1 I. Judul Percobaan : Isolasi Minyak Jahe dari Rimpang Jahe
II. Hari / Tanggal Percobaan : Senin/ 4 Maret 2013 III. Tujuan Percobaan
1. Memilih peralatan yang dibutuhkan sesuai dengan percobaan yang dikerjakan 2. Memilih bahan – bahan yang dibutuhkan sesuai dengan percobaan yang
dikerjakan
3. Mengisolasi minyak jahe dari rimpang jahe dengan cara yang tepat
IV. Dasar Teori
Tanaman Jahe (Zingiber Officinale) adalah tanaman herbal berbentuk tegak dengan tinggi ± 30-60 cm. Rimpangnya yang bercabang-cabang, tebal, tidak silindris, dan berwarna kuning pucat dengan baunya khas pedas menyegarkan. Yang dimaksud dengan jahe di Indonesia adalah batang tanaman yang tumbuh di dalam tanah atau sering disebut rhizome (rimpang).
Berdasarkan ukuran bentuk dan warna kulit rimpang jahe diklasifikasikan menjadi tiga varietas yaitu: (1) Zingiber officinale var Roscoe yang dikenal dengan jahe gajah atau jahe badak atau jahe putih besar, mempunyai rimpang yang besar dan ruas yang menggelembung, (2) Zingiber officinale var Rubrum, yang dikenal dengan jahe merah atau jahe sunti, dengan kulit rimpang yang berwarna merah, (3) Zingiber officinale var Amarum, yang dikenal dengan jahe putih kecil atau jahe emprit, mempunyai rimpang dengan ruas yang kecil dan agak menggelembung (Paimin dan Murhananto, 2002). Jenis yang digunakan dalam praktikum yaitu varietas jahe gajah (Gambar 1).
Minyak jahe dinegara maju digunakan sebagai campuran pembuatan kosmetik, bahan penyedap masakan tertentu dan sebagai obat. Secara umum komponen senyawa
2 kimia yang terkandung dalam jahe terdiri dari minyak menguap (volatile oil), minyak tidak menguap (nonvolatile) dan pati. Komposisi minyak jahe terdiri dari sebagai berikut :
Namun dalam tanaman jahe sendiri mengandung 2 golongan komponen (Senyawa kima) utama, yaitu (Guenther, 1987) :
1. Minyak Atsiri
Minyak atsiri membuat tanaman Zingiber Officinale memiliki bau yang khas ini diperoleh hanya berkisar pada 1-3% dari total massa jahe kering (tergantung jenis jahe). Komponen utama dalam minyak jahe adalah zingiberen dan zingiberol (sesqueterpen alkohol (C15H26O), yang menyebabkan bau khas minyak jahe).
Sedangkan senyawa penyusun dari keduanya adalah n-desilaldehide (bersifat optis dan inaktif), n-nonil aldehide d-camphene, d-α-phellandrene, metal heptenon, sineol, borneol dan geraniol, lineol, asetat dan kaprilat, sitral, chaviol, limonene, dan fenol zingiberen (senyawa yang paling utama dalam minyak). Selama proses penyimpanan, senyawa pada tanaman jahe akan mengalami proses resinifikasi (Guenter, 1952).
2. Fixed Oil
Tanaman jahe memiliki “fixed oil” (gingerol, shogaol dan resin, oleoresin) 3- 4% dari total massa jahe kering. Keempat senyawa tersebut menyebabkan rasa pedas pada jahe. Senyawa oleoresin dapat diperoleh dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut yang menguap, misalnya aseton, alkohol atau eter. Jumlah komponen dalam oleoresin yang dihasilkan tergantung dari jenis pelarut yang digunakan.
