Pengaruh Tingkat Kesegaran dan Ukuran Bahan Serta Lama Penyulingan Terhadap Mutu dan Rendemen Minyak Kapulaga Lokal (Amomum cardamomum Willd.)

(1)

PENGARUH

TIIGKAT

KESEGARAW

DAN

UKURAW

BAWAM

SEkTA

LAMA PEISYULINGAN TERHABAP MWTU

DAM

RENDEMEN

MIHYAK

KAPULAGA

LO KAL

(Amomum cardamomurn Willd.)

Oleh

ilCHWAN ROSJlDl F 25 0650

1 9 9 3

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

'

INSTITUT

PERTANIAN BOGOR

(2)

ICHWAN ROSJIDI. F 25.0650. Pengaruh Tingkat Kesegaran dan Ukuran Bahan serta Lama Penyulingan terhadap Mutu dan Rendemen Minyak Kapulaga Lokal (Arnorn~tm cardnmorn~irn Willd.). Dibawah bimbingan S. Ketaren

RINGKASAN

Tanaman kapulaga lokal yang termasuk dalam famili Zingiberncme merupakan tanainan asli Indonesia dan mempunyai potensi sebagai salah satu tanaman penghasil minyak atsiri. Minyak kapulaga lakal mempunyai banyak kegunaan antara lain sebagai obat anti batuk, penghangat badan, influenza, obat anti kembung, penambah rasa dan aroma untuk racikan jamu, campuran minyak angin dan lain-lain.

Tanaman kapulaga lokal selama ini diperdagangkan dalam bentuk buah kering. Dalam rangka untuk mendapatkan nilai tambah, perlu dilakukan pengolahan terhadap buah kapulaga lokal ini yaitu dengan cara penyulingan. Salali satu metode penyulingan yang digunakan adalah penyulingan air

dan

uap (wafer nrrd stearn distillatiort).

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh tingkat kesegaran dan ukuran bahan serta lama penyulingan terhadap mutu dan rendemen minyak kapulaga lokal dalam rangka untuk mendapatkan rendernen yang tinggi dan mutu yang baik. Penelitian terdiri dari dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Pada penelitian pendahuluan dilakukan pengukuran kadar air, kadar minyak total serta penentuan waktu untuk penyulingan. Sedangkan pada penelitian utama dilakukan penyulingan terhadap buah kapulaga lokal yang dilan- jutkan dengan analisa terhadap minyak yang dihasilkan.

(3)

yang terdiri dari dua taraf (8 jam dan I0 jam). Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap Faktorial dengan dua kali ulangan.

Analisa yang dilakukan untuk melihat pengaruh faktor perlakuan yang dicobakan meliputi rendernen, hobot jenis. bili~rlgan ester, bilangari asam, indeks bias, kelarutan dalam etanol 80 persen, putaran optik dan analisis komponen dengan kromatografi gas.

Perlakuan tingkat kesegaran dan ukuran partikel buah serta lama penyulingan berpengaruh nyata terhadap rendernen, bilangan ester, bobot jenis, indeks bias dan putaran optik, tetapi tidak berpengaruh terhadap kelarutan dalam etanol 80 persen dan bilangan asam.

(4)

PENGARUN TINGKAT KESEGARAN DAN UKURAN BAHAN SERTA LAMA PENYULINGAN TERIIADAP MUTU DAN RENDEMEN

MINYAK KAPULAGA LOKAL (Amomurn cardamom~~rn Willd.)

Oleh

ICHWAN ROSJIDI

F 2 5 . 0 6 5 0

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN, Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(5)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENGARUH KONDISI DAN UKURAN BAHAN SERTA LAMA PENYULINGAN

TERHADAP MUTU DAN RENDEMEN MINYAK KAPULAGA LOKAL

(Amomum cardamomum Willd. )

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN,

Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh

ICHWAN ROSJIDI

F 25.0650

Dilahirkan pada tanggal 12 Mei 1970

di Surabaya

(6)

KATA

PENGANTAR

Segala puja dan puji bagi Allah swt. yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

Penulis juga ingin menyampaikan rasa terima kasih

kepada :

1. I Semangat Ketaren MS. yang telah membina dan mem-

bimbing penulis menyelesaikan skripsi ini.

2. Pimpinan BPIHP Bogor dan staf yang telah mengijinkan

pemakaian laboratorium Khemurgi sebagai tempat peneli-

tian.

3. Seluruh staf Sie Pengembangan Teknologi, Balai Pengem-

bangan Khemurgi dan Aneka Industri, Dra. Sumarsi Apt.,

Dra. Lucyana, Wardan Sumarwata, Gozali, dan Atang

Sukarta yang telah banyak membantu penulis selama

penelitian.

4. Seluruh teman-teman yang ada di BARISTAR, Imam Kriting

Muslih, Erfan, Pra-Roto-setyo, Su-kopel-kardji, Agus

Ludruk subekti, Pur-Gondez-nomo, Sas-Celeng-mito, Pon-

co, Ayip Dumeng I, Hakim Moerdiono, Abdul Betawi Azis,

Iwan Petok Suwandi, Su-Basman-priono dan Soepandi yang

telah memberikan dukungan baik langsung maupun tidak

langsung

.

5. Teman-teman penulis yang ada di kampus, terutama Haris

dan Dodi, juga Nurita, Amelia, Minda, Rina, Anita

(7)

Fadjari, Fikri Anita (ITI), Agit PJKA, Giri, Zenovial, Iqbal, Winarno Pakde atas dukungan morilnya.

6. Anggota Red Bacteria Band, Ade, Ari, Henry, Lisa, Budi

Ngalam, Imanuddin dan Deny yang membantu refreshing

penulis.

7. Adik Tri Handari Cahya yang selalu membantu serta

mendampingi penulis saat-saat menyelesaikan ujian

skripsi.

8. Arek-arek Suroboyo, Yusuf, Hari, Surono, Lutfi, Ulik,

Agus yang telah memberikan bantuan secara tidak langsung.

Ucapan terima kasih yang terbesar untuk kedua orang

tuaku yang telah banyak dan selalu memberikan dorongan serta mendoakan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis juga menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam skripsi ini, sehingga saran dan kritik yang bijaksa- na serta membangun sangat diharapkan.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, terutama bagi yang berkepentingan terhadap hasil penulisan

ini

.

(8)

DAFTAR IS1

Halaman

. . .

KATA PENGANTAR iii

. . .

DAFTAR IS1 v

DAFTAR TABEL

. . .

viii

. . .

DAFTAR GAMBAR ix

. . .

DAFTAR LAMPIRAN xii

. . .

.

I PENDAHULUAN 1

A

.

LATAR BELAKANG

. . .

1

B

.

TUJUAN

. . .

4

. . .

.

I1 TINJAUAN PUSTAKA 5

. . .

.

A BOTANI 5

. . .

B

.

KOMPOSISI KIMIA 10

1

.

Komposisi Minyak Atsiri

. . .

10

. . .

a

.

Monoterpen 1 4

b

.

Seskuiterpen

. . .

2 1

2

.

Komposisi Minyak Kapulaqa Lokal

. . . .

2 5

. . .

C

.

SIFAT FISIKO-KIMIA 3 1

1

.

Sifat Fisiko-Kimia Minyak Atsiri

. . .

3 1

2

.

Sifat Fisiko-Kimia Minyak Kapulaga

Lokal

. . .

3 3

. . .

.

D PENYULINGAN MINYAK ATSIRI 3 4

. . .

1

.

Teori Penyulingan 3 4

2

.

Metoda Penyulingan

.

37

E

.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RENDEMEN

(9)

1

.

Perlakuan Pendahuluan

. . .

4 3

2

.

Lama Penyulingan

. . .

4 4

3

.

Peralatan Penyulingan

. . .

4 4

4

.

Perlakuan terhadap Minyak setelah Pe-

nyulingan

. . .

45

I11

.

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

. . .

4 6

A

.

BAHAN

. . .

4 6

1

.

Bahan Baku

. . .

4 6

2

.

Bahan Kimia

. . .

4 6

B

.

ALAT

. . .

4 7

C

.

METODA PENELITIAN

. . .

4 7

. . .

1

.

Penelitian Pendahuluan 4 7

2

.

Penelitian Utama

. . .

4 8

. . .

.

D PERLAKUAN 5 0

E

.

RANCANGAN PERCOBAAN

. . .

5 1

F

.

PENGAMATAN

. . .

5 2

.

. . .

1 Rendemen 5 2

. . .

2

.

Indeks Bias 53

3

.

Bobot Jenis

. . .

5 5

4

.

Putaran Optik

. . .

5 6

5

.

Kelarutan dalam alkohol

. . .

5 7

6

.

Analisis dengan Kromatografi Gas

. . .

5 8

7

.

