Botani Tanaman Cengkeh
Cengkeh (Syzigium aromaticum) termasuk jenis tumbuhan perdu yang dapat memiliki batang pohon besar dan berkayu keras, cengkeh mampu bertahan hidup puluhan tahun bahkan sampai ratusan tahun, tinggi mencapai 20-30 meter dan cabang-cabangnya cukup lebat. Cabang-cabang dari tumbuhan cengkeh tersebut pada umumnya panjang dan dipenuhi oleh ranting-ranting kecil yang mudah patah. Sistematika tanaman cengkeh sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Division : Spermatophyta Sub division : Angiospermae Klas : Dicotyledoneae Ordo : Myrtales Family : Myrtaceae Genus : Eugenia
Spesies : Syzgium aromaticum ( Hapsoh, 2011).
Cengkeh (Syzigium aromaticum) termasuk dalam famili Myrtaceae. Tanaman ini berbentuk pohon, tingginya dapat mencapai 20-30 meterdan dapat berumur lebih dari 100 tahun. Tajuk tanaman cengkeh umumnya berbentuk kerucut, piramida, atau piramida ganda, dengan batang utama menjulang keatas. Tanaman cengkeh menghendaki iklim yang panas dengan curah hujan cukup merata. Tanaman ini tidak tahan kekeringan sehingga tidak sesuai ditanam pada
5
Tanaman ini bisa tumbuh dan berkembang dengan baik pada ketinggian 0-800 meter di atas permukaan laut dengan suhu 22°-30°C, tetapi pertumbuhan paling optimal pada ketinggian 300-600 meterdi atas permukaan laut. Pada ketinggian diatas 900 meterdi atas permukaan laut tanaman ini masih bisa tumbuh dengan baik, tetapi produksinya sangat rendah(Najiyati dan Danarti, 2003).
Tanaman cengkeh memiliki kandungan minyak atsiri dengan jumlah cukup besar, baik dalam bunga (10-20%), tangkai (5-10%) maupun daun (1-4%). Dari ketiga bagian tersebut yang paling ekonomis adalah ekstrak bagian daunnya. Oleh karena itu jenis minyak cengkeh yang umum diperjual belikan adalah minyak daun cengkeh ( clove leaf oil ). Kandungan utama minyak atsiri bunga cengkeh adalah eugenol (70-80%). Eugenol adalah komponen utama minyak cengkeh berupa cairan tidak berwarna, beraroma khas, dan mempunyai rasa pedas yang banyak dimanfaatkan dalam industri fragrance dan flavor karena memiliki aroma yang khas dan industri farmasi karena bersifat antiseptic ( Hidayat, 1997).
Jenis- jenis Cengkeh
Cengkeh di Indonesia dapat digolongkam menjadi empat jenis yaitu: Si putih, Si kotok, Zanzibar, dan Ambon.
1. Cengkeh si putih
Daun cengkeh si putih berwarna hijau muda (kekuningan) dengan helaian daun relatif lebih besar. Cabang–cabang utama yang pertama mati, sehingga percabangan seolah baru dimulai pada ketinggian 1,5-2 meter dari permukaan tanah.
6
2. Cengkeh si kotok
Daun cengkeh si kotok mulanya berwarna hijau muda kekuningan kemudian berubah menjadi hijau tua dengan permukaan atas licin dan mengkilap.
3. Cengkeh zanzibar
Tipe ini merupakan tipe cengkeh terbaik, sangat dianjurkan karna daya adaptasi yang luas, produksi tinggi, dan berkualitas terbaik. Daun mulanya berwarna ros/merah muda, kemudian berubah menjadi hijau tua mengkilap pada permukaan atas, dan hijau pucat memudar pada permukaan bawah. 4. Cengkeh tipe ambon
Tipe cengkeh ini tidak dianjurkan untuk ditanam, karna produksi dan daya adaptasinya rendah, serta kualitas hasil yang kurang baik. Daun yang muda berwarna ros muda atau hijau muda (lebih muda dari pada zanzibar) (Najiyati dan Danarti, 2003).