3 Minyak atsiri yang terdapat pada tanaman jahe didapatkan dengan metode ekstraksi dan distilasi /penyulingan. Senyawa-senyawa oleoresin yang terdapat di dalam ampas jahe diperkirakan bersifat nonpolar. Maka untuk mengekstrak senyawa oleoresin tersebut diperlukan pelarut yang bersifat nonpolar seperti n-hexana, etilen klorida, petroleum eter, aseton dan sebagainya (Hart H, 2003). Pada saat proses ekstraksi akan terjadi kontak langsung antara pelarut dengan padatan rimpang jahe sehingga oleoresin yang terkandung dalam rimpang jahe akan dapat terlarut sempurna, kemudian larutan (yang mengandung oleoresin) dipisahkan dari ampas dengan cara filtrasi. Dan selanjutnya larutan disuling kembali untuk memisahkan senyawa oleoresin dari pelarut sehingga pelarut yang telah digunakan bisa diperoleh kembali.
Kandungan senyawa kimia secara detail akan diberikan pada tebel berikut :
4 Dalam dunia perdagangan, kualitas oleoresin dari tanaman jahe harus memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan atau diatur oleh The Essential Oil Association of America (EOA). Data yang dapat dihasilkan adalah sebagai berikut :
Refraktometer ABBE adalah suatu alat pengukur indeks bias suatu zat cair yang mempunyai nilai indeks bias antara 1,3 dan 1,7. Pengukuran indeks biasini penting untuk pengukuran sifat dan kemurnian cairan, konsentrasi larutandan perbandingan komponen dua zat cair yang diekstraksikan dalam pelarut.Indeks refraksi suatu medium ke medium lain biasanya bergantung kepada panjang gelombang.
Tidak seperti halnya refleksi, berdasarkan kenyataan ini, refraksi dapat digunakan untuk menguraikan cahaya atas komponen-komponen panjang gelombangnya. Pengukuran oleh refraktometer ABBE ini didasari oleh prinsip sudut kritis, yaitu apabila sinar cahaya monokromatis berpindah dari mediumoptik yang kurang rapat, ke medium optik yang lebih rapat, maka akan terjadi pembiasan ke arah normal.
Gambar Refraktometer dibawah ini :
5 Ekstraksi oleoresin jahe dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut :
1. Penyimpanan bahan sebekum diekstraksi 2. Jenis pelarut yang digunakan
3. Metode yang digunakan dan kondisi selama proses ekstraksi berlangsung 4. Proses pemisahan pelarut dari hasil ekstraksi
Produksi Import Jahe Secara Global dari tahun 1999-2000 menurut data ITC :
Produksi Import Jahe menurut negara :
6 Operasi Produksi Jahe dalam Skala Industri :
Banyak negara berlomba-lomba unutk menghasilkan produk yang sehat dalam hal ini adalah produk yang bersifat organik. Salah satu yang melakukannya adalah Amerika Serikat yaitu tepatnya di Hawaii. Karena dinilai produk organik akan mempunyai prospek besar dimasa depan. Berikut adalah salah satu operasi produksi dari produk organik yang berupa ekstraksi senyawa jahe yang telah diketahui mempunyai berbagai senyawa kimia yang sangat bermanfaat. Prosesnya yaitu :
1. Pemanenan (Harvest)