Kadar Air

. . .

59

8

.

Kadar Minyak

. . .

6 0

9

.

Bilangan Asam

. . .

6 2

(10)

IV

.

HASIL DAN PEMBAHASAN

. . .

6 5 A

.

PENELITIAN PENDAHULUAN

. . .

6 5 1

.

Kadar Air

. . .

6 5 2

.

Kadar Minyak Atsiri

. . .

6 6

3

.

Lama Penyulingan

. . .

6 7 B

.

PENELITIAN UTAMA

. . .

6 8 1

.

Rendemen

. . .

6 8

2

.

Bilangan Asam

. . .

73

3

.

Bilangan Ester

. . .

76

4

.

Bobot Jenis

. . .

8 1 5

.

Indeks Bias

. . .

8 4 6

.

Melarutan dalam Etanol 80 Persen

.

8 7 7

.

Putaran Optik

. . .

9 1 8

.

Analisis Komponen dengan Kromatografi Gas

. . .

94

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

. . .

9 8 A

.

KESIMPULAN

. . .

98

B

.

SARAN

. . .

99

DAFTAR PUSTAKA

. . .

100

LAMPIRAN

. . .

103

(11)

DAFTAR

TABEIL

Halaman

Tabel 1. Data hasil destilasi kapulaga

sabrang

. . .

2

Tabel 2. Ekspor buah kapulaga lokal kering

. . .

3 Tabel 3. Sifat fisiko-kimia minyak kapulaga

lokal

. . .

3 3

Tabel 4. Sifat fisiko-kimia minyak kapulaga sabrang

. . .

Tabel 5. Data rendemen penyulingan

pendahuluan

. . .

6 7 Tabel 6. Data hasil kromatografi minyak kapulaga

lokal

. . .

9 6 [image:11.599.106.526.151.367.2]

(12)

[image:12.595.98.540.132.709.2]

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

1. Tanaman kapulaga lokal (Amomum

. . .

cardamomum) 7

2. Letak minyak atsiri pada biji kapulaga

lokal

. . .

8

3. Mekanisme penggabungan isopren secara

. . .

kepala ke ekor 14

4. Hubungan antara metabolisme primer dan

sekunder

. . .

17

5. Pembentukan asam mevalonat dari

asetil-CoA

. . .

18

6. Pembentukan isopentenil pirofosfat

dari asam mevalonat

. . .

19

7. Pembentukan terpen dari isopentenil

. . .

pirofosfat 2 0

8. Struktur bangun 1.8 sine01

. . . .

2 7

. . .

9. Struktur bangun 1.4 sine01 2 8

. . .

10. Struktur bangun kamfor 2 8

. . .

11. Rumus bangun borne01 29

12. Rumus bangun beberapa komponen minyak

. . .

kapulaga lokal 3 0

13. Rumus bangun beberapa komponen minyak

kapulaga lokal

. . .

3 1

14. Hubungan tekanan parsial dan tekanan

uap total pada suhu dari campuran bi- nair pada fasa tunggal menurut hukum

. . .

Raoult 3 6

15. Penampang ketel penyulingan air hemat

energi

. . .

3 8

16. Penampang ketel penyulingan air

dan

(13)

[image:13.602.103.526.52.706.2]

Gambar

Peralatan penyulingan uap

Diagram alir pengolahan minyak atsiri

buah kapulaga lokal

.

Gambar Hubungan antara ukuran partikel buah

kapulaga kering dan lama penyulingan

terhadap rendemen

.

kapulaga segar dan lama penyulingan

terhadap rendemen

. . .

terhadap bilangan asam

.

terhadap bilangan asam

.

terhadap bilangan ester

. . .

terhadap bilangan ester

. . .

Gambar

Reaksi hidrolisis ester

. . .

Hubungan antara ukuran partikel buah kapulaga kering dan lama penyulingan

terhadap bobot jenis

.

terhadap bobot jenis

.

terhadap indeks bias

.

terhadap indeks bias

.

Hubungan antara ukuran partikel buah kapulaga kering dan lama penyulingan

terhadap kelarutan dalam etanol 8 0

. . .

persen

(14)

Gambar 31. Hubungan antara ukuran partikel buah kapulaga seqar dan lama penyulingan terhadap kelarutan dalam etanol 80

persen

. . .

8 9

Gambar 32. Hubungan antara ukuran partikel buah kapulaga kering dan lama penyulingan

terhadap putaran optik

.

93

Gambar 33. Hubungan antara ukuran partikel buah kapulaga segar dan lama penyulingan

(15)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

L a m p i r a n l a . D a t a rendemen m i n y a k k a p u l a g a

l o k a l

. . .

1 0 4 L a m p i r a n l b . S i d i k ragam r e n d e m e n minyak k a p u l a g a

l o k a l

. . .

1 0 5 L a m p i r a n l c . P e n g a r u h t i n g k a t k e s e g a r a n b u a h ( A )

t e r h a d a p r e n d e m e n minyak k a p u l a g a

l o k a l b e r d a s a r k a n u j i Duncan

. . . .

1 0 5 L a m p i r a n I d . P e n g a r u h u k u r a n p a r t i k e l buah ( B )

t e r h a d a p r e n d e m e n minyak k a p u l a g a

l o k a l b e r d a s a r k a n u j i Duncan

. . . .

1 0 5 L a m p i r a n l e . P e n g a r u h lama p e n y u l i n g a n ( C ) t e r h a -

d a p rendemen m i n y a k k a p u l a g a l o k a l

. . .

b e r d a s a r k a n uj i Duncan 1 0 6 L a m p i r a n I f . P e n g a r u h t i n g k a t k e s e g a r a n b u a h ( A )

d e n g a n u k u r a n p a r t i k e l buah ( 8 ) t e r - h a d a p r e n d e m e n minyak k a p u l a g a l o k a l

b e r d a s a r k a n u j i Duncan

. . .

1 0 6 L a m p i r a n l g . P e n g a r u h t i n g k a t k e s e g a r a n b u a h ( A )

d e n g a n lama p e n y u l i n g a n ( C ) t e r h a d a p rendemen m i n y a k k a p u l a g a l o k a l b e r -

. . .

d a s a r k a n u j i Duncan 1 0 6 L a m p i r a n l h . P e n g a r u h u k u r a n p a r t i k e l buah ( B )

d e n g a n lama p e n y u l i n g a n ( C ) t e r h a d a p rendemen m i n y a k k a p u l a g a l o k a l b e r -

d a s a r k a n u j i Duncan

. . .

1 0 7 L a m p i r a n l i . P e n g a r u h t i n g k a t k e s e g a r a n b u a h ( A ) ,

u k u r a n p a r t i k e l b u a h ( B ) dan l a m a p e n y u l i n g a n ( C ) t e r h a d a p rendemen m i -

nyak k a p u l a g a l o k a l b e r d a s a r k a n u j i

. . .

Duncan 1 0 7

L a m p i r a n 2 a . D a t a a n a l i s i s b i l a n g a n asam m i n y a k

. . .

k a p u l a g a l o k a l 1 0 8 L a m p i r a n 2 b . S i d i k ragam b i l a n g a n asam minyak

. . .

k a p u l a g a l o k a l 1 0 8

(16)

Lampiran 2c. Pengaruh lama penyulingan ( C ) terhadap bilangan asam minyak kapulaga

lokal berdasarkan uji Duncan

. . . .

Lampiran 2d. Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A )

dengan lama penyulingan (C) terhadap

bilangan asam minyak kapulaga lokal

berdasarkan uji Duncan

. . .

Lampiran 2e. Pengaruh ukuran partikel buah ( B )

dengan lama penyulingan ( C ) terhadap

bilangan asam minyak kapulaga lokal

. . .

Lampiran 2f. Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A ) ,

ukuran partikel buah ( B ) dan lama

penyulingan (C) terhadap bilangan

asam minyak kapulaga lokal berdasar-

. . .

kan uji Duncan

Lampiran 3a. Data analisis Silangan ester minyak

kapulaga lokal

. . .

Lampiran 3b. Sidik ragam bilangan ester minyak

kapulaga lokal

. . .

Lampiran 3c. Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A )

terhadap bilangan ester minyak kapulaga lokal berdasarkan uji

. . .

Duncan

Lampiran 3d. Pengaruh ukuran partikel buah ( B )

terhadap bilangan ester minyak kapulaga lokal berdasarkan uji

Duncan

. . .

Lampiran 3e. Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A )

dengan ukuran partikel buah ( B ) ter-

hadap bilangan ester minyak kapulaga

. . . .

ukuran partikel buah ( B ) dan lama penyulingan ( C ) terhadap bilangan ester minyak kapulaga lokal berda-

. . .

sarkan uji Duncan

Lampiran 4a. Data analisis bobot jenis minyak

. . .

kapulaga lokal

Lampiran 4b. Sidik ragam bobot jenis,minyak

. . .

kapulaga lokal

(17)

Lampiran 4c. Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A ) terhadap bobot jenis minyak kapulaga

. . . .