Pemanenan
Pemanenan bunga cengkeh harus dilakukan pada saat yang tepat yaitu saat bunga berwarna pucat (hijau kekuningan), bunga masih kuncup, kepala bunga bundar dan mengkilap. Pemetikan dilakukan saat bunga telah berumur 6 bulan sejak keluar dari bakal bunga. Pemetikan yang terlalu cepat mengakibatkan rendemen rendah dan kadar minyak sedikit, sedangkan pemetikan yang terlambat, bunga telah mekar atau membengkak mempunyai rasa, aroma dan kualitas menurun.Masaknya bunga dalam satu pohon tidak sama sehingga pemanenan perlu dilakukan 3-4 kali dalam rentang waktu 10-14 hari. Satu bulan sebelum
7
penanaman dilakukan pemanenan, sebaiknya tanaman diberi pupuk Urea (Ruhnayat, 1993).
Hasil tanaman cengkeh yang banyak dimanfaatkan di Indonesia adalah bunganya, yang digunakan sebagai bahan tambahan di pabrik rokok. Gagang dan bunga cengkeh di areal perkebunan cengkeh masih banyak yang belum dimanfaatkan padahal gagang cengkeh dapat diambil minyaknya dengan cara penyulingan. Minyak cengkeh yang dihasilkan kira-kira adalah 2,5 % dari berat cengkeh kering. Potensi minyak cengkeh di Indonesia sangat besar tetapi dibiarkan membusuk tanpa dimanfaatkan Komposisi utama minyakcengkeh adalaheugenol, eugenol asetat dan caryofilen. Komposisi minyak yang dapat diperoleh dari penyulingan cengkeh adalah : eugenol 36- 85%, eugenol asetat 11-21% dan caryofilen 5- 13% (Sukarsono,dkk, 2005).
Pasca panen
Bunga cengkeh yang telah dipanen sebaiknya langsung diolah agar kesegaran tetap terjaga. Bunga cengkeh yang telah dipetik dipisahkan dari gagangnya. Jika persentase gagangnya melebihi 5%, cengkeh masuk kualitas II. Pemisahan bunga dan gagang cengkeh dilakukan dengan pemeraman 1 malam dengan menggunakan karung, agar bunga cengkeh tampak berwarna coklat. Bunga cengkeh yang diperam memiliki warna lebih hitam dibandingkan tanpa yang diperam. Setelah diperam bungan cengkeh dijemur selama 5-7 hari hingga kadar air 12% (Suwarto dan Octavianty, 2010).
8
Penyulingan
Penyulingan adalah salah satu cara untuk mendapatkan minyak atsiri, dengan cara mendidihkan bahan baku yang dimasukkan ke dalam ketel hingga terdapat uap yang diperlukan. Cara lain adalah mengalirkan uap jenuh (saturated
or superheated) dari ketel pendidih air ke dalam ketel penyulingan. Dengan
penyulingan ini akan dipisahkan zat-zat bertitik didih tinggi dari zat-zat yang tidak dapat menguap. Dengan kata lain penyulingan adalah proses pemisahan komponen-komponen campuran dari dua atau lebih cairan berdasarkan perbedaan tekanan uap masing-masing komponen tersebut (Santoso, 1997).
Minyak cengkeh yang dihasilkan dari bunga cengkeh yang mengalami penjemuran mempunyai bilangan ester yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang tidak mengalami penjemuran. Pengeringan langsung di bawah sinar matahari juga menyebabkan sebagian minyak cengkeh akan turut menguap (Kardinan dan Agus 2005).
Jenis-jenis penyulingan
Ada tiga jenis penyulingan yang dapat digunakan untuk memperoleh minyak nilam, yaitu:
- Penyulingan dengan uap air
Pada cara penyulingan ini bahan berhubungan langsung dengan air yang mendidih. Bahan yang disuling direbus dengan air di dalam ketel (tangki) penyuling. Uap air akan menguap dengan membawa uap minyak cengkeh yang dikandung oleh bahan yang disuling. Kemudian uap tersebut di alirkan melalui sebuah pipa yang berhubungan dengan kondensor (pendingin).
