Aspek pascapanen seperti penyimpanan memegang peranan penting dalam upaya menjaga stok pangan secara berkelanjutan. Hama menjadi salah satu penyebab penting kehilangan hasil pascapanen. Aktivitas hama pada penyimpanan dapat memengaruhi harga jual dan nilai gizinya (Banga et al., 2018). Penurunan kualitas dan kuantitas komoditas pertanian mencapai 30% akibat serangan berbagai kelompok serangga (Chaudhari et al., 2021).

Salah satu hama pascapanen yang paling umum ditemukan dalam penyimpanan produk pertanian adalah kumbang tepung beras Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae). Kumbang T castaneum menyerang tepung dari berbagai komoditas, seperti tepung dedak, kedelai, tapioka, gandum, jagung hingga tepung beras (Astuti & Mutalaliah, 2020). Serangan T. castaneum menyebabkan penurunan berat, perubahan warna, dan menimbulkan aroma yang tidak sedap pada bahan simpan (Subagiya et al., 2018). Aktivitas T. castaneum pada bahan simpan dapat menyebabkan kerugian mencapai 10−40% (Susanti et al., n.d.).

Upaya paling umum yang dilakukan untuk mengendalikan hama gudang adalah dengan fumigasi menggunakan bahan kimia sintetis, seperti metil bromida (CH₃Br) dan fosfin (PH₃) (Arum & Hasjim, 2020). Aplikasi fumigan dengan dosis dan waktu yang tidak tepat dapat menimbulkan dampak negatif seperti resistensi hama hingga kontaminasi pada bahan simpan (Rianti & Astuti, 2023). Penggunaan fumigan CH₃Br juga dibatasi karena dapat merusak lapisan ozon dan mengakibatkan penurunan kualitas komoditas (Hayata, 2017). Berdasarkan hal tersebut perlu dikembangkan alternatif pengendalian hama gudang yang lebih aman dan ramah lingkungan.

Salah satu bahan alami yang dapat digunakan untuk menggantikan fumigan adalah minyak atsiri yang diperoleh dari ekstrak tanaman. Senyawa bioaktif dalam tanaman dapat dimanfaatkan selayaknya insektisida sintetis (Handayani & Nurcahyanti, 2014). Salah satu tanaman tersebut adalah nilam (Pogostemon cablin). Ekstrak nilam mengandung berbagai senyawa kimia, seperti patchouli alcohol (32,60%), α-guaiene (15,91%), δ-guaiene (23,07%), α-patchoulene (5,47%), dan seychellene (6,95%) yang memiliki aktivitas antiserangga (Yani, 2023). Nilam mengandung flavonoid, glikosida, triterpen, sesquiterpen, lignin, dan aldehida yang berpotensi sebagai repellent atau antifeedant (Susanti & Sari, 2019). Penelitian lain juga menunjukkan bahwa ekstrak nilam mampu menekan populasi dan menolak hama wereng cokelat, lalat buah, dan kutu kebul (Gafur & Anshary, 2022); (Herminanto et al., 2012); (Noor et al., 2020). Tingkat toksisitas ekstrak tanaman sebagai insektisida juga dipengaruhi oleh potensi golongan senyawa yang terdapat didalamnya yang bersifat toksik (Utami & Ardiyanti, 2019). Metode ekstraksi yang modern membantu pengembangan senyawa ini secara efisien (Bolouri et al., 2022). Metode isolasi yang berbeda dengan berbagai mekanisme dapat menyebabkan perbedaan komposisi senyawa yang dihasilkan (Dewi et al., 2018). Metode distilasi digunakan dalam penelitian karena merupakan teknik yang paling umum digunakan untuk mendapatkan minyak atsiri, waktu yang dibutuhkan dalam proses distilasi relatif cepat dan menghasilkan rendemen tinggi yang bermutu baik (Nuraeni & Yunilawati, 2012). Metode maserasi dipilih karena prosesnya yang praktis, membutuhkan pelarut yang relatif sedikit, tidak perlu pemanasan (Putra et al., 2014). Metode ultrasonik bersifat non-destruktif, cepat dan dapat meningkatkan jumlah rendemen kasar akibat getaran gelombang yang diberikan (Handayani et al.2016).