112

Lampiran 4d. Pengaruh ukuran partikel buah ( B )

terhadap bobot jenis minyak kapulaga

. . . .

113

Lampiran 4e. Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A )

dengan ukuran partikel buah ( B ) ter-

hadap bobot jenis minyak kapulaga

. . . .

113

ukuran partikel buah ( B ) dan lama

penyulingan (C) terhadap bobot jenis

minyak kapulaga lokal berdasarkan

uji Duncan

. . .

113

Lampiran 5a. Data analisis indeks bias minyak

kapulaga lokal

. . .

114

Lampiran 5b. Sidik ragam indeks bias minyak

kapulaga lokal

. . .

114

Lampiran 5c. Pengaruh ukuran partikel buah ( B )

terhadap indeks bias minyak kapulaga

. . . .

115

Lampiran 5d. Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A )

dengan ukuran partikel buah (B) terhadap indeks bias minyak kapulaga

. . . .

115

Lampiran 5e. Pengaruh ukuran partikel buah (B)

dengan lama penyulingan (C) terhadap

indeks bias minyak kapulaga lokal

.

115

Lampiran 5f. Pengaruh tingkat kesegaran buah (A),

ukuran partikel buah (B) dan lama

penyulingan (C) terhadap indeks bias

minyak kapulaga lokal berdasarkan

uji Duncan

. . .

116

Lampiran 6. Data analisis kelarutan minyak

kapulaga lokal dalam etanol

80 persen

. . .

117

Lampiran 7a. Data putaran optik minyak kapulaga

. . .

lokal 118

(18)

Lampiran 7b. Lampiran 7c. Lampiran 7d. Lampiran 7e. Lampiran 7f. Lampiran 79. Lampiran 7h. Lampiran 7i.

Lampiran 8.

Lampiran 9.

Sidik ragam putaran optik minyak

kapulaga lokal

. . .

Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A )

terhadap putaran optik minyak kapulaga lokal berdasarkan uji

Duncan

. . .

Pengaruh ukuran partikel buah (B)

terhadap putaran optik minyak kapulaga Lokal berdasarkan uji

Duncan

. . .

Pengaruh lama penyulingan ( C )

terhadap putaran optik minyak kapulaga lokal berdasarkan uji

. . .

Duncan

Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A )

dengan ukuran partikel buah ( 8 ) ter-

hadap putaran optik minyak kapulaga

. . . .

Pengaruh tingkat kesegaran buah (A)

dengan lama penyulingan ( C ) terhadap

putaran optik minyak kapulaga lokal

berdasarkan uj i Duncan

. . .

Pengaruh ukuran partikel buah (B)

dengan lama penyulingan ( C ) terhadap

putaran optik minyak kapulaga lokal

berdasarkan uj i Duncan

. . .

Pengaruh tingkat kesegaran buah ( A ) ,

ukuran partikel buah ( B ) dan lama

penyulingan (C) terhadap putaran op-

tik minyak kapulaga lokal berdasarkan

uji Duncan

. . .

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal kering

utuh yang disuling selama 8 jam

. . .

( A I B o C o )

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal kerinq

(19)

Lampiran 10. Lampiran 11. Lampiran 12. Lampiran 13. Lampiran 14. Lampiran 15. Lampiran 16. Lampiran 17. Lampiran 18. Lampiran 19.

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal kering rajang kasar yang disuling selama

8 jam (AIBICO)

. . .

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal kering rajang kasar yang disuling selama

. . .

10 jam (AIBIC1)

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal kering rajang halus yang disuling selama

. . .

8 jam (A1B2CO)

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal kering rajang halus yang disuling selama

10 jam (A1B2C1)

. . .

~romatogram minyak kapulaga lokal

dari buah kapulaga lokal segar

(A2BoCo)

. . .

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal segar utuh yang disuling selama 10 jam

(A2BoC1)

. . .

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal segar rajang kasar yang disuling selama

. . .

8 jam (A2B1CO)

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal segar rajang kasar yang disuling selama

10 jam (A2B1C1)

. . .

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal segar rajang halus yang disuling selama

. . .

8 jam (A2B2CO)

Kromatogram minyak kapulaga lokal dari buah kapulaga lokal segar rajang halus yang disuling selama

. . .

(20)

A.

LATAR BELAKANG

Sampai s e k a r a n g i n i t e l a h d i k e n a l s e k i t a r 150

j e n i s tanaman p e n g h a s i l minyak a t s i r i , akan t e t a p i b a r u 7 0 j e n i s yang d i p r o d u k s i s e c a r a k o m e r s i a l . D a r i 70

j e n i s t e r s e b u t , 4 0 t e r d a p a t d i I n d o n e s i a d a n b a r u 1 0

j e n i s y a n g d i e k s p o r y a i t u a k a r wangi, n i l a m , s e r e h wa-

n g i , c e n d a n a , l a d a , cengkeh, p a l a , kenanga, j a h e d a n

kayu p u t i h .

Kapuiaga merupakan s a l a h s a t u tanaman p e n g h a s i l

minyak a t s i r i yang k i n i s e d a n g d i u s a h a k a n u n t u k dikem-

bangkan k a r e n a mempunyai n i l a i ekonomis y a n g cukup

t i n g g i . B i j i buah kapulaga l o k a l digunakan u n t u k m e - nambah r a s a dan aroma pada r a c i k a n jamu, minyak a n g i n ,

penghangat badan dan l a i n - l a i n ( S u d i a r t o , 1 9 8 6 ) .

D i I n d o n e s i a sedang dikembangkan dua j e n i s k a p u l a - ga y a i t u k a p u l a g a s a b r a n g ( E l e t t a r i a cardamomum) d a n

k a p u l a g a l o k a l (Amomum cardamomum sinonim Amomum com-

pactum S o l a n d e x Maton). Dalam perdagangan i n t e r n a -

s i o n a l k a p u l a g a s a b r a n g d i s e b u t T r u e cardamon s e d a n g k a n

k a p u l a g a l o k a i d i s e b u t F a l s e cardamon, yang d i e k s p o r

dalam b e n t u k buah a t a u minyak a t s i r i . I n d o n e s i a t e l a h

mengekspor buah kapulaga l o k a l t e r u t a m a ke RRC, K o r e a ,

(21)

P e r b e d a a n p e n y e b u t a n t e r s e b u t d i s e b a b k a n p e r b e d a a n g e n u s dan k a r e n a kandungan minyak a t s i r i d a r i k a p u l a g a l o k a l l e b i h r e n d a h y a i t u hanya 2 . 4 p e r s e n d i b a n d i n g k a n d e n g a n k a p u l a g a s a b r a n g yang b e r k i s a r a n t a r a 3 . 5

-

7 . 0 p e r s e n ( P u r s e g l o v e e t a l . , 1 9 8 1 ) .

Tanaman k a p u l a g a l o k a l banyak d i u s a h a k a n t e r u t a m a d i Jawa dan merupakan tanaman a s l i I n d o n e s i a s e h i n g g a d a y a a d a p t a s i tanaman kapulaga l o k a l i n i l e b i h b a i k

s e r t a budidaya r e l a t i f l e b i h mudah d i b a n d i n g k a n d e n g a n t a n a m a n k a p u l a g a s a b r a n g . P r o d u k s i buah k e r i n g j a u h l e b i h t i n g g i y a i t u 0 . 4

-

1 ton/Ha s e t e l a h t a h u n k e t i g a , d i b a n d i n g k a n d e n g a n k a p u l a g a s a b r a n g y a n g hanya 112-300 kg/Ha (Anonim, 1 9 7 7 ) .

S u a t u p e n e l i t i a n mengenai k a p u l a g a s a b r a n g ( E l e t -

t a r i a cardamomum) u n t u k m e n g i s o l a s i minyak a t s i r i yang d i l a k u k a n o l e h Anwar et a 1 . ( 1 9 8 5 ) memberikan h a s i l se- p e r t i yang d i s a j i k a n pada T a b e l 1.

T a b e l 1. Data h a s i l d e s t i l a s i k a p u l a g a s a b r a n g a A s a l B e r a t s e r b u k Lama d e s t i l a s i Rendemen

( g r a m ) (jam) ( % )

B i j i 100

Buah 100

K u l i t 100

a ~ n w a r e t a l . ( 1 9 8 5 )

(22)

mengenai minyak kapulaga lokal sebagai informasi dan pengetahuan yang berguna untuk mengetahui perbandingan kedua jenis kapulaga ini, terutama yang berasal dari buah.