9
Prinsip penyulingan ini adalah dengan menggunakan tekanan uap rendah. Pada saat penyulingan bahan yang disuling tidak berhubungan langsung dengan air, bahan diletakkan diatas piringan. Setelah air mendidih, uap air keluar melalui lubang-lubang piringan dan terus mengalir melalui sela-sela bahan.
- Penyulingan dengan uap langsung
Pada dasarnya penyulingan ini hanyalah dengan mengalirkan uap yang bertekanan tinggi. Pada cara ini, ketel perebusan air dipisahkan dari ketel penyuling yaitu ketel yang berisi bahan. Uap air yang dihasilkan pada ketel perebus air, dialirkan pada sebuah pipa ke dalam ketel penyuling. Bahan yang disuling diletakkan pada piringan yang berlubang-lubang di dalam ketel. Piringan boleh lebih dari satu dan disusun secara bertingkat. Setelah mengalami kondensasi, campuran minyak dan air dicampur pada bak pemisah cairan. Dengan adanya perbedaan masa jenis maka air dapat dipisahkan dari minyak. Penyulingan dengan cara ini akan mengahasilkan minyak yang bermutu tinggi (Sudaryani dan Sugiharti, 1999).
Penyulingan uap
Penyulingan ini membedakan wadah pemanasan air dan wadah bahan. Air akan mengalami pemanasan sehingga mengeluarkan uap kemudian uap akan dialirkan menuju wadah bahan. Di dalam wadah bahan, bahan diletakkan di atas piringan yang berlubang-lubang sama seperti penyulingan dengan uap dan air. Selanjutnya uap tetap akan mengalami proses pendinginan untuk dicairkan. Penyulingan dengan cara ini akan menghasilkan mutu yang lebih baik karena efisiensi minyak cengkeh yang dihasilkan lebih tinggi dari kedua sistem penyulingan sebelumnya (Sudaryani dan Sugiharti,1999).
10
Minyak cengkeh
Minyak cengkeh merupakan minyak atsiri yang berasal dari tanaman cengkeh (Syzigiumaromaticum), yang termasuk dalam famili Myrtaceae, yang banyak ditanam di Indonesia,India dan Madagaskar. Minyak cengkeh telah banyak dimanfaatkan sebagai agen perasadan pemberi aroma pada berbagai makanan dan campuran dalam rokok kretek karena aromadan rasanya yang kuat dan pedas, selain itu minyak cengkeh memiliki aktivitas biologiskarena mengandung eugenol dengan kadar tinggi, yaitu sebagai antiseptik dan analgesik padapengobatan gigi dan mulut, antifungal, antibakteri, antioksidan, antikarsinogen dan anti radikal bebas(Nurjannah, 2013).
Manfaat minyak cengkeh
Adapun manfaat dari minyak cengkeh yaitu sebagai antibiotik dan anti radang karena dapat menghambat pertumbuhan jamur dan mikroba. Minyak cengkeh merupakan minyak eksotik yang dapat meningkatkan gairah dan semangat serta mempunyai sifat meningkatkan sensualitas. Minyak cengekeh dapat memberikan efek menenangkan dan membuat tidur lebih nyenyak sehingga minyakcengkehdapat digunakan untuk aroma terapi karena mempunyai efek sedatif (Suhirman, 2012).
Secara tradisional minyak cengkehdigunakan untuk pewangi kertas linen dan pakaian. Dalam industri, secara ekstensif minyak cengkeh digunakan dalam pembuatan kosmetik, dan digunakan sebagai fiksatif dalam sabun dan parfum, terutama parfum tipe oriental. Kandungan senyawa-senyawa kimia di dalam minyak cengkeh bersifat antimikrobial, bacterial, antiviral, fungicidal, antiseptik,
11
minyak cengkeh juga digunakan untuk mengobati jerawat, kulit pecah-pecah, ekseem, infeksi cendawan, perawatan rambut, penolak serangga, dan mengobati luka (Lawless, 2002).
