap yield
semakin lama waktu maserasi semakin tinggi kemungkinan terekstrak komponen gaharu akan semakin tinggi.  Namun  demikian,  diperlukan  penelitian  lanjutan untuk  mengetahui  titik  optimal  dari  perlakuan  tersebut. Sebagaimana  dapat  dilihat  pada  Gambar  2  selama  72 jam,  yakni di  hari ke 3, tidak terlihat peningkatan  yang signifkan pada perolehan rendemen, sehingga diketahui titik  maksimal  untuk  penelitian  tahap  awal  ini  pada proses perlakuan 2 hari.

## KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  dapat  disampaikan  berdasarkan  data penelitian terkait perolehan rendemen tumbuhan gaharu ( Aquilaria  Malaccensis Lam.)  yang  meninjau pengaruh ukuran partikel, perbandingan pelarut, dan waktu operasi sebagai berikut:
Perolehan  rendemen  minyak  atsiri  tidak  signifikan dipengaruhi oleh ukuran partikel gaharu yang digunakan. Ukuran  ±2  cm  dan  <40  mesh  menghasilkan  persentase rendemen  yang  sama,  yakni 3,16%. Pada perbandingan jumlah  pelarut  1:7;  1:9;  dan  1:11,  perolehan  rendemen berkisar  3,28%;  3,72%;  dan  3,74%.  Sehingga  pada perbandingan  1:9  (g/mL)  merupakan  titik  dengan perbandingan  pelarut  yang  paling  maksimal.  Pengaruh rendemen terhadap waktu maserasi dapat dilihat bahwa maserasi  1  hari  perolehan  rendemen  1,58  %,  dan kemudian selama 2 hari meningkat, mencapai 1,92% dan pada hari ke 3 hanya terjadi peningkatan sedikit, menjadi 2,12% rendemen. Sehingga diketahui bahwa 2 hari waktu maserasi merupakan waktu maksimal yang maksimal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  R.  Rindyastuti,  T.  Yulistyarini,  and  A.  S. Darmayanti,  “Population  and  ecological  study  of agarwood  producing  tree  (Gyrinops  versteegii)  in Manggarai  district,  Flores  island,  Indonesia,” Biodiversitas , vol. 20, no. 4, pp. 1180–1191, 2019, doi: 10.13057/biodiv/d200434.
[2]  J.  Balfas,  “Kandungan  Resin  Pada  Kayu  Gaharu Tanaman ( Resin Content in Cultivated Agarwood ),” J. Penelit. Has. Hutan , no. 5, pp. 235–244, 2008.
[3]  K.  H.  Lau  and  S.  P.  Ong,  “Aquilaria  malaccensis (Malvales:  Thymelaeaceae):  a  new  host  plant record for Deudorix epijarbas cinnabarus (Lepidoptera: Lycaenidae) in Malaysia,” J. Threat. Taxa , vol. 11, no. 10, pp. 14385–14387, 2019, doi: 10.11609/jott.4845.11.10.14385-14387.
[4]  Indonesian  Institute  of  Sciences  and  DGFPNC, “Report  on  NDF  of  Agarwood  for  Sustainability Harvest in Indonesia,” 2016.
[5]  A.  Faizal et  al. ,  “Methyl  jasmonate  and  crude extracts  of  Fusarium  solani  elicit  agarwood
compounds  in  shoot  culture  of  Aquilaria malaccensis  Lamk.,” Heliyon ,  vol.  7,  no.  4,  p. e06725, 2021, doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e06725.
[6]  A.  Aqmarina  Nasution,  U.  J.  Siregar,  Miftahudin, and  M.  Turjaman,  “Identification  of  chemical compounds in agarwood-producing species Aquilaria malaccensis and Gyrinops versteegii,” J. For. Res. , vol. 31, no. 4, pp. 1371–1380, 2020, doi: 10.1007/s11676-018-00875-9.
[7]  K.  Giri et  al. ,  “Regression  models  for  estimating stem  volume  of  Aquilaria  malaccensis  (Lam.)  in North East India,” Environ. Challenges , vol. 5, no. September, p. 100279, 2021, doi: 10.1016/j.envc.2021.100279.