Unuk produk segar dan dan produk yang diawetkan, penanam tersebut harus memenen rimpang jahe ketika masih lunak (tender) dengan tingkat kepedasan dan kandungan serat yang rendah (ketika belum sepenuhnya matang). Sementara itu untuk pemanenan unutk produk yang kering dan produk untuk menghasilkan minyak hasil yang terbaik menggunakan jahe yang sepehuhnya dewasa (maturity). Atau dapat dikatakan ketika daun menguning, dan hanya menyisakan rimpang didalam tanah sehingga dapat mengurangi tingkat kepedasan dan kandungan minyak disisi laian akan meningkatkan kandungan serat. Dalam sautu penelitian yang dilakukan pada perkebunan di Hawaii, kandungan maksimum minyak dan oleoresin dari jahe dapat dicapai ketika masa tanam mencapai umur 150 dan 170 hari setelah masa tanam, dalam kondisi ini pula diketahui bahwa kandungan (6)-gingerol sebagai penghasil aroma pada jahe meningkat. Pada saat usia 16 minggu (112 hari) bau tajam dari jahe meningkat (mencapai puncak) lalu turun lagi kemudian akan meningkat lagi pada saat usia 24 minggu (168 hari). Demikian juga kandungan oleorisin maksimum dicapai pada saat usia 28 minggu (196 hari) dari keadaan berat basah. Waktu mulai tanam sampai pemanenan mungkin dipengaruhi oleh jenis tanah. Dari uraian tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1. Untuk produksi jahe segar (lamgsung konsumsi) : dibutuhkan waktu tanam 5 bulan
2. Untuk produk yang diawetkan : 5-7 bulan 3. Untuk produk minyak esensial : 8-9 bulan
Untuk beberapa negara seperti Australia, panen dapat sepenuhnya menggunakan peralatan mekanik khusus, tanaman harus ditanam dengan cara sedemikian rupa sehingga disesuaikan dengan peralatannya. Perawatan harus selalu dilakukan untuk menjamin integritas rimpang saat penanganan panen dan pascapanen.
2. Pembersihan, Pengeringan
7 Rimpang segar dibersihkan dan dicuci dari kotoran, tunas, dan akar. Digunakan pembersih bertekanan lumayan tinggi untuk mengurangi kandungan mikroba. Secara tradisioanal rimpang direndam 10 menit dalam air mendidih yang akan mengakibatkan proses pengenziman tidak aktif, lalu dikeringkan. Prosedur pembersihan dan pengeringan seharusnya dilakukan secepat mungkin setelah pemanenan untuk memastikan tidak terkontaminasi oleh mikroba. Selama pengoperasian alat-alat yang digunakan dilengkapi dengan pengering udara panas unutk meminimalisir kontaminasi dengan mikroba tersebut. Jahe yang sudah dikupas tanpa diiris dijemur dibawa sinar matahari selama 7-9 hari untuk mencapai kelembaban 7,8%-8,8%. Namun untuk jahe yang sudah diiris membutuhkan waktu 5- 6 jan menggunakan aliran udara kering. Untuk lebih menjaga kesterilan digunakan juga “Air Screen Separator” unutk mematikan serangga ataupun benda asing yang lainnya.
3. Pengklasifikasian dan Pengemasan
Spesifikasi kualitas yang dikenakan oleh negara pengimpor, lebih berhubungan dengan kebersihan daripada kualitas dari rempah-rempah. Perawatan yang tepat harus diambil untuk memenuhi persyaratan minimum, jika tidak banyak yang dapat ditolak dan perlu lebih pembersihan dan / atau desinfeksi dengan etilen oksida atau radiasi.
Rimpang dalam jumlah yang besar dapat dikemas dalam karung goni, kotak kayu atau karton bergelombang berjajar kotak
4. Penyimpanan
Rimpang kering, irisan, atau potongan harus disimpan dalam lingkungan yang dingin (10-15 ° C). Ketika disimpan pada suhu kamar (23-26 º C), kerugian hingga 20%
oleoresin (berat kering) adalah diamati pada jahe kering setelah 3 bulan, dan isi (6)- gingerol menurun.