Selama ini kapulaga lokal diekspor dalam bentuk

buah kering. Pada tahun 1987 ekspor buah kapulaga

lokal kering ke beberapa negara disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Ekspor buah kapulaga lokal kering a

Negara tujuan Jumlah (kg)

FOB

(US $)

Hongkong 1.118.525 1.833.771

Thailand 750 1.500

Singapore 90.000 164.258

Total 1.249.336 2.038.308

a ~ i r o Pusat Statistik (1987)

Minyak kapulaga lokal belum mempunyai nilai ekono- mi dalam perdagangan internasional, akan tetapi di dalam negeri telah mulai diperdagangkan dalam kemasan

botol sebesar 15 ml sebagai obat influensa dengan harga

Rp 12.000,00. Hal ini menunjukkan minyak kapulaga

lokal mempunyai nilai ekonomis sangat tinggi yaitu

sekitar Rp 800.000,OO per liter. Dalam Market Report

yang diterbitkan oleh perusahaan George Uhe Co. Inc.

Brokers, New York, U.S.A. pada bulan Maret 1984 harga

minyak kapulaga sabrang per kg C&F sekitar U.S $ 400

sampai U.S $ 430 (Rp 800.000,OO sampai Rp 830.000,OO)

(23)

Dengan demikian, proses pengolahan untuk mendapatkan minyak atsiri dari buah kapulaga lokal, sangat perlu dilakukan untuk memberikan nilai tambah yang jauh lebih tinggi.

B. TUJUAN

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh tingkat kesegaran dan ukuran bahan serta lama penyulingan terhadap mutu dan rendemen minyak kapulaga

lokal (Amomum cardamomum Willd.) yang dihasilkan dalam

(24)

11. TINJAUAN PUSTAKA

A.

BOTANI

Kapulaga merupakan tumbuhan yang termasuk dalam

famili Zingiberaceae (temu-temuan)

.

Menurut Indo

(1989) ada empat marga atau genus dari famili ini yang dikenal sebagai kardamon dalam istilah perdagangan.

Pertama adalah marga Amomum meliputi Amomum cardamomum (Indonesia), Amomum globosum (Cina Selatan),

Amomum subulatum (India dan Nepal), Amomum krervanh

(Kamboja), Amomum xanthioides dari Thailand dan masih banyak lagi yang lain.

Kedua, marga Elettaria dengan jenis Elettaria car-

damomum yang terdiri dari varietas Mayor dan Minor. Varietas Minor terdiri atas ras Malabar dan Mysore, sedangkan varietas Mayor berasal dari Srilangka.

Ketiga, marga Aframomum meliputi Aframomum kora- rima (Ethiopia), Aframomum anqustifolium (Madagaskar),

Aframomum meleyueta (Afrika Barat) dan lain-lain. Dan

yang keempat adalah marga Zingiber, seperti jenis Zingiber niqrum dari neqeri Cina.

Genus Amomum mempunyai 87 spesies, 36 species ter-

(25)

species Amomum cardamomum Willd., terutama di Jawa Ba-

rat dan Jawa Tengah (Suratman et al., 1986).

Jenis Amomum cardamomum mempunyai nama yang berbe-

da-beda pada setiap daerah di Indonesia, antara lain

kapulaga (Aceh)

,

qardamunqqu, Kardamunqqu (Jakarta)

,

Pelaqa, Puwar pelaqa (Minangkabau), Palaqa, Puwa pala-

go, Kapol (Sunda), Kapulogo, Kapulaga (Jawa), Kapola-

gha, Palagha (Bali) dan Kapulaqa, Karkolaka (Makasar)

,

Garidimonq, Kapulaga (Ujung Pandang dan Bugis). Sedang-

kan di luar negeri disebut dengan Ronde kardemom

(Belanda)

,

Amome a grappe (Perancis) (Heyne, 1987).

Kapulaga lokal mempunyai tiga macam klon yang ter-

dapat di Jawa Barat dan Jawa Tengah, yaitu klon kapula-

ga merah besar, klon kapulaga emprit dan kapulaga pu-

tih. Dan sampai saat ini jenis klon kapulaga merah

besar yang dianggap paling unggul (Sudiarto, 1986).

Pengembangbiakan tanaman ini dapat dilakukan seca-

ra vegetatif maupun generatif. Akan tetapi yang banyak

digunakan adalah cara vegetatif karena lebih mudah,

murah dan cepat. Perbanyakan secara generatif jarang

dilakukan karena membutuhkan waktu yang cukup lama,

mahal dan turunan yang dihasilkan lebih beragam. Bibit

dari persemaian dapat ditanam setelah berumur 4

-

6

bulan, denqan keuntungan anakan lebih banyak dan cepat

tumbuh. Benih kapulaga harus disemai dalam keadaan

(26)

Gambar 1. Tanaman kapulaga lokal (Amomum cardamomurn

Willd. ) (Santoso, 1989)

Perbanyakan dengan stek anakan dilakukan dengan

memilih anakan yang berhelai daun (lamina) 2

-

10

helai. Tiap stek anakan harus mengandung 2

-

10 helai

daun, batang semu, rimpang yang minimal bertunas satu

dan sedikit akar adventif.

Penanaman dilakukan sedalam 10 cm, dan sebelumnya

disediakan lubang tanam 40

x

40

x

40 cm kemudian diisi

dengan campuran tanah dengan pupuk kandang. Jarak

[image:26.602.95.563.96.526.2]

(27)

Kemudian dijelaskan oleh Suratman bahwa tanaman

kapulaga harus terhindar dari sinar matahari secara

langsung dan tidak terlalu terik. Dengan demikian akan

tumbuh baik pada lahan-lahan yang agak terlindung.

Tanaman ini ditanam dibawah pohon lain sebagai tanaman

sela, dan apabila ditanam secara monokultur pada lahan

terbuka dan belum ada pohon lain harus didahului dengan

Penampang melintang Penampang melintang

bi j

i

kapulaga testa biji kapulaga

Keterangan :

a. Lapisan atas testa a. Epidermis

b. Sel minyak testa b. Parenkim

c. Sel batu di bawah testa c. Sel minyak atsiri

d. Perisperm d. N o d u l e of s i l i c a

[image:27.599.128.510.274.715.2]

e. Endosperm e. Sel batu

Gambar 2. Letak minyak atsiri pada biji kapulaga lokal

(28)

penanaman pohon pelindung yang diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jarang dan tidak terlalu rimbun.

Menurut Indo (1989), tanaman kapulaqa lokal ini

sangat memerlukan naungan. Oleh sebab itu sering dita-

nam di sela-sela pohon lindunqan seperti

Albizzia

falcata (sengon laut), dadap, petai cina, pinang, kopi

dan pisang atau pohon buah-buahan yanq lain. Juqa

dapat ditanam di bawah lindungan pohon bambu. Apabila

lindunqan terdiri atas pohon-pohon yang mempunyai per-

tumbuhan lebih lambat dari pada kapulaqa lokal, tanaman pelindunq ini harus ditanam lebih dahulu.

Tanaman kapulaqa lokal membentuk rumpun batang semu, daun berbentuk lanset yang cukup panjang dengan

kedudukan yang berseling dan kelopak daun menutupi batang, tanpa membentuk tangkai daun bersambung langsung dengan helai daun. Helai daun menqandung minyak atsiri sineol dengan rasa pedas. Kadar sineol daun yang masih muda lebih tinggi daripada yanq sudah tua. Rimpanq yang terbentuk agak keras, berwarna merah darah dan juga mengandung minyak atsiri. Tanaman ini mulai

berbunqa pada umur 2 - 3 tahun namun praktis tidak

menqhasilkan buah, dan pada umur 3 - 4 tahun baru dapat

menghasilkan buah. Bentuk buah bulat agak pipih,

berkotak tiga ruang, berbiji cukup banyak berwarna

hitam dan memiliki kulit keriput. Kandunqan sineol

(29)

Tanaman k a p u l a g a l o k a l membutuhkan i k l i m d e n g a n kelembaban u d a r a yang cukup t i n g g i dengan c u r a h h u j a n 2500

-

4000 mm/th pada k e t i n g g i a n t e m p a t 2 0 0

-

1 0 0 0 m

d i a t a s permukaan l a u t . K e t i n g g i a n t e m p a t 300

-

500 m

merupakan y a n g i d e a l b a g i j e n i s i n i ( M u r n i t a d a n S u n a r - t o , 1970 d a l a m Suratman e t a l . , 1 9 8 6 ) .

Menurut S u d i a r t o (1986) u n t u k d a e r a h dengan c u r a h h u j a n r a t a - r a t a 2500 mm p e r t a h u n , d i p e r l u k a n s e k i t a r 136 h a r i h u j a n p e r t a h u n , b u l a n k e r i n g t i d a k l e b i h d a r i t i g a b u l a n d a n b u l a n basah d e l a p a n b u l a n s e r t a b u l a n lembab ( 6 0

-

100 mmfbulan) s e k i t a r 1 . 5 b u l a n .

