Microwave-Assisted Extraction (MAE)

MAE merupakan ekstraksi yang memanfaatkan radiasi gelombang mikro untuk mempercepat ekstraksi selektif melalui pemanasan pelarut secara cepat dan efisien (Jain et al., 2009). Menurut beberapa hasil penelitian, MAE meningkatkan efisiensi dan efektifitas ekstraksi bahan aktif berbagai jenis rempah-rempah, tanaman herbal, dan buah-buahan (Calinescu et al., 2001). Gelombang mikro mengurangi aktivitas enzimatis yang merusak senyawa target (Salas et al., 2010).

Panas radiasi gelombang mikro memanaskan dan menguapkan air sel bahan. Tekanan pada dinding sel meningkat. Akibatnya, sel membengkak (swelling). Tekanan mendorong dinding sel dari dalam, meregangkan, dan memecahkan sel tersebut (Calinescu et al., 2001). Rusaknya matrik bahan mempermudah senyawa target keluar dan terekstraksi (Jain et al., 2009). Menurut Mandal et al. (2007), radiasi gelombang mikro pada kulit jeruk terbukti meningkatkan tingkat kerusakan sel dan jumlah pektin terlarut.

Hal ini memungkinkan ekstraksi bahan kering dengan MAE karena masih terdapat beberapa sel bahan yang mengandung air (moisture) dalam jumlah sangat kecil. Perusakan sel semakin efektif dengan penggunaam pelarut bernilai faktor disipasi tinggi (Kaufmann dan Christen, 2002). Namun, penggunaan suhu tinggi tidak aplikatif untuk senyawa target termolabil. (Calinescu et al., 2001) Untuk melindungi senyawa target yang tidak stabil pada panas, digunakan pelarut transparan terhadap gelombang mikro seperti heksana dan klorofom (Mandal et al., 2007).

Suhu tinggi radiasi gelobang mikro menghidrolisis ikatan eter pada konstituen dinding sel tanaman, yaitu selulosa. Dalam waktu yang singkat, selulosa berubah menjadi fraksi terlarut. Suhu tinggi pada dinding sel bahan juga meningkatkan dehidrasi selulosa dan menurunkan kekuatan mekanis selulosa. Akibatnya, pelarut lebih mudah mengakses senyawa target dalam sel. Dalam studi kerusakan sel akibat berbagai metode ekstraksi terhadap tembakau, metode MAE menunjukkan tingkat kerusakan sel yang lebih tinggi dibanding metode ekstraksi refluksasi panas (heat-reflux) akibat kenaikan suhu dan tekanan dalam sel secara signifikan (Mandal et al., 2007). 

Migrasi ion terlarut akibat radiasi gelombang mikro memudahkan penetrasi pelarut ke matriks bahan. Pemanasan molekul air dalam sistem kelenjar dan pembuluh tanaman misalnya. Hal ini menyebabkan panas terlokalisir. Akibatnya terjadi  pengembangan volume dan perusakan sel. (Mandal et al., 2007).

Kelebihan MAE adalah waktu ekstraksi dan kebutuhan pelarut yang relatif rendah dibanding ekstraksi konvensional (Mandal et al., 2007). Beberapa jenis bahan dapat diekstrak secara simultan dan mengasilkan hasil rendemen menyerupai performansi SFE. Sebaliknya, diperlukan kondisi ekstraksi yang tepat dalam menggunakan pelarut mudah terbakar ataupun ekstrak bersenyawa termolabil dalam pelarut berfaktor disipasi tinggi (Salas et al., 2010).

Perbandingan ekstraksi soxhletasi, UAE, MAE, dan SFE

Parameter	Soxhletasi	UAE	MAE	SFE
Berat bahan (gram)	5-10	5-30	0,5-1	1-10
Volume pelarut (ml)	>300	300	10-20	5-25
Suhu (°C)	Titik didih	Ruang	40, 70, 100	50, 200
Waktu	16 jam	30 menit	30-45 detik	30-60 menit
Tekanan (atm)	Ruang	Ruang	1-5	150-650
Konsumsi energi relatif	1	0,05	0,05	0,25

Sumber: Jain et al. (2009)

Referensi

 

Calinescu, I., Ciuculescu, C., Popescu, M., Bajenaru, S., & Epure, G. (2001). Microwaves Assisted Extraction of Active Principles from Vegetal Material. Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering , 12, 1-6.

Jain, T., Jain, V., Pandey, R., Vyas, A., & Shukla, S. S. (2009). Microwave Assisted Extraction for Phytoconstituents – An Overview. Asian Journal Research Chemistry , 1 (2), 19-25.

Kaufmann, B., & Christen, P. (2002). Recent Extraction Techniques for Natural Products: Microwave-assisted Extraction and Pressurised Solvent Extraction. Phytochemical Analysis , 13, 105-113.

Mandal, V., Mohan, Y., & Hemalatha, S. (2007, January-May). Microwave Assisted Extraction – An Innovative and Promising Extraction Tool for Medicinal Plant Research. Pharmacognosy Reviews , 1 (1), pp. 7-18.

Salas, P. G., Aranzazu, M.-S., Antonio, S.-C., & Alberto, F.-G. (2010, December 3). Phenolic-Compound-Extraction Systems for Fruit and Vegetable Samples. Molecules , 15, pp. 8813-8826.