Efektivitas ekstrak tanaman sebagai insektisida nabati dipengaruhi oleh cara penetrasinya ke dalam tubuh serangga seperti melalui kutikula atau pernafasan. Penetrasi insektisida ini tidak selalu dibatasi dengan jelas karena ekstrak tanaman dapat terdiri atas senyawa yang mudah menguap sehingga uji toksisitas kontak menghasilkan kombinasi toksisitas kontak dan fumigan (Achimon et al., 2022). Penggunaan racun kontak dapat diaplikasikan pada serangga menggunakan teknik aplikasi residu untuk mengetahui konsentrasi yang mematikan, dan teknik aplikasi topikal digunakan untuk mengetahui dosis mematikan untuk setiap individu serangga uji. Teknik aplikasi fumigan digunakan untuk mengetahui efek ekstrak tanaman sebagai racun pernafasan.

Tujuan penelitian ini untuk menguji perbedaan rendemen, komposisi, kandungan, toksisitas, dan tingkat repelensi ekstrak nilam yang diekstrak dengan berbagai metode untuk mengendalikan T. castaneum. Penelitian ini memberikan informasi baru tentang penggunaan berbagai metode ekstraksi nilam dalam pengujian toksisitas terhadap T. castaneum yang belum pernah dilakukan. Penelitian ini penting dilakukan untuk menemukan metode ekstraksi yang paling efektif dan efisien dalam pengembangan pestisida nabati khususnya nilam.

Rata-rata persentase minyak atsiri yang terkandung dalam daun kering nilam berkisar 0,54% hingga 5,2% (Beek TA & D, 2018). Penggunaan gelombang ultrasonik akan meningkatkan gangguan pada sel sampel yang dapat meningkatkan pelepasan minyak atsiri ke dalam larutan sehingga akan meningkatkan rendemen minyak (Chen et al., 2021). Gelombang ultrasonik berpotensi dimanfaatkan sebagai kombinasi perlakuan sebelum proses distilasi karena berpotensi meningkatkan kualitas dan kapasitas produksi minyak atsiri (Kumoro et al., 2021). Namun, penggunaan gelombang ultrasonik harus hati-hati karena dapat menyebabkan hilangnya senyawa utama nilam patchouli alcohol. Hal ini karena amplitudo gelombang yang tinggi dapat menyebabkan penurunan presentasi patchouli alcohol secara signifikan bahkan menyebabkan degradasi patchouli alcohol (Preeti et al., 2020).

Ekstrak nilam yang diperoleh menggunakan metode distilasi menunjukkan tingkat toksisitas tertinggi terhadap imago T. castaneum pada ketiga teknik aplikasi. Hal ini karena pelarut yang digunakan dalam proses maserasi dan ultrasonik dapat melarutkan semua senyawa baik yang bersifat volatil hingga kontaminan padatan seperti zat warna yang bersifat non volatil (Tutuarima et al., 2018), sedangkan distilasi umumnya digunakan untuk memisahkan senyawa-senyawa volatil saja sehingga hasilnya berupa senyawa murni (Rifdah et al., 2022).

Ekstrak nilam menunjukkan toksisitas kontak yang kuat terhadap T. castaneum baik yang diaplikasikan secara topikal maupun residu. Toksisitas kontak P. cablin dengan cara aplikasi topikal terhadap T. castaneum lain telah dilaporkan oleh (Feng et al., 2019). Penelitian lain juga melaporkan bahwa minyak nilam menunjukkan efek kematian yang tinggi pada T. castaneum setelah pemaparan 72 jam dengan cara aplikasi residu mulai dari konsentrasi 0,75% (Bagade et al., 2021). Seskuiterpen dalam ekstrak nilam yang ditemukan dapat digunakan sebagai insektisida karena dapat menghambat metamorfosis larva maupun perkembangbiakan serangga (Kadarohman et al., 2013). Insektisida racun kontak

