Optimasi Ekstraksi Pektin dari Kulit Buah Naga dengan Microwave Assisted Extraction (MAE) Menggunakan RSM (Response Surface Methodology)

Abstract

Buah naga merupakan salah satu buah tropis yang dapat tumbuh di Indonesia. Buah ini biasanya diolah menjadi jus, selai, sirup dan sebagainya. Tingginya produksi buah naga akan menghasilkan limbah kulit yang melimpah sehingga alternatif yag digunakan adalah sebagai bahan baku pektin karena kandungan pektin pada kulit buah naga cukup tinggi. Pektin dapat digunakan sebagai pengental, pembentuk gel, penstabil dan pemberi tekstur. Salah satu metode untuk ekstraksi pektin adalah Microwave Assisted Extraction (MAE). Metode ini memiliki kontrol terhadap temperatur yang lebih baik dibandingkan proses pemanasan konvensional serta waktu ekstraksi yang lebih singkat dan rendemen yang dihasilkan lebih banyak. Pelarut yang biasa digunakan adalah pelarut asam. Padahal, pelarut asam asam bersifat korosif dan tidak ramah lingkungan, sehingga menggunakan pelarut yang lebih ramah lingkungan dan bersifat polar seperti pelarut air. Penelitian ini dilakukan mengenai optimasi ekstraksi pektin dari kulit buah naga dengan MAE menggunakan RSM untuk mengetahui pengaruh rasio berat bubuk kulit buah naga dan aquades, waktu ekstraksi dan daya microwave terhadap rendemen pektin, menentukan titik optimum ekstraksi pektin serta menentukan karakteristik pektin dari hasil optimasi. Penelitian ini menggunakan Response Surface Methodology dengan rancangan Box-Behnken 3 faktor. Faktor pertama adalah rasio antara berat bubuk kulit buah naga dan aquades (X1) dengan kisaran sampel 2,5 g/100mL (low); 3,75 g/100mL (central) dan 5 g/100mL (high), faktor kedua adalah waktu ekstraksi (X2) dengan kisaran sampel 5 menit (low); 15 menit (central) dan 25 menit (high), serta faktor ketiga adalah daya microwave (X3) dengan kisaran sampel 180 watt (low); 360 watt (central) dan 540 watt (high). Analisis data dengan Minitab Statistical Software Ver. 20.3. Hasil rancangan formulasi dari software berjumlah 15 sampel dengan dua kali pengulangan. Response atau variabel dependen yang dioptimasi adalah rendemen. Analisis response berdasarkan Analysis of Variance (ANOVA) untuk mengevaluasi signifikansi statistik dan menguji lack of fit non signifikan. Pengaruh response diketahui dari persamaan polinomial kuadrat dan grafik surface plot. Rasio antara berat bubuk kulit buah naga dan aquades, waktu ekstraksi dan daya microwave dapat mempengaruhi rendemen pektin. Peningkatan rasio antara berat bubuk kulit buah naga dan aquades dapat meningkatkan rendemen pektin. Sedangkan, peningkatan waktu ekstraksi dapat menurunkan rendemen pektin. Peningkatan daya microwave dapat meningkatkan rendemen pektin. Titik optimum dapat tercapai pada rasio antara berat bubuk kulit buah naga dan aquades 5 g/100mL, lama waktu ekstraksi 5 menit, dan daya microwave 441,8182 watt dengan prediksi parameter response rendemen yaitu 23,8157%. Karakteristik pektin dari hasil optimasi ekstraksi pektin kulit buah naga yaitu berat ekivalen 1014,03 mg; kadar metoksil 3,11% (pektin metoksil rendah); kadar asam galakturonat 35,03%; derajat esterifikasi 50,41% (pektin ester tinggi).