5. Distilasi
Minyak jahe dapat dihasilkan dari rimpang segar atau kering. Minyak dari rimpang kering akan memiliki senyawa volatil yang berkutang karena mereka cenderung menguap selama proses pengeringan. Dalam praktikum yang kami lakukan proses destilasi menggunakan satu set alat yang terdiri dari pemanas, labu dasar bulat, soxhlet dan pendingin (kondensator) yang dapat digambarkan sebagai berikut :
8 Perhatikan gambar gabar 2.96 dapat dijelaskan prosesnya adalah sebagai berikut : Sampel padat (serbuk jahe) ditempatkan pada “porous thimble” (A) (dibuat dari kertas saring) dan terakhir diletakkan didalam pipa dalam dari soxhlet. Lalu alat-alat yang sudah dipasang disambungkan dengan (C) (Labu dasar bulat) yang telah diidi pelarut dan batu didih dan juga jangan lupa untuk memasang (D) (Kondensator). Pelarut yang digunakan mudah mendidih, lalu gas(uap) melewati tabung (E) lalu akan dikondensasikan oleh kondensator (D), dan pelarut yang dikondensasikan jatuh kedalam “Porous Thimble” dan secara perlahan mengisi bagian dari Soxhlet.. Ketika pelarut mencapai puncak pipa (F), pelarut tersebut akan kembali ke labu C. Dengan dengan demikian menghilangkan kandunga (A). Proses ini akan terulang secara otomatis sampai ekstraksi selesai.
Dalam proses ekstraksi ini kita harus tepat untuk memilih pelarut yang akan digunakan. Pelarut yang baik untuk ekstraksi adalah pelarut yang mempunyai daya melarutkanyang tinggi terhadap zat yang diekstraksi. Daya melarutkan yang tinggi ini berhubungan dengan kepolaran pelarut dan kepolaran senyawa yang diekstraksi. Terdapat kecenderungan kuat bagi senyawa polar larut dalam pelarut polar dan sebaliknya. Dapat dinyatakan secara umum syarat yang harus dipenuhi oleh pelarut adalah sebagai berikut :
9 1. Harus dapat melarutkan semua sampel agar cepat dan sempurna serta sedikit melarutkan
bahan lain selain komponen yang diinginkan 2. Tidak boleh larut dalam air
3. Harus inert, sehingga tidak bereaksi dengan komponen sampel
4. Harus mempunyai titik didih yang cukup rendah, agar pelarut mudah diuapkan tanpa menggunakan suhu tinggi. Namun, titik didih pelarut tidak boleh terlalu rendah, karena akan mengakibatkan hilangnya sebagian pelarut akibat penguapan pada musim panas.
5. Harus mempunyai titik didih yang beragam
6. Harga pelarut harus serendah mungkin dan tidak mudah terbakar
Pada praktikum ini kami menggunakan Petroleum Eter (PE), PE juga dikenal sebagai bensin adalah sekelompok berbagai volatile, mudah terbakar, cairan hidrokarbon campuran yang digunakan terutama sebagai pelarut nonpolar. Petroleum eter bukan merupakan eter seperti dietil eter, namun sejenis hidrokarbon ringan.Petroleum eter diperoleh dari minyak kilang sebagai bagian dari distilat yang merupakan penengah antara ringan nafta dan berat minyak tanah. Memiliki berat jenis antara 0,6 dan 0,8 tergantung pada komposisinya dan titik didih ±700C. (Williamson:26-27)
V. Alat dan Bahan
Alat – Alat :
1. Satu set alat ekstraksi soxhlet 2. Mortar
3. Corong pisah 4. Gelas piala 5. Refraktometer 6. Pembakar spiritus 7. Gelas kimia
Bahan – Bahan :
1. Natrium sulfat anhidrat (Na2SO4(g)) 2. Jahe kering
3. Petroleum eter (PE)
VI. Alur Kerja
10
diuapkan pelarutnya menggunakan evaporator
(dijaga agar pelarut tidak jatuh ke bawah) Jahe yang cukup tua
dibersihkan dari kotoran yang melekat
dikeringkan
digiling menjadi serbuk halus
diambil ± 10 gram
dimasukkan kedalam labu soxhlet
dimasukkan pelarut petroleum eter 60mL kedalam labu eksraktor
Hasil uap pelarutnya
Hasil ekstraksi tidak berwarna Serbuk Jahe
Percobaan 1