Minyak cengkeh antara lain digunakan sebagai bahan baku, bahan pencampur dan fiksatif (pengikat wangi-wangian) dalam industri parfum, farmasi dan kosmetik serta makanan dan minuman juga sebagai pewangi selendang, karpet dan barang-barang tenunan. Dalam industri parfum minyak cengkeh merupakan bahan baku utama yang fungsinya tidak dapat digantikan oleh minyak yang lain(Rusli et al., 1985).
Minyak cengkeh dapat bercampur dengan minyak eteris yang lain, mudah larut dalam alkohol dan sukar menguap, karena sifatnya itulah minyak cengkeh digunakan sebagai fiksatif atau pengikat bahan-bahan pewangi lain. Peranan minyak cengkeh sangat penting dalam dunia perfumery (Sulaswaty, 2001).
Menurut (Lutony dan Rahmayati, 2002). Selain pemanfaatan minyak cengkeh, tanaman cengkeh juga dapat digunakan untuk keperluan tertentu. Misalnya, daun cengkeh berguna untuk bahan pelembap kulit, menghilangkan bau badan, dan gatal-gatal pada kulit, dan sebagai pewangi.
Faktor yang mempengaruhi mutu minyak cengkeh
Sebagai tanaman yang diambil minyak atsirinya, produksi, kadar dan mutu minyak cengkeh yang dihasilkan merupakan faktor penting yang dapat dipergunakan untuk menentukan keunggulan suatu varietas. Disamping itu, karakter lainnya seperti sifat ketahanan terhadap penyakit juga merupakan salah satu indikator penentu. Banyak faktor yang mempengaruhi kadar dan mutu
12
minyak cengkeh, antara lain, genetik (jenis), budidaya, lingkungan, panen dan pasca panen(Amalia dan Nursalam 2008).
Faktor yang menentukan mutu minyak adalah sifat kimia minyak dan membandingkannya dengan standar mutu perdagangan yang ada. Bila nilainya tidak memenuhi berarti minyak telah terkontaminasi, adanya pemalsuan atau minyak atsiri tersebut dikatakan bermutu rendah. Salah satu faktor penentu mutu minyak cengkeh adalah kadar senyawa esternya. Semakin tinggi kadar ester, maka mutu minyak semakin tinggi, karena baunya semakin harum. Salah satu faktor penentu kadar ester adalah faktor penyulingan dan penanganan bahan (Hernani dan Marwati, 2006).
Komposisi kimia sangat dipengaruhi oleh faktor alam maupun pengolahan. Oleh karena itu kualitas minyak atsiri sangat sensitif terhadap perubahan, baik yang disebabkan faktor lingkungan, perbedaan cuaca, kekurangan unsur hara tanaman ataupun proses pengolahan. Komposisi kimia tersebut membentuk karakteristik yang berbeda pada setiap minyak (Rusli, 2007).
Rendemen
Rendemen adalah perbandingan antara minyak yang dihasilkan dengan bahan tumbuhan yang diolah.Besarnya rendemen yang dihasilkan antara jenis bahan yang satu berbeda dengan yang lainnya.Misalnya2,95% untuk jenis Cengkeh Ambon (Lutony dan Rahmayati, 2002).
