1
PENINGKATAN MUTU MINYAK NILAM RAKYAT
MELALUI PROSES PEMURNIAN
Harunsyah
Staf Pengajar Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe
e-mail: aroensyah@gmail.com
ABSTRACT
Patchouli oil is part of the essential oils obtained from patchouli plants by distillation. Patchouli oil is widely used in industry as provider of aroma and flavor. Price of patchouli oil is largely determined by the quality of oil and its main components. Patchouli oil in Province Aceh remains largely cultivated by the ordinary farmers society, so that the oil produced does not meet the specified quality requirements (SNI). Quality of patchouli oil is determined by the its natural characteristics and foreign materials contain in the patchouli oil. The foreign materials contain in the the patchouli oil can be damage the quality of patchouli oil. Improvement of quality of the patchouli oil can be done by purification either the chemical process and physics process. The main purpose of this research is to improve the quality of patchouli oil by the purification process technologies after oil refining process. In this research the purification of the dirty and dark oil can be carried out using complexometry method where the iron metals are attached by chelating agent chemical to form the complex compound. The purification experiment was carried out to evaluate the influence of chelating agents (citrate acid, tartarate acid and EDTA) their concentration and duration of mixing on the quality of pure oil produced. Material used was the crude patchouli oil from the small distilling industry in north aceh. The experiment used a completely randomized design, arranged factorially with three replications. The results showed that the purification process can improve the oil quality, especially in terms of color, physicochemical properties and concentration of its main components. From the oil refining process can produce a brighter and the characteristic also meet the quality requirements of national standards.
2
ABSTRAK
Minyak nilam merupakan bagian dari minyak atsiri yang diperoleh dari tanaman nilam dengan cara penyulingan. Minyak nilam banyak digunakan dalam industri sebagai pemberi aroma dan rasa. Nilai jual dari minyak nilam sangat ditentukan oleh kualitas minyak dan kadar komponen utamanya. Minyak nilam di Profinsi Aceh sebagian besar masih diusahakan oleh masyarakat petani awam, sehingga minyak yang dihasilkan tidak memenuhi persyaratan mutu yang ditetapkan. Kualitas atau mutu minyak nilam ditentukan oleh karakteristik alamiah dari minyak tersebut dan bahan-bahan asing yang tercampur di dalamnya. Adanya bahan-bahan asing tersebut dengan sendirinya akan merusak mutu minyak nilam yang bersangkutan. Peningkatan kualitas minyak, dapat dilakukan dengan melakukan proses pemurnian minyak baik secara fisika maupun kimia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan mutu dari minyak nilam dengan cara proses pemurnian setelah proses penyulingan. Proses pemurnian dapat dilakukan dengan cara kompleksometri, yaitu pengikatan logam menggunakan bahan kimia yang disebut bahan pengkelat (chelating agent). Perlakuan yang diuji terdiri atas (1) jenis bahan pengkelat, yaitu etilen diamin tetra asetat (EDTA), asam sitrat dan asam tartarat; (2) konsentrasi pada masing-masing pengkelat. Sampel minyak nilam yang digunakan diambil dari penyulingan rakyat yang berada di aceh utara. Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dengan tiga perlakuan dan diulang tiga kali. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa proses pemurnian bisa meningkatkan kualitas minyak tersebut, terutama dalam hal warna, sifat fisikokimia dan kadar komponen utamanya. Dari proses pemurnian bisa dihasilkan minyak yang lebih cerah dan karakteriknya memenuhi persyaratan mutu standar nasional.
Kata kunci : Patchouly alcohol, beraroma, pemurnian, metode kompleksiometri
PENDAHULUAN
Minyak nilam merupakan salah satu jenis minyak atsiri yang fungsinya dalam industri sabun, kosmetika, dan industri parfum tidak dapat digantikan oleh zat sintetik karena sangat berperan dalam menentukan kekuatan, sifat dan ketahanan wangi. Hal ini disebabkan oleh sifatnya yang dapat mengikat bau wangi bahan pewangi lain (fiksatif) dan sekaligus membentuk bau yang harmonis dalam suatu campuran. Minyak nilam sendiri sebenarnya telah dapat disebut sebagai parfum ( Benyamin, B, 1995; Lawrence M.B, 1994).
