Microwave-Assisted Extraction (MAE)

Inovasi teknologi pengolahan pangan yang tengah berkembang ialah Microwave-assisted extraction (MAE). Recovery senyawa bernilai tinggi dari limbah perikanan akan mudah dilakukan dengan menggunakan teknologi ini. Microwave adalah salah satu gelombang elektromagnetik, dengan interval panjang gelombang antara 1 mm hingga 1 m dan interval frekuensi antara 300 MHz dan 300 GHz. Gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh microwave bersifat seperti magnet yang memiliki 2 ion kutub (positif dan negatif). Bahan yang mengandung ion positif dan negatif seperti air, lemak, gula akan ikut berputar ketika gelombang mikro berputar akibat adanya gaya tolak kutub yang sama. Putaran / frekuensi golombang miko umumnya sebesar 2450 kali per detik menyebabkan molekul air dan lemak yang berputar sedemikian cepat akan menghasilkan gesekan sehingga menimbulkan panas. Model teknologi MAE diilustrasikan pada Gambar 1. Peningkatan suhu selama proses MAE mengakibatkan kenaikan proses evaporasi cairan dalam sel dan terjadi peningkatan tekanan. Hal ini memberikan efek perubahan porositas dinding sel. Peningkatan porositas matrik sel biomaterial yang dikombinasikan dengan kenaikan suhu serta tekanan mendorong terjadinya transfer massa (Gambar 2). Efisiensi proses MAE dipengaruhi beberapa variabel diantaranya daya keluaran microwave, frekuensi, kadar air bahan, siklus ekstraksi, waktu proses, tekanan, viskositas,ukuran sampel dan bahan pelarut alami. 

Gambar 1. Ilustrasi teknologi MAE (sumber : Hoi Po Cheng, 2007)

Alishashi dalam Journal of Polymers and the Environment tahun 2011, berhasil melakukan ekstraksi kitosan dari limbah kepala udang (Metapeneus monodon) dan membandingkannya dengan ekstraksi menggunakan autoclave. Derajat deacetylation kitosan yang dihasilkan adalah 95% dalam waktu proses selama 35 menit sedangkan ekstraksi menggunakan autoclave diperoleh deacetylation kitosan 93% dalam proses selama 3 jam. Selain itu kitosan dari proses MAE memiliki struktur crystalline lebih baik serta kandungan anti bakteri yang lebih tinggi.

Gambar 2. Proses pengeluaran bioaktif sampel menggunakan gelombang mikro (sumber : Ying Li, 2013)

Berdasarkan hal tersebut, keunggulan MAE diantaranya adalah proses ekstraksi yang lebih cepat, mengurangi kebutuhan pelarut dan rendemen yang diperoleh tinggi. Namun MAE juga memiliki kekurangan yaitu masih diperlukan proses lanjutan berupa sentrifugasi ataupun filtrasi untuk memisahkan residu padat yang dihasilkan, efisiensi MAE akan menjadi sangat rendah jika senyawa target dan media pelarutnya bukan berupa senyawa polar dan atau senyawa volatile.

Penulis : Arif Rahman Hakim (Peneliti Muda LRMPHP)