2019 : Scaling-up Proses Ekstraksi Curcuminoids menggunakan Natural Deep Eutectic Solvents (NADES) dari Curcuma zeodaria secara Batch (Kapasitas 500-1000 mL) dalam Prespektif Geometric Similarity

Prof. Dr.Ir. M.Rachimoellah Dip.EST
Orchidea Rachmaniah ST.,MT.

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Kurkumin merupakan zat warna kuning-orange bersifat photosensitizer yang secara alami dapat diperoleh secara mudah dan murah dari Curcuma sp. Kurkumin diyakini lebih aman dan non-toxic. Kurkumin aman dikonsumsi manusia hingga dosis 8 g/hari; didukung fakta bahwa kurkumin memiliki banyak potensi manfaat, diantaranya: sebagai senyawa anti-inflammatory, anti-carcinogenic, anti-bakteri, dan anti-infection. Kombinasi penggunaan NADES sebagai pelarut kurkumin, maka rendahnya kelarutan kurkumin dalam air tidak perlu risaukan lagi. Hal ini ditunjukkan dari 11 jenis NADES yang diujikan, semuanya dapat mengekstrak kurkuminoids lebih tinggi dibandingkan etanol dan air (40 oC, 24 jam waktu ekstraksi). Sehingga dapat dikatakan bahwa rendahnya kelarutan kurkumin dalam air telah teratasi dengan penggunaan NADES sebagai pelarut. NADES juga larut dengan air dan sebaliknya, karena NADES adalah pelarut berbasis air. Akan tetapi, kurkuminoids menunjukkan ketidakstabilan dalam NADES jenis netral dan basa. Namun lebih stabil jika disimpan dalam NADES jenis asam dan ionic seperti CCMA dan CCCA. Kombinasi kelarutan yang baik antara kurkuminoids di dalam NADES dan kestabilannya yang baik dalam CCMA dan CCCA mengantarkan potensi kurkuminoids sebagai Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT). Kurkuminoids, 3 mM, terlarut dalam CCCA dapat menghambat pertumbuhan baik Eschericia coli dan Staphylococcus aureus 108 cells/mL (24 h inkubasi pada 37oC); sedangkan pada konsentrasi yang sama, kurkuminoids terlarut dalam CCMA dapat menghambat membunuh 108 cells/mL E. coli dan S. aureus. Memperhatikan tingginya potensi pemanfaatan kurkuminoids dengan pelarut NADES, maka perlu dipikirkan strategi peningkatan kapasitas ekstraksi kurkuminoids melalui scaling-up. Strategi peningkatan kapasitas melalui scaling-up dengan memperhitungkan bilangan-bilangan dimensionless seperti bilangan Reynolds, NRe dan kriteria dinamis lainnya, seperti solvent mass-to-feed mass ratios (S/F), laju alir masa, dan diameter extractor (d). Parameter-parameter scaling-up tersebut diperlukan untuk mengidentifikasi parameter yang paling berpengaruh dalam proses ekstraksi dan faktor-faktor pembatas kinetika. Scaling-up bertahap, sakala mikro (30 dan 50 mL) dan skala laboratorium (500 dan 1000 mL), dilakukan dalam penelitian ini. Scaling-up skala mikro terlebih dahulu dilakukan menggunakan NADES (CCMA-H2O (1:1:18) dan CCCA-H2O (1:1:18)) dengan mempelajari nilai solvent mass-to-feed mass ratios (S/F) terlebih dahulu, 5/10-5/50 (mL/mg), dengan menjaga konstan dimensi ekstrakstor (L/D) (40 oC, 350 rpm). Selanjutnya, scaling-up skala laboratorium dengan menjaga konstan geometric similarity. Scaling-up proses selanjutnya dilakukan pada ekstraktor berkapasitas 500 dan 1000 mL. Nilai ratio dan waktu ekstraksi optimal yang telah didapatkan pada tahapan sebelumnya diterapkan pada tahap kedua ini. Parameter geometric scaling seperti L/D, N (kecepatan pengaduk), NRe (bilangan Reynolds) dijaga konstan selain parameter intensive (suhu dan tekanan).