Suhu h a r i a n r a t a - r a t a d a e r a h t e m p a t tumbuh t a n a m a n k a p u l a g a l o k a l a d a l a h b e r k i s a r a n t a r a 2 0 ° C

-

32OC. Sedangkan s u h u d i bawah t a j u k pohon maupun naungan y a n g cukup rimbun d i d a e r a h d a t a r a n r e n d a h sampai s e d a n g b e r k i s a r a n t a r a 23°C - 30°C ( S u d i a r t o , 1 9 8 6 ) .

B. KOMPOSISI

KIMIA

1. Komposisi Minyak Atsiri

(30)

Minyak atsiri dihasilkan dari sisa proses meta-

bolisme dalam tanaman atau hewan, yaitu reaksi

antara berbagai senyawa kimia dengan bantuan air.

Minyak ini disintesa dalam sel kelenjar pada jaring-

an tanaman, tetapi ada juga yang terbentuk di dalam

pembuluh resin, seperti minyak terpentin dari pohon

pinus (Ketaren, 1985).

Selain itu minyak atsiri dapat dibentuk dari

hasil degradasi trigliserida oleh enzim atau dapat

dibuat secara sintetis.

Komponen kimia yang menyusun minyak atsiri

dapat digolongkan dalam dua kelompok besar, yaitu

golongan Hidrokarbon dan Oxygenated Hydrocarbon.

Sedangkan dari masing-masing kelompok tersebut dapat

dibedakan menjadi empat komponen yang dominan dalam

menentukan sifat minyak atsiri yaitu terpen, inti

benzene, rantai lurus dan beberapa senyawa kimia

yang mengandung nitrogen (N), belerang (S) dan

fosfor (P) dalam jumlah kecil.

Hidrokarbon merupakan senyawa terpen yang

terbentuk dari unsur Hidrogen (H) dan Carbon (C).

Jenis karbon yang ada di alam terdiri dari monoter-

pen (2 unit isopren), seskuiterpen (3 unit isopren),

diterpen (4 unit isopren) dan politerpen (lebih dari

4 unit isopren), serta parafin, olefin dan hidrokar-

(31)

Komponen h i d r o k a r b o n yang dominan d a l a m minyak

a t s i r i akan menentukan bau yang k h a s d a r i s e t i a p j e n i s minyak.

Komponen Oxygenated h y d r o c a r b o n t e r b e n t u k d a r i u n s u r Carbon ( C ) , Hidrogen ( H ) d a n Oksigen ( 0 ) .

Senyawa yang t e r m a s u k golongan i n i a d a l a h a l d e h i d , k e t o n , o k s i d a , e s t e r dan e t e r . I k a t a n atom karbon d a l a m bentuk m o l e k u l d a p a t merupakan i k a t a n jenuh d a n t i d a k jenuh. Senyawa yang mengandung i k a t a n t i d a k jenuh t e r s u s u n d a r i t e r p e n . Komponen yang l a i n t e r d i r i d a r i senyawa f e n 0 1 d a n asam o r g a n i k y a n g t e r i k a t dalam b e n t u k e s t e r ( G u e n t h e r , 1 9 4 8 ) .

Terpen merupakan kandungan utama p a d a s e b a g i a n b e s a r minyak a t s i r i tanaman, d a n t e r d a p a t dalam jumlah l e b i h b e s a r a t a u p a l i n g k e c i l . T e r p e n j u g a d a p a t d i h a s i l k a n d a r i d e h i d r a s i t e r t e n t u senyawa y a n g mengandung o k s i g e n dengan s u s u n a n k i m i a C10H180

y a n g terkandung d a l a m b e r b a g a i minyak a t s i r i a l a m i d a n r e d u k s i d a r i b e b e r a p a senyawa a l k o h o l dan k e t o n d e n g a n susunan C10H160 ( S a d t l e r e t a l . , 1 9 2 5 ) .

(32)

sedikit menquap sampai triterpen dan sterol yanq

tidak dapat menquap serta pigmen karoten (C40)

(Harbone, 1984).

Secara kimia, terpen dapat dibagi menjadi dua

qolonqan yaitu monoterpen dan seskuiterpen, yang

mempunyai titik didih berbeda. Monoterpen mempunyai

titik didih 140°C

-

180QC, sedanqkan seskuiterpen

lebih dari 200°C.

Meskipun nama terpen masih terbatas sampai

hidrokarbon tidak jenuh, dalam alam tidak hanya

terdiri dari isopren oligomers, tetapi juga turunan

oxygenated seperti alkohol, keton, aldehid, asam

serta hasil reduksi sebagian atau keseluruhan,

dimana turunan-turunan ini sering disebut terpenoid.

Sebagian besar terpen mempunyai rantai poliisopren

yang tertutup membentuk cincin (Kirk dan Othmer,

1969).

Unit-unit terpen dihubunqkan secara kepala ke

ekor dan sedikit sekali dalam susunan yang lain.

Hidrokarbon sederhana mempunyai rumus empiris

(C5H8)x, dimana

x

adalah 2, 3, 4 atau 6. Terpen

dengan tingkat karbon yang tinqqi juqa diketahui,

namun sampai sejauh ini masih jarang digunakan.

Pembentukan senyawa terpen dari unit-unit

(33)

k e p a l a k e e k o r . Mekanisme pembentukan t e r s e b u t d a p a t d i l i h a t pada Gambar 3 .

R a n t a i m o l e k u l t e r p e n b e r a d a dalam dua b e n t u k , y a i t u r a n t a i t e r b u k a ( t e r p e n a l i f a t i s ) dan r a n t a i t e r t u t u p a t a u m e l i n g k a r ( t e r p e n s i k l i s ) . S i f a t f i s i k kedua b e n t u k t e r s e b u t h a m p i r sama, y a i t u merupakan c a i r a n yang t i d a k b e r w a r n a dan b e r b a u wangi ( K e t a r e n , 1 9 8 5 )

.

OPP

DMCIPP

[image:33.602.156.538.92.680.2]

Geranil p i r o f o s f a t

Gambar 3 . Mekanisme penggabungan i s o p r e n s e c a r a k e p a l a k e e k o r ( S t r e e t d a n Cockburn,

1972)

a. Moiioterpen

Monoterpen t e r b e n t u k d a r i penggabungan 2

(34)

Menurut struktur kimia dan jumlah ikatan rangkap,

monoterpen dapat digolongkan dalam monoterpen

alifatis (asiklik), monosiklik, bisiklik dan

trisiklik.

Bentuk monoterpen alifatis mempunyai tiga ikatan rangkap dengan susunan kerangka molekul

terbuka. Contoh monoterpen ini adalah senyawa

ocimen dan mirsen, sedangkan golongan monoterpen-0 adalah geraniol dan sitronelal.

Monoterpen monosiklik adalah senyawa yang mempunyai dua ikatan rangkap dan satu bentuk

lingkar. Contoh dari senyawa monoterpen adalah

ocimen

p-mentan

sitronelal

(35)

p-mentan, dan dalam bentuk monoterpen-0 antara

lain mentol dan karvon.

Senyawa monoterpen bisiklik mempunyai satu

ikatan rangkap dan dua bentuk lingkar. Contoh

senyawa ini adalah 13-pinen, sedangkan untuk

monoterpen-0 adalah fencon dan kamfor.

Komponen-komponen minyak atsiri merupakan

senyawa hasil metabolisme sekunder. Metabolisme

sekunder merupakan penyimpangan dari metabolisme

primer karena fungsi produk yang dihasilkan

berbeda. Hasil metabolisme primer sangat diper-

lukan oleh tanaman untuk tumbuh, sedangkan hasil

metabolisme sekunder bukan merupakan kebutuhan

pokok untuk hidup dan tumbuh. Dengan demikian

metabolit sekunder merupakan hasil buangan akhir

dari metabolisme tumbuhan yang tidak mempunyai

fungsi dalam proses biokimia, karena komposisi

metabolit sekunder ini dipengaruhi oleh medium

(36)

M E T A B O L I S M E S E K U N D E R

Lignin

I

Indol alkaloid I I

I

-

- - -

-

- -

I

Karbohidrat Triptofan

I &

I

I I

1

r i t r o s - p

-

~ s a m sikimat I I

r z

I

! a !