Faktor yang mempengarui rendemen
Faktor-faktor yang mempengaruhi rendemen minyak cengkeh antara lain adalah penggunaan bibit asalan, jenis tanaman, umur tanaman, waktu panen,cara
13
penanganan bahan baku (perajangan, pelayuan dan pengeringan), cara penyulingan, lama penyulingan, dan penggunaan alat penyuling
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Cengkeh dalam bahasa inggris disebut dengan cloves, adalah tangkai bunga kering beraroma dari keluarga pohon myrtaceae. Cengkeh adalah tanaman asli Indonesia, banyak digunakan sebagai bumbu masakan pedas di Negara-negara Eropa, dan sebagai bahan utama rokok kretek khas Indonesia. Cengkeh ditanam terutama di Inodesia (Kepulauan Banda) dan Madagaskar, juga tumbuh subur di Zanzibar, India, dan Sri Lanka.
Ada beberapa daerah yang diyakini sebagai daerah asal cengkeh, yaitu Filipina dan Pualau Makian, tetapi ada juga yang berpendapat bahwa cengkeh berasal dari Papua. Cengkeh adalah tanaman Indonesia, banyak digunakan sebagai bumbu masakan pedas di negara-negara Eropa, dan sebagai bahan utama rokok kretek khas Indonesia. Cengkeh ditanam terutama di Indonesia (Kepulauan Banda).
Minyak cengkeh dapat diisolasi dari daun, batang, maupun bunga cengkeh. Minyak atsiri dari bunga cengkeh memiliki kualitas terbaik danharganya mahal karena rendemennya tinggi dan mengandung eugenol mencapai 80-90%. Kelimpahan komponen-komponen dalam minyak cengkeh bergantung dari jenis, asaltanaman, metode isolasi, dan metode analisa yang digunakan. Minyak cengkeh umumnyadiisolasi dari bunga cengkeh kering. Proses pengeringan bertujuan sebagai teknikpengawetan bunga cengkeh setelah panen untuk keperluan berbagai industri makanan,farmasi, dan kosmetik.
2
Komposisi utama minyak cengkeh adalah eugenol, eugenol asetat dan caryofilen. Eugenol 36-85%, eugenol asetat 11-21% dan caryofilen 5-13%. Senyawa lain yang ada dalam jumlah kecil adalah α dan β Hmulen, α Cubenene, methyl benzoate. Titik didih dari yang paling ringan dari ke 3 komponen terbesar adalah caryofilen, eugenol dan eugenol asetat. Isoeugenol, isomer eugenol yang juga ada dalam jumlah sedikit, titik didihnya sedikit diatas eugenol.
Tanaman cengkeh tumbuh baik pada daerah antara 200LU– 200LS. Suhu udara yang cocok untuk tanaman cengkeh adalah 21 – 350C dengan ketinggian ideal 200 – 300 meter diatas permukaan laut. Tanaman cengkeh tumbuh dan berproduksi pada dataran rendah, sedangkan pada dataran tinggi tanaman cengkeh lambat bahkan tidak berproduksi sama sekali. Tumbuhan cengkeh akan tumbuh dengan baik apabila cukup air dan mendapatkan sinar matahari langsung. Cengkeh cocok ditanam baik di daerah dataran rendah dekat pantai maupun pegunungan pada ketinggian 900 meter di atas permukaan laut.
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode penyulingan uap langsung. Penyulingan dengan metode uap langsung merupakan metode yang paling banyak digunakan dalam dunia penyulingan minyak atsiri, karena rendemen minyak yang dihasilkan lebih tinggi. Salah satu diantara penggunaan penyulingan dengan metode ini adalah Fuad Nugraha Lubis (2010) dalam penelitian sebelumnya. Hanya saja dalam penelitian tersebut ada kekurangannya dimana termometer diletakkan pada tabung bahan yang akan disuling. Metode ini menggunakan uap langsung yang bertekanan tinggi yang dihasilkan pada tabung penghasil uap. Oleh sebab itu termometer harus diletakkan pada penutup tabung penghasil uap.