Propinsi Aceh adalah salah satu sentra produksi minyak nilam di Indonesia dan saat ini penyulingan minyak nilam rakyat di Propinsi Aceh dilakukan dengan cara yang sederhana dan pada kapasitas kecil, sehingga kualitas yang dihasilkan kurang baik dan tidak optimal. Umumnya Petani penyuling minyak nilam di daerah Propinsi Aceh masih menggunakan
3 alat yang biasanya terbuat dari drum-drum bekas sehingga minyak nilam yang dihasilkan mengandung banyak unsur besi dalam rendemen dan sebagai akibatnya warna minyak nilam juga berwarna gelap. Untuk mengurangi kadar Fe yang terdapat pada minyak nilam maka perlu dilakukan proses pemurnian. Akibat dari itu timbul permasalahan yang sering dihadapi oleh petani minyak nilam adalah rendahnya daya jual karena produksi yang tidak memenuhi standar kualitas. Padahal kita ketahui hampir sekitar 90 % pasokan minyak nilam dunia adalah berasal dari Indonesia yang sebahagian besar diperoleh terutama dari daerah Propinsi Aceh. Kualitas atau mutu minyak nilam ditentukan oleh karakteristik alamiah dari minyak nilam tersebut dan bahan-bahan asing pengotor yang tercampur di dalamnya, adanya bahan-bahan asing akan merusak mutu minyak nilam itu sendiri.
Penelitian ini bertujuan untuk memurnikan dengan menghilangkan komponen-komponen pengotor yang tidak dikehendaki oleh pasar dan mencerahkan warna minyak nilam. Pemurnian merupakan suatu proses untuk meningkatkan kualitas suatu bahan agar mempunyai nilai jual yang lebih tinggi. Beberapa metode pemurnian minyak atsiri yang dikenal adalah secara kimia dan secara fisika ataupun kedua-duanya. Hal ini terkait dengan sifat minyak atsiri yang terdiri dari berbagai komponen kimia dan secara alami terbentuk pada tanaman sesuai dengan tipe komponen yang berbeda dari setiap tanaman (Davis et al.,2006). Proses pemurnian secara fisika bisa dilakukan dengan mendistilasi ulang minyak atsiri yang dihasilkan (redestillation) dan distilasi fraksinasi dengan pengurangan tekanan. Untuk proses secara kimia dengan 1) adsorpsi menggunakan adsorben tertentu seperti bentonit, arang aktif, zeolit, 2) menghilangkan senyawa terpen (terpeneless) untuk meningkatkan efek flavoring, sifat kelarutan dalam alkohol encer, kestabilan dan daya simpan dari minyak, dan 3 ) larutan senyawa pembentuk kompleks seperti asam sitrat, asam tartarat (Sait dan Satyaputra,1995 ) Pengkelatan adalah pengikatan logam dengan cara menambahkan senyawa pengkelat dan membentuk kompleks logam senyawa pengkelat (Ekholm et al., 2003). Proses pengkelatan dilakukan dengan cara yang sama dengan adsorpsi hanya dengan mengganti adsorben dengan senyawa pengkelat. Senyawa pengkhelat yang cukup dikenal dalam proses pemurnian minyak atsiri, antara lain asam sitrat, asam malat, asam tartarat dan EDTA (Karmelita, 1997; Marwati et al., 2005; Moestafa et al., 1990). Proses pengikatan logam merupakan proses keseimbangan pembentukan kompleks logam dengan senyawa
4 pengkelat. Berarti proses pengkelatan dipengaruhi oleh konsentrasi senyawa yang ada. Metode penghilangan senyawa terpen atau terpenless biasa dilakukan terhadap minyak atsiri yang akan digunakan dalam pembuatan parfum, karena minyak yang dihasilkan akan memberikan aroma yang lebih baik (Hernani et al., 2002; Sait dan Satyaputra, 1995).