dapat diaplikasikan pada gudang-gudang penyimpanan dengan menyemprotkan ke permukaan karung maupun ke dinding dan lantai gudang (Nurhaedah et al., 2024). Hal ini dapat digunakan untuk mencegah serangan hama mematikan hama tersebut sebelum mencapai produk. Ekstrak nilam kurang efektif jika diaplikasikan sebagai fumigan terhadap T. castaneum. Namun, minyak nilam dilaporkan efektif sebagai fumigan pada imago Sitophilus oryzae (Linnaeus) pada 24 dan 48 jam pemaparan dengan LD50 dan LD95 berturut-turut 198,4 dan 142,9 µl/l (Devi et al., 2020). Perbedaan aktivitas insektisida terhadap berbagai spesies serangga adalah hal yang umum terjadi. Hal tersebut karena setiap serangga memiliki kerentanan yang berbeda terhadap konstituen minyak atsiri yang dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal (Chen et al., 2018). Kumbang T. cataneum lebih rentan terhadap toksisitas fumigasi beberapa monoterpenoid, seperti ketones pulegone, l-fenchone dan aldehyde perilladehyde (Lee et al., 2003). Aktivitas penolakan T. castaneum menggunakan ekstrak nilam disebabkan oleh adanya berbagai senyawa yang bersifat repelen, seperti patchouli alkohol, patchoulene dan α-guaiene (Lima et al., 2022). Dalam penelitian sebelumnya, tanaman nilam menunjukkan aktivitas repelen yang unggul terhadap T. castaneum pada konsentrasi 0,05% pada pengamatan 12 JSP (Bagade et al., 2021). Penggunaan ekstrak nilam dengan konsentrasi rendah (0,1%) sebagai repelen tidak menunjukkan efek repelen yang kuat setelah 24 JSP. Nilai repelensi paling efektif pada awal pengamatan dan akan terus menurun seiring bertambahnya waktu pengamatan (Tiana et al., 2021).

Penggunaan gelombang ultrasonik menyebabkan terjadinya pemecahan sel tumbuhan yang diekstrak sehingga kandungan senyawa di dalamnya keluar dan larut bersama pelarut (Djamaludin & Chamidah, 2021). Hal ini menyebabkan senyawa hasil metode ekstraksi ultrasonik lebih beragam, kompleks dan berbeda dibandingkan dengan hasil metode ekstraksi yang lain. Kandungan senyawa tertinggi pada metode distilasi dan maserasi adalah patchouli alcohol. Patchouli dikenal memiliki aktivitas biologis sebagai insektisida, antioksidan, antitumor, antimikroba, dan antifungi (Hu et al., 2017). Senyawa ini memiliki mode of action sebagai racun saraf serta mampu menembus dan mendegradasi membran kutikula serta menyebabkan kerusakan pada jaringan serangga (Zhu et al., 2003). Efek insektisidal senyawa α-guaiene dan -guaiene belum dilaporkan. Namun, senyawa ini dilaporkan mampu menghambat pertumbuhan cendawan Microsporum gypseum dan Tricophyton mentagrophytes (Maulani et al., 2022) serta mampu bekerja sebagai antimikroba pada bakteri Eschericia coli dan Pseudomonas aeruginosa (Widyaningrum et al., 2020). Hasil ekstrak nilam metode maserasi dan ultrasonik juga memiliki warna hijau kehitaman karena adanya senyawa-senyawa dekomposisi klorofil daun seperti phytol. Senyawa ini dilaporkan dapat mengurangi aktivitas motorik cacing dan bersifat antimikroba pada Mycobacterium tuberculosis dan Staphylococcus aureus (Moraes J et al., 2014).

Berdasarkan hasil penelitian, metode ekstraksi nilam dengan distilasi memiliki kelebihan menghasilkan ekstrak yang murni dan toksik bagi serangga T. castaneum, namun rendemen yang dihasilkan rendah. Metode ekstraksi maserasi memiliki kelebihan mudah dilakukan, cepat, dan menghasilkan rendemen tinggi. Kekurangan dari metode ekstraksi maserasi adalah rendemen yang dihasilakan kurang murni dan kurang toksik terhadap T. castaneum. Metode ekstraksi nilam dengan ultrasonik memiliki kelebihan dapat dilakukan sangat cepat, rendemen tinggi, dan senyawa yang dihasilkan bervariasi namun memiliki tingkat toksisitas sangat rendah.

Metode ekstraksi nilam (P. cablin) dengan gelombang ultrasonik menghasilkan rendemen ekstrak paling tinggi. Ekstrak daun nilam yang diekstraksi dengan metode distilasi, maserasi, dan ultrasonik bersifat toksik terhadap imago T. castaneum yang diaplikasian secara residu dan topikal, namun tidak efektif pada cara aplikasi fumigasi. Ekstrak nilam yang diekstrak dengan metode distilasi menunjukkan tingkat toksisitas tertinggi di antara kedua metode ekstraksi yang lain dengan nilai LC50 dan LC95 berturut-turut 0,804 dan 1,541% pada metode residu dan LD50 dan LD95 berturut- turut 49,14 dan 135,73 μg/imago pada metode aplikasi topikal. Ekstrak nilam hasil distilasi juga menunjukkan sifat repelen terhadap T. castaneum mulai dari konsentrasi 0,2%. Metode ekstraksi nilam yang berbeda menghasilkan komposisi senyawa yang berbeda.