3
Dalam penyulingan dengan metode uap langsung ini terdapat tiga tabung yang saling berhubungan. Dimana pada tabung pertama merupakan tabung penghasil uap dan tabung kedua merupakan tabung bahan yang akan disuling, sementara tabung ketiga merupakan tabung kondensor yang berfungsi mengubah fase uap menjadi fase cair yang disebut minyak. Tabung pertama berisi air yang dipanaskan sampai didapat suhu dan tekanan yang diinginkan, stelah tekanan tercapai uap dialirkan ke dalam tabung kedua melalui pipa yang telah dihubungkan. Didalam tabung kedua uap bertekanan tinggi akan mengekstrak minyak.
Tujuan Penelitian
Untuk menguji pengaruh temperatur uappada alat penyuling minyakatsiri cengkeh tipe uap langsung.
Hipotesa Penelitian
Dalam penelitian ini, diduga ada pengaruh suhu uap pada alat penyuling minyak atsiri tipe uap langsung terhadap mutu dan rendemen minyak.
Manfaat Penelitian
1. Bagi penulis sebagai bahan untuk menyusun sikripsi yang merupakan syaratuntuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi KeteknikanPertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. 2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan
penelitian lebih lanjut mengenai alat penyuling minyak atsiri.
3. Bagi masyarakat, sebagai sumber informasi bagi petani/pedagang tentang arti pentingnya pengolahan pascapanen cengkeh.
ABSTRAK
LUTHFAN MINHAL : Uji Suhu Uap Pada Alat Penyuling Minyak Atsiri Cengkeh Tipe Uap Langsung. Dibimbing oleh LUKMAN ADLIN HARAHAP dan SAIPUL BAHRI DAULAY.
Pada alat penyuling minyak atsiri cengkeh tipe uap langsung, pengaturan suhu penyulingan perlu diperhatikan. Suhu tersebut menentukan kualitas hasil minyak cengkeh. Penelitian ini adalah pengujian berbagai tingkat suhu pada alat penyuling minyak atsiri cengkeh tipe uap langsung terhadap kadar air, asam lemak bebas dan rendemen minyak cengkeh. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian dan di Laboratorium Analisa Kimia Bahan Pangan Fakultas Pertanian pada bulan November 2015 sampai selesai dengan menggunakan model rancangan acak lengkap non factorial yaitu pada taraf pengujian pada suhu 950C, 1000C dan 1050C. Parameter yang diamati adalah kadar air, asam lemak bebas dan rendemen.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air tertinggi terdapat pada perlakuan U1 yaitu 15,72% dan kadar air terendah pada perlakuan suhu U3 yaitu 11,23%. Kadar asam lemak bebas tertinggi terdapat pada suhu U1 yaitu 5,83% dan asam lemak bebas terendah terdapat pada perlakuan suhu U2 yaitu 5,60% Nilai rendemen tertinggi terdapat pada perlakuan suhu U3 yaitu 0,54% dan nilai rendemen terendah terdapat pada perlakuan suhu U1 yaitu 0,40%.
Kata kunci: Cengkeh, suhu penyulingan, minyak cengkeh ABSTRACT
LUTHFANMINHAL: Steam Temperature Test At Clove Oil Distiller
Equipment Direct Steam Type. Supervised by LUKMAN ADLIN HARAHAP and
SAIPUL BAHRI DAULAY.
In the clove oil distillation equipment direct steam type, distillation temperature setting must be set properly. The temperature determines the quality of clove oil. This study was testing various temperature levels on clove oil distillation equipment direct steam type on the moisture content, free fatty acids and yield of the clove oil produced. This research was conducted at the Laboratory of Agricultural Engineering and Food Chemistry Analysis Laboratory, Faculty of Agriculture in November 2015 until completion using a non-factorial completely randomized design usualytemperature of 950C, 1000C and 1050C. Parameters measured were moisture content, free fatty acids and yield.
The results showed that the highest water content was in the U1 (15.72%) and the lowest water content we in the U3 (11.23%). The highest level of free fatty acid we in the U1 (5.83%) and the lowes free fatty acid we in the, us (5.60%) the highest yield value we in the U3 (0.54%) and the lowest yield we in the U1 (0.40%). Keywords: Clove, distillation temperature, clove oil