METODE PENELITIAN
Sampel minyak nilam yang akan diproses dan dianalisis dalam penelitian ini berasal dari Kecamatan Nisam kabupaten Aceh Utara. Bahan-bahan kimia dan alat-alat maupun metode analisa minyak nilam yang akan digunakan dalam penelitian menggunakan analisa standart menurut SNI 06-2385-2006. Proses pemurnian dapat dilakukan dengan cara kompleksometri, yaitu pengikatan logam menggunakan bahan kimia yang disebut bahan pengkelat (chelating agent). Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dengan tiga perlakuan dan diulang tiga kali. Perlakuan yang diuji terdiri atas (1) jenis bahan pengkelat, yaitu etilen diamin tetra asetat (Na-EDTA), asam sitrat dan asam tartarat; (2) konsentrasi pada masing-masing pengkelat terdiri atas 0,50%; 1,0% dan 1,50%; (3) lama waktu pengadukan yaitu 60; 90 dan 120 menit.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Kandungan Logam Terhadap Warna Minyak
Warna minyak yang gelap menyebabkan tingkat kejernihan minyak sangat rendah, dan hal ini disebabkan oleh kandungan logam yang tinggi. Warna gelap pada minyak nilam disebabkan oleh kandungan logam yang terjadi selama proses penyulingan yang menggunakan ketel yang terbuat dari logam besi, seperti drum atau plat besi, oleh karena itu keberadaannya di dalam minyak tersebut harus dikurangi serendah mungkin. Hasil analisis menunjukkan bahwa pada pemurnian minyak nilam, perlakuan jenis pengkelat, konsentrasi pengkelat dan lama pengadukan serta interaksi ketiga perlakuan tersebut berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan kadar Fe dalam minyak nilam.
Dari hasil penelitian (Tabel 1) dapat diketahui bahwa dengan penurunan kadar logam, terjadi perubahan warna minyak yang sangat signifikan yaitu dari coklat tua menjadi kuning jernih, itu menandakan terjadinya peningkatan nilai transmisi
5 (kejernihan). Peningkatan transmisi tersebut seiring dengan penurunan kadar logam Fe dalam sampel minyak nilam yaitu dari 384 ppm sebelum pemurnian menjadi 19,60 ppm untuk pengkelat EDTA, menjadi 36 ppm untuk pengkelat sam sitrat dan menjadi 42 ppm untuk pengkelat asam tertarat (Tabel 1). Hasil penelitian menunjukkan bahwa EDTA menghasilkan minyak dengan kandungan Fe paling rendah, kemudian disusul berturut-turut oleh asam sitrat dan asam tartarat (Tabel 1). Hal ini bias terjadi karena EDTA mempunyai kemampuan yang lebih besar dalam mengikat Fe dibanding asam sitrat maupun asam tartarat, hal ini disebabkan pada EDTA terdapat 6 pasang elektron bebas yang berasal dari gugus C=O dan atom N. Asam sitrat hanya memiliki 3 pasang elektron bebas, sementara asam tartarat hanya mempunyai 2 pasang elektron bebas (WERNER, 1984). Di samping itu, semakin tinggi konsentrasi pengkelat dan semakin lama pengadukan, dapat menurunkan kandungan logam Fe di dalam minyak nilam. Kandungan Fe terendah yang dapat dicapai pada minyak nilam adalah 19,60 ppm dihasilkan oleh kombinasi perlakuan EDTA konsentrasi 1,50% dengan lama pengadukan 120 menit.