[8]  R. A. Herman, E. Ayepa, S. Shittu, S. S. Fometu, and  J.  Wang,  “Essential  Oils  and  Their Applications  -A  Mini  Review,” Adv.  Nutr.  Food Sci. , vol.
4, no. 4, 2019, doi: 10.33140/anfs.04.04.08.
[9]  D.  T.  Ahmaed,  “Investigation  of  Agarwood Compounds  in Aquilaria  malaccensis &  Aquilaria Rostrata  Chipwood  by  Using  Solid  Phase Microextraction,” Biomed. J. Sci. Tech. Res. , vol. 1,
no. 6, pp. 1609–1616, 2017, doi: 10.26717/bjstr.2017.01.000499.
[10]  F. Fibriana, A. V. Amalia, N. kusuma Dewi, and E. S.  Rahayu,  “Cultivation  of  Agarwood:  A Convertion  Effort  of  Expensive  Rare  Plant.”  pp. 150–155, 2019.
[11]  P.  L.  B.  Jain,  S.  R.  Patel,  and  M.  A.  Desai, “Enrichment  of  patchouli  alcohol  in  patchouli  oil by  aiding  sonication  in  hydrotropic  extraction,” Ind.  Crops  Prod. ,  vol.  158,  no.  September,  p. 113011, 2020, doi: 10.1016/j.indcrop.2020.113011.
[12]  N. C. Radzi and F. A. Kasim, “Effect of microwave pretreatment  on  gaharu  essential  oil  using hydrodistillation method,” Indones. J. Chem. , vol. 20, no. 4, pp. 960–966, 2020, doi: 10.22146/ijc.43191.
[13]  S.  Slamet,  U.  Ulyarti,  and  S.  .  Rahmi,  “Pengaruh Lama  Fermentasi  Terhadap  Rendemen  dan  Mutu Fisik Minyak Nilam Pogostemon cablin Benth),” J. Teknol.  dan  Ind.  Pertan.  Indones. ,  vol.  11,  no.  1, pp. 19–25, 2019, doi: 10.17969/jtipi.v11i1.11671.
[14]  K. Ainiyah, F.  Andriyani, S. Soemargono, and N. K. Erliyanti,  “Isolation of Clove Essential Oil  By Fermentation Process,” Konversi , vol. 10, no. 1, pp. 58–64, 2021, doi: 10.20527/k.v10i1.10415.
[15]  A.  Kurniawati,  “Pengaruh  Jenis  Pelarut  Pada Proses  Ekstraksi  Bunga  Mawar  Dengan  Metode Maserasi  Sebagai  Aroma  Parfum,” J.  Creat. Student ,  vol.  2,  no.  2,  pp.  74–83,  2019,  [Online].
Available:
http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jcs.
[16]  T.  N.  Baite,  B.  Mandal,  and  M.  K.  Purkait, “Ultrasound assisted extraction of gallic acid from Ficus auriculata leaves using green solvent,” Food Bioprod.  Process. ,  vol.  128,  pp.  1–11,  2021,  doi: 10.1016/j.fbp.2021.04.008
[17]  N. K. N. T. Ardyanti, L. Suhendra, and G. P. Ganda Puta,  “Pengaruh  Ukuran  Partikel  dan  Lama
Maserasi  terhadap  Karakteristik  Ekstrak  Virgin Coconut  Oil  Wortel  (Daucus  carota  L.)  sebagai
Pewarna  Alami,” J.  Rekayasa  Dan  Manaj. Agroindustri ,  vol.  8,  no.  3,  p.  423,  2020,  doi:
10.24843/jrma.2020.v08.i03.p11.
[18]  R.  Tambun,  H.  P.  Limbong,  C.  Pinem,  and  E. Manurung, “Influence of Particle Size , Time and Temperature  To  Extract  Phenol  From  Galangal,”
Tek. Kim. Univ. Sumatera Utara , vol. 5, no. 4, pp.
53–56, 2016.
[19]      N.  Sulaiman et  al. ,  “Enhancement  of  gaharu oleoresin  quality  by  process  optimization  using response  surface  methodology,” Biocatal.  Agric. Biotechnol. , vol. 18, no. October 2018, p. 101066, 2019, doi: 10.1016/j.bcab.2019.101066.