I

Tanin yang dapat; dihidrolisa FOsfat Phosphoenolpiruvat

Malonil Co A

l o

7

I

a

₁

I

4

' b Asam mevalonat

I W ,

I

[ E l

Siklus

I

Krebs

I

i

Prolin

I

1

I Tanin yang

'

terkondensasi Isopentenil I

~ i r o f o s f a t I

[image:36.595.89.534.71.661.2]

alkaloid alkaloid

(37)

CoA

0 0

II

CH3 - C - CH2 - C - CoA asetoasetil-CoA

asetil-CoA CoA

OH 0

I

II

CH3 - C - CH2 - C - CoA 6-hidroksi-O-metil

I

glutaril-CoA

CH2 - COOH

8

CH3 - C - CH2 - CH20H asam mevalonat

I

[image:37.595.103.492.65.708.2]

CH2 - COOH

(38)

I

CH3 - C - CH2

-

CH20H

I

CH2 - COOH

I

ATP

OH

I

-

CH3 - C - CH2 - CH2 - OP03-

I

CH2 - COOH

OH

I

CH3 - C - CH2

-

CH2

-

0p206=

I

CHZ - COOH

asam mevalonat

asam mevalonat-

5 fosfat

asam mevalonat-

5 pirofosfat

CH3 - C - CH2

-

CH2 - 0 - PP isopentenil

11

pirofosfat

CHz

[image:38.602.143.535.64.693.2]

PP = P206

Gambar 6. Pembentukan isopentenil pirofosfat dari

(39)

S - Enz

isopentenil pirofosfat

dimetilallil pirofosfat

(isopren)

CH3 - C - CH2 - CH2 - 0 - PP isopentenil

11

pirofosfat

CH2

cH2

[image:39.595.126.532.55.676.2]

qeranil pirofosfat (monoterpen)

(40)

Menurut Geisman dan Crout (1969), metabo-

lisme primer merupakan metabolisme awal yang

memproduksi senyawa-senyawa yang umum terdapat

pada makhluk hidup dengan struktur molekul yang

sederhana dan memiliki bobot molekul relatif

rendah.

Sedangkan metabolisme sekunder menghasilkan

senyawa dengan struktur molekul yang kompleks dan

bersifat spesifik (Street dan Cocburn, 1972).

contoh dari metabolisme primer antara lain

asam-asam amino dan polisskarida yang berfungsi

sebagai kontrol genetik, katalisator reaksi

enzimatis dan proteksi terhadap hewan tertentu.

Sedangkan contoh metabolisme sekunder antara lain

alkaloid, flavanoid, terpen, karotenoid, glikosi-

da, vitamin, karet, asam aminononprotein (asam

piperkolat dan hipoglisin) (Street dan Cockburn,

1972).

Minyak atsiri yang mengandung fraksi hidro-

karbon bertitik didih antara 250°C-280°C dengan

rumus empiris C15H24 dinamakan seskuiterpen.

Lebih dari seratus jenis senyawa ini telah dike-

nal, tetapi masih sebagian kecil yang dapat

(41)

s e s k u i t e r p e n banyak ditemukan s e c a r a a l a m i a h dalam minyak a t s i r i . S e b a g i a n b e s a r mempunyai bau yang t a j a m d a l a m minyak a t s i r i d a n hanya s e b a g i a n k e c i l h a m p i r t i d a k b e r b a u . Kandungan s e s k u i t e r p e n a k a n meningkatkan d e r a j a t bau dan k e l a r u t a n d a r i minyak a t s i r i . Senyawa golongan i n i mempunyai s u s u n a n yang s a n g a t r u m i t d a n belum d i k e t a h u i dengan j e l a s s e p e r t i t e r p e n ( S a d t l e r e t

a l . , 1 9 2 5 ) .

S e p e r t i p a d a monoterpen, k e r a n g k a karbon s e s k u i t e r p e n s e c a r a k i m i a juga d i g o l o n g k a n k e da-

lam bentuk a l i f a t i s , m o n o s i k l i k , b i s i k l i k dan t r i s i k l i k . Sampai s a a t

i n i

t e r d a p a t r i b u a n ses-

k u i t e r p e n dengan s t r u k t u r yang t e l a h d i t e t a p k a n dengan j e l a s ( H a r b o n e , 1 9 8 4 ) .

S e s k u i t e r p e n t e r s u s u n d a r i t i g a i s o p r e n dan mempunyai i k a t a n t i d a k jenuh b e r b e n t u k campuran h a l o g e n , h i d r o g e n h a l i d a , n i t r o s o k l o r i d , n i t r o s i t d a n n i t r o s a t , d a n s e b a g i a n b e s a r t e r d i r i d a r i k r i s t a l s e h i n g g a komponen a s a l d a p a t d i i d e n t i f i - k a s i dengan mudah. Hidrokarbon i n i mempunyai bau y a n g t a j a m , l e b i h k e n t a l d i b a n d i n g k a n t e r p e n , l e b i h mudah l a r u t dalam a l k o h o l d a n mempunyai d e n s i t a s a n t a r a 0.84 - 0.93 ( G u e n t h e r , 1 9 4 9 ) .

(42)

biasa yang merupakan hidrokarbon tak jenuh maupun seskuiterpen-0.

seskuiterpen alifatis (asiklik) merupakan senyawa yang mempunyai empat ikatan rangkap pada bentuk hidrokarbon tak jenuh dan tiga ikatan rangkap pada terpen-0, serta tidak memiliki bentuk lingkar. Contoh hidrokarbon tak jenuh dari

golongan ini adalah seskuisitronellen, sedangkan untuk jenis seskuiterpen-0 adalah nerolidol.

Seskuiterpen monosiklik memiliki tiga ikatan

rangkap dan satu bentuk lingkar. Contoh untuk

jenis hidrokarbon senyawa ini adalah r-bisabolen

sedangkan dalam bentuk terpen-0 adalah asam

absisat.

Bentuk bisiklik dari seskuiterpen mempunyai dua ikatan ranqkap serta dua bentuk lingkar. Contoh dari senyawa ini yanq merupakan hidrokarbon adalah a-kadinen sedangkan untuk terpen-0

adalah karotol.

(43)

r-bisabolen asam absisat

a-kadinen karotol

(44)

2. Komposisi niinyak kapulaga lokal

Senyawa-senyawa kimia yang menyusun minyak ka-

pulaqa lokal meliputi sabinen dengan titik didih

165OC sampai 167"C, terpinen yang bertitik didih

170°C sampai 17a°C, 1-terpen-401 dengan titik didih

205OC sampai 220°C dan 1-terpene-4il format dan ase-

tat, merupakan senyawa ester dengan jumlah sekitar 8

sampai 24 persen. Selain itu juga menqandunq perse-

nyawaan d-borne01 dan d-kamfor (Ketaren, 1985).

Menurut anonymous (1985) yanq melakukan studi

laboratorium terhadap minyak kapulaqa yanq diisolasi

dari buah kapulaga sabranq dari Jawa Barat mempunyai

komponen sebagai berikut : limonen, sabinen, sine01

(komponen utama), d-a-terpineol, d-a-terpinilasetat

(komponen utama) dan borneol.

Suatu penelitian mengenai minyak kapulaqa

sabrang yang dianalisis dengan kromatografi gas

menggunakan kolom Peak Enhancement Gas (PEG) panjang

50 meter, diameter 0.28 mm, suhu program 60°C sampai

220°C dan kecepatan kenaikan suhu sebesar 3°C per

menit menghasilkan komponen penyusun minyak kapulaga

yang meliputi a-pinen, D-pinen, a-felandren, limo-

nen, 1.8-sineol, para-simen, fenson, linalol dan

(45)

Kapulaga lokal selain mempunyai komponen seper-

ti kapulaga sabrang juga mengandung senyawa d-borne-

01 dan d-kamfor (Ketaren, 1985). Komponen utama da-

ri minyak kapulaga lokal adalah sineol, sedangkan

senyawa lain adalah a-terpinilasetat, d-kamfor dan

d-borneol.

Sebagai gambaran, minyak atsiri yanq diperoleh

dari kapulaga sabrang jenis Elettaria cardamomurn

mempunyai kandungan sineol antara 26

-

4 0 persen, a-

terpinilasetat 28

-

34 persen, limonen 2

-

14 per-

sen, dan sabinen 3

-

5 persen dan komponen dalam

jumlah yang lebih kecil seperti linalool, a-

terpineol, linalil asetat, geraniol, nerol, metil

heptanon dan borne01 (Masada, 1976).

Sine01 termasuk dalam golongan monoterpen ter-

oksigenasi. Senyawa ini banyak dijumpai pada minyak

kayu putih, lavender dan wormseed.

Sifat khas dari sineol adalah berbau seperti

kamfor dan mempunyai rasa dingin yang tajam. Pada

suhu 15OC sineol memiliki bobot jenis sebesar 0.930

dan indeks bias 1.4550 pada suhu 20°C. Titik didih

senyawa ini berkisar antara 176°C - 177OC dengan

titik beku kurang dari O°C (Sadtler et al., 1925).

Senyawa ini mempunyai 2 isomer ruang, yaitu 1.4

sineol dan 1.8 sineol. Perbedaan dari isomer terse-

(46)

pada 1.4 sineol, oksigen terikat di dalam lingkar,

sedangkan untuk 1.8 sineol terdapat di luar bentuk

lingkar monosiklik.

Senyawa 1.8 sineol banyak ditemui pada minyak

wormseed, minyak cinae dari Artemisia maritima, minyak cajuput dari Maleleuca minor dan beberapa jenis minyak ekualiptus. Senyawa ini tidak berwarna, memiliki bau seperti kamfor dan mengkristal jika

didinginkan pada suhu rendah. Senyawa 1.8 sineol

mempunyai titik beku l°C, titik didih 174.4"C, dan

Scbot jenis pada suhu 15OC sebesar 0.930 serta

indeks bias 1.4575 pada suhu 20°C.

Senyawa 1.4 sineol mempunyai titik didih 172OC

dan bobot jenis sebesar 0.9010 pada suhu lB°C serta

indeks bias sebesar 1,4479 pada suhu yang sama.

Senyawa ini juga memiliki bau kamfor seperti 1.8

sineol, tetapi mempunyai sifat-sifat yang sangat berbeda dengan isomer senyawa tersebut (Simonsen,

1947).

(47)

Gambar 9. Struktur bangun 1.4 sine01

Kamfor terdapat pada semua bagian tanaman

kamfor yang ada di Jawa, Sumatra, Cina, Jepang,

formosa dan Brasil. Senyawa kamfor di alam dapat

diisolasi dengan baik dengan pendinginan dari minyak

kamfor yang merupakan komponen utama (Kirk dan

Othmer, 1969).

Bau kamfor cukup menyengat dengan rasa agak

pedas serta dingin, dapat menguap pada suhu kamar

dan dapat larut dalam minyak atsiri, kloroform,

alkohol, eter dan karbon disulfida, serta agak larut

di dalam air pada suhu kamar. Kamfor lebih larut

dalam air hangat daripada air dingin (Thorp, 1909).

(48)

Kamfor mempunyai bobot jenis sebesar 0.9920

pada suhu 25OC (Simonsen, 1948). Menurut Thorp

(1909) senyawa ini memiliki titik cair 175OC dan

titik beku sekitar 2 0 4 ° C .

Kegunaan dari kamfor antara lain sebagai bahan

pembius lokal, obat rematik, mengatasi ketegangan otot.dan peradangan serta untuk membantu kelancaran

peredaran darah (Guenther, 1948).

Borneo1 adalah salah satu komponen minyak

atsiri yang telah lama diketahui. Senyawa ini

merupakan alkohol sekunder dan banyak terdapat dalam

keadaan bebas di alam atau dalam bentuk ester. Senyawa d-borne01 merupakan komponen utama dari

minyak atsiri dari tanaman Dryobalanops aromatics.

Titik beku d-borne01 sebesar 208.5OC, titik didih

212OC dan putaran optik + 3 7 . 3 3 O (Simonsen, 1948).

Gambar 11. Rumus bangun borne01

(49)

limonen

a-terpinilasetat

sabinen

a-terpineol

[image:49.595.165.492.70.734.2]

a-pinen R-pinen

Gambar 12. Rumus bangun beberapa komponen

(50)

A

a - f e l a n d r e n f e n s o n

[image:50.602.167.475.79.509.2]

l i n a l o o l p a r a s i m e n

Gambar 1 3 . Rumus bangun b e b e r a p a komponen minyak k a p u l a g a l o k a l

C. SIFAT FISIKO-KIMIA

Minyak a t s i r i t e r d i r i d a r i senyawa-senyawa k i m i a y a n g s a t u l a i n b e r a s a l d a r i g o l o n g a n y a n g b e r b e d a . Bau w a n g i minyak a t s i r i m e r u p a k a n r e s u l t a n

(51)

f i s i k o k i m i a yanq s p e s i f i k b a g i s e t i a p j e n i s minyak a t s i r i .

S i f a t f i s i k o k i m i a d a p a t d i g u n a k a n u n t u k m e n g e t a h u i dan m e n g i d e n t i f i k a s i s u a t u minyak, y a i t u d e n g a n membandingkan t e r h a d a p p a r a m e t e r yang t e l a h d i t e t a p k a n untuk s e t i a p j e n i s minyak. S i f a t f i s i k d i g u n a k a n untuk m e n g e t a h u i kemurnian s u a t u minyak, s e d a n g k a n a n a l i s i s s i f a t kimia d i g u n a k a n u n t u k m e -

n g e t a h u i j e n i s dan jumlah komponen yang t e r d a p a t d i d a l a m minyak ( K e t a r e n , 1 9 7 5 ) .

S e t i a p minyak a t s i r i d a p a t menguap pada suhu kamar dan semakin b e s a r b i l a suhu s e m a k i n t i n g g i . Minyak i n i l a r u t d a l a m a l k o h o l dan p e l a r u t o r q a n i k , t e t a p i kurang l a r u t dalam a l k o h o l yang mempunyai k o n s e n t r a s i d i bawah 70 p e r s e n ( K e t a r e n , 1 9 8 5 ) .

(52)

indeks bias minyak atsiri berkisar antara 1.4600 -

1.5100 pada suhu 20°C.

Komponen minyak atsiri golongan terpen-0 mem-

punyai pengaruh yang lebih besar dibandingkan dengan golongan terpen terhadap bau wangi minyak. Golongan terpen mudah mengalami proses kerusakan oksidasi,

terutama resinifikasi bila mengalami kontak langsung dengan cahaya atau udara. Hidrokarbon tak jenuh akan mengadsorpsi oksigen dari udara, sedangkan cahaya merupakan faktor yang mempunyai pengaruh lebih kecil terhadap kerusakan minyak dibandingkan

dengan kelembaban. Kerusakan tersebut akan menurun- kan kelarutan minyak dalam alkohol serta mengakibat-

kan kualitas bau dari minyak atsiri berkurang

(Ketaren, 1985)

.

2.

Sifat Fisiko-Kiia Minyak Kapulaga Lokal

Tabel 3. Sifat fisiko kimia minyak kapulaga lokal

Karakteristik Kapulaga lokal Kapulaga lokal b

dari P. ~ a w a ~

Bobot j enis (26°C) 0.909 (42OC) 0.905

Putaran Optik

-

0.20° (42OC)

+

38'4'

Bil. Penyabunan 14 77.2

Kadar sine01 12 %

-

Kelarutan dalam

etanol 80%

-

12 bagian minyak

larut dalam 10 bagian etanol

a Anonymous (1985)

(53)

Sebagai p e r b a n d i n g a n , s t a n d a r mutu u n t u k minyak

a t s i r i yang d i s u l i n g d a r i buah k a p u l a g a s a b r a n g ( E l e t t a r i a cardamomum) mengharuskan minyak berwarna k u n i n g p u c a t d a n j e r n i h . K e t e n t u a n i n i d i t e t a p k a n B r i t i s h P h a r m a c e u t i c a l Codex (BPC) d a n A s o s i a s i Minyak A t s i r i Amerika S e r i k a t , E s s e n t i a l O i l A s s o c i - a t i o n o f USA (EOA) s e b a g a i b e r i k u t :

T a b e l 4 . S i f a t f i s i k o - k i m i a minyak k a p u l a g a s a b r a n g * K a r a k t e r i s t i k BPC 1937 EOA 110.289 P u t a r a n o p t i k p a d a 20°c +20° s / d +44O

I n d e k s b i a s pada 20°c 1.461-1.467

a e r a t

j e n i s pada 2 5 O ~

-

B i l a n g a n e s t e r 90

-

1 5 0 K e l a r u t a n dalam e t a n o l

70 % 1 b a g i a n m i -

nyak l a r u t dalam 6 ba- g i a n e t a n o l

*

( I n d o , 1 9 8 9 )

1 b a g i a n m i -

nyak l a r u t dalam 6 ba- g i a n e t a n o l

D. PENYULINGAN MINYAK ATSIRI

I. Teori Penyulingan

Minyak a t s i r i a t a u d i s e b u t j u g a minyak e t e r i s

(54)

perbedaan tekanan uap dari masing-masing zat terse-

but (Guenther, 1948)

.

Proses penyulingan merupakan campuran dua cair-

an yang bersifat tidak saling melarut antara air de-

ngan minyak. Tekanan uap di dalam ketel suling di-

hasilkan dari benturan antar molekul-molekul uap dan

antara molekul uap dengan dinding ketel. Berdasar-

kan hukum Dalton, tekanan uap dari masing-masing

komponen (air dan minyak atsiri) dapat dihitung de-

ngan persamaan :

Keterangan: P = Tekanan total (atm)

PA = Tekanan uap air (atm)

PM

= Tekanan uap minyak (atm)

Perbandingan berat senyawa dalam fasa uap dapat

ditentukan dengan persamaan berikut :

Keterangan:

W M dan WA = berat komponen minyak dan air

n dan n = jumlah mol komponen minyak dan air

(55)

sedangkan tekanan masing-masing komponen pada larutan satu fasa berdasarkan hukum Raoult dapat

dihitung menurut persamaan sebagai berikut :

Keterangan:

P A dan P B = Tekanan parsial komponen A dan

B

(atrn)

PA0 dan PBo = ~ekanan uap murni komponen A dan

B (atm)

XA dan X Fraksi mol komponen A dan B

Tekanan uap total (atrn)

Keterangan:

A = Tekanan parsial A dengan komponen yang mudah

menguap

B = Tekanan parsial B dengan komponen yang sukar

[image:55.628.141.531.82.650.2]

menguap

Gambar 14. Hubungan tekanan parsial dan tekanan uap

(56)

Sedangkan fraksi mol untuk setiap komponen di

hitung berdasarkan persamaan sebaqai berikut :

Keteranqan:

W A dan W - Berat komponen A dan B dalam campuran

BMA dan BEB Bobot molekul A dan B

XA = Fraksi mol komponen A

2.

Metoda Penyulingan

Menurut Ketaren (1985) dalam industri pengolah-

an minyak atsiri telah dikenal 3 macam sistem penyu-

lingan, yaitu penyulingan dengan air (water distil-

lation), penyulingan denqan air

*

uap (water g&

steam distillation) dan penyulingan dengan uap

(steam distillation)

.

Sistim penyulinqan air hanya diqunakan untuk bahan yang tidak dapat disuling denqan sistim penyu-

lingan air uap atau sistim penyulingan uap

langsung. Kelemahan cara penyulinqan air adalah

ekstraksi minyak atsiri tidak dapat berlangsung

sempurna, walaupun bahan dirajang. Selain itu

beberapa jenis ester seperti linalil asetat akan

(57)

a l d e h i d a k a n mengalami p o l i m e r i s a s i k a r e n a p e n g a r u h a i r m e n d i d i h .

K e t e r a n g a n :

a . Kondensor

b . S a l u r a n pemasukkan a i r p e n d i n g a n c. S a l u r a n p e n g e l u a r a n a i r p e n d i n g i n

d . Tabung p e m i s a h m i n y a k e. K r a n p e n g e l u a r a n m i n y a k f

.

S a l u r a n p e n g e r i n g

g . Kompor

[image:57.595.52.512.154.452.2]

h . S a l u r a n pemasok b a h a n b a k a r i . I s o l a s i

(58)

Kekurangan utama cara penyulingan air ini adalah sebagian komponen minyak yang bertitik didih tinggi dan bersifat larut dalam air tidak dapat menguap secara sempurna.

Pada Gambar 15 tampak bahwa pada alat ini

mempunyai keunggulan dari segi konstruksi yang

sederhana dan praktis sehingga waktu penyulingan dapat lebih singkat karena kecepatan penyulingan

besar sehingga pemakaian energi lebih efektif

(hemat)

.

Pada metode penyulingan dengan air

dan

uap

bahan olah diletakkan di atas rak atau saringan

berlubang dan diisi dengan air sampai permukaan air

berada tidak jauh di bawah saringan. Apabila di-

bandingkan dengan penyulingan menggunakan air, maka

sistim penyulingan air

dan

uap lebih unggul karena

proses dekomposisi minyak lebih kecil (Guenther,

1948).

Alat penyulingan air

dan

uap ini mempunyai

keunggulan pada pemakaian energi panas, yaitu menggunakan tungku sehingga lebih hemat bila dibanding-

kan menggunakan bahan bakar minyak atau gas. Alat

ini dilengkapi denqan sistem kohobasi sehingga

(59)

0

r t ...

. -..+-~..-

&-.-a. ..*.... ,--.--

C

---

- - . -. . - .-

a i r

I _-_{. -} _{! ,}

Keterangan :

a. Plat berpori b. Kondensor

c. Saluran pemasukkan air pendingin

d. saluran pengeluaran air pendingin

e. Saluran pengering

f . penampung dan pemisah minyak

[image:59.605.180.517.43.351.2]

g. tungku

Gambar 16. Penampang ketel penyulingan air

dan

uap hemat energi (Rusli, 1988)

sederhana menjadikan alat ini lebih mudah untuk

dibongkar pasang.

Alat ini juga mempunyai kelemahan yaitu bila

tutup ketel kurang kuat, maka uap akan keluar.

Saluran penghubung ke kondensor yang berada di

samping ketel akan menghambat uap air sehingga dapat

(60)

saluran kohobasi yang datar, dapat menyebabkan air

hasil sulingan tertahan dan menjadi dingin sehingga

memerlukan energi panas lagi untuk memanaskan.

Penyulingan menggunakan uap air merupakan cara

pengambilan minyak yang tertua, namun masih banyak

digunakan. Penelitian mengenai minyak kapulaga

sabrang oleh Anwar dkk. (1985) dilakukan dengan

metode uap yang dikohobasikan. Faktor perlakuan

yang dicobakan adalah pemisahan bagian buah yang

meliputi kulit, biji dan buah utuh. Metode uap ini

hanya cocok untuk minyak-minyak atsiri yang tidak

rusak oleh panas uap air (Harris, 1990). Disamping

itu pengoperasian sumber uap panas (boiler) membu-

tuhkan operator khusus untuk mengatur tekanan dan

uap yang dikeluarkan.

Pada Gambar 17, uap air dari boiler masuk ke

dalam ketei melalui saluran (I) menuju koil uap (D)

yang dilengkapi oleh jaket uap, kemudian uap ber-

penetrasi ke bahan (B). Uap destilasi keluar mele-

wati pipa (3) dan masuk ke kondensor. Kondensat

masuk ke dekanter (F) dan minyak akan terpisah

melalui saluran ( 5 ) , sedangkan air akan ditampung

pada tabung (G) dan diuapkan lagi k e dalam ketel

melalui pipa (1 dan 2). Uap yang belum terkondensa-

si di dalam kondensor (E) akan masuk ke saluran (8)

(61)

Keterangan :

A. Termometer 1.

B. Bahan 2.

C. Jaket Uap 3.

D. Koil 4.

E. Kondensor 5.

F. Dekanter 6.

G. Penampung air 7.

H. Penampung minyak 8 .

I. Uap dari boiler 9.

10. pemasukkan uap pemasukkan uap penghubung kondensor pemasukkan dekanter pengeluaran minyak f lorentin

[image:61.616.175.533.57.515.2]

pengeluaran dekanter pemasukkan tabung pengeluaran minyak pendingin minyak

Gambar 17. Peralatan penyulingan uap (Guenther,

1948)

yang terkondensasi*pada saluran (8) akan langsung

dikeluarkan lewat saluran (9) setelah ditampung di

tabung (H)

.

Kelemahan alat ini adalah konstruksi ketel yang

rumit sehingga sukar untuk dibongkar pasang. Tutup

ketel leher angsa terlalu tinggi dan pipa penqhubung

ke kondensor yang mengecil dan panjanq menyebabkan

(62)

leher angsa mempunyai resiko kebocoran uap bila tidak kuat. Pada dekanter hanya minyak yang ringan yang dapat diperoleh, sedangkan yang berat terikut

air hasil sulingan kembali ke ketel. Pemisahan

minyak di pipa (9) kurang efektif dan ini dapat

diatasi dengan memasukkan kembali ke dalam dekanter, baru kemudian dipisahkan.

E. FAICTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUBI RENDEMEN DAN MUTU

1. Perlakuan Pendahuluan

Perlakuan pendahuluan terhadap bahan yang

mengandung minyak dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu pengecilan ukuran bahan, pengeringan

atau pelayuan (Ketaren, 1985).

Perlakuan pelayuan atau pengeringan akan mem-

percepat proses ekstraksi dan memperbaiki mutu

minyak, akan tetapi selama pengeringan kemungkinan sebagian minyak akan hilang karena penguapan dan

oksidasi oleh oksigen udara (Ketaren, 1985).

Menurut Kefaren (1987), kehilangan minyak sela-

ma pelayuan dan pengeringan bahan lebih besar dari

(63)

proses difusi akan membawa minyak ke permukaan,

kemudian menguap.

Pengecilan ukuran bahan bertujuan agar kelenjar

minyak terbuka sebanyak mungkin, sehingga laju peng-

uapan minyak atsiri dari bahan menjadi cepat. Cara

yang mudah untuk menghancurkan biji-bijian adalah

dengan memasukkan ke dalam gilingan dan dapat diatur

besar ukuran pecahan bahan yang dihasilkan (Ketaren,

1987).

2.