Tabel 1 : Hasil Pemurnian Minyak Nilam Dengan Beberapa Zat Pengkelat Pada Kondisi Optimum
No Jenis Uji Peryaratan
(SNI 06-2385-2006) Sebelum Pemurnian Pengkelat Asam Tartarat Pengkelat Asam Sitrat Pengkelat Na-EDTA
1 Warna Kuning Muda –
Coklat Kemerahan Coklat Tua
Kuning Kemerahan Kuning Kuning Jernih 2 Bobot Jenis 25 O C/25 OC 0,950-0,975 0,972 0,954 0,952 0,9523 3 Indek Bias 20 O C (nD20) 1,507-1,515 1,537 1,506 1,508 1,5072 4 Kelarutan Dalam Etanol 90% pada suhu 20 OC ± 3 OC
Larutan jernih atau opalesensi ringan dengan perbandingan volume 1:10 1:1 keruh 1:9 jernih 1:1 keruh 1:8 jernih 1:1 keruh 1:6 jernih 1:1 keruh 1:6 jernih
5 Bilangan Asam Maks 8,0 4,60 4,66 4,62 4,58
6 Bilangan Ester Maks 20,0 7,68 7,94 7,99 7,98
6 8 Patchouli Alcohol, PA (C15H25O) Min 30 % 26,41 % 30,16 30,79 32,16 % 9 Kandungan Besi, (Fe), ppm Maks 25 mg/kg 384 42 36 19,60
Kandungan Utama Kadar Patchouli Alcohol
Kandungan komponen utama didalam minyak menentukan mutu minyak tersebut. Standar Nasional Indonesia menentukan kandungan patchouli alkohol dalam minyak nilam minimal 30,0%. Hasil pemurnian dengan menggunakan bahan pengkelat EDTA, asam sitrat dan asam tartarat pada berbagai konsentrasi dan lama pengadukan disajikan pada Tabel 1. Patchouli alkohol dalam minyak nilam sangat dipengaruhi oleh bahan pengkelat, konsentrasi pengkelat, lama waktu pengadukan maupun. Kadar patchouli alkohol dalam minyak nilam hasil pemurnian berkisar antara 30,16% - 32,16%. Untuk parameter lain seperti indek bias dan bilangan ester tidak menunjukkan peningkatan siknifikan terhadap mutu ninyak nilam. Dengan demikian kadar patchouli alkohol dalam minyak nilam dapat memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI-06-2385-2006).
KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil penelitian ini dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Minyak nilam setelah mengalami pemurnian secara kompleksometri sangat banyak memeberi pengaruh perubahan terutama pada warna minyak.
2. Pada pemurnian minyak nilam, perlakuan jenis pengkelat, konsentrasi pengkelat dan lama pengadukan serta interaksi ketiga perlakuan tersebut berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan kadar Fe dalam minyak nilam.
3. Semakin tinggi konsentrasi pengkelat dan semakin lama pengadukan, dapat menurunkan kandungan logam Fe di dalam minyak nilam.
4. Pemurnian minyak nilam yang menggunakan senyawa pengkelat Na-EDTA lebih baik (memberi efek baik) bila dibandingkan dengan pengkelat asam sitrat dan asam tertarat.
7 5. Kadar Patchouli Alkohol setelah pemurnian nilainya lebih tinggi yaitu sekitar 30,16% - 32,16% dan nilainya memenuhi persyaratan SNI di bandingkan sebelum pemurnian yaitu 26,41%.
6. Karakteristik minyak nilam hasil pemurnian rata-rata memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI 06-2385-2006).
UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian ini merupakan bahagian dari penelitian Strategis Nasional yang dibiayai oleh IM-HERE-PNL tahun anggaran 2011
DAFTAR PUSTAKA
1. Benjamin B, 1995, Indonesian Oil of Patchouli, Perfumer & Flavorist, vol.5.
2. Brahmana, H.R. 1991. Pengaruh penambahan minyak kruing dan besi oksida terhadap mutu minyak nilam (Patchouli oil). Komunikasi Penelitian 3 (4) : 330-341. 3. Davis, E; J. Hassler; P. Ho; A. Hover and W. Kruger. 2006. Essential oil.
4. Ekholm P., L. Virkki, M. Ylinen, and L. Johanson. 2003. The effect of phytic acid and some natural chelating agents on solubility of mineral elements in oat bran. Food Chem 80: 165-170.
5. Hernani dan Risfaheri. 1989. Pengaruh perlakuan bahan sebelum penyulingan terhadap rendemen dan karakteristik minyak nilam. Pemberitaan Littri. XV (2) : 84-87.
6. Hernani, Munazah dan Ma’mun. 2002. Peningkatan kadar patchouli alcohol dalam minyak nilam (Pogostemon cablin Benth.) melalui proses deterpenisasi. Prosiding Simposium Nasional II Tumbuhan Obat dan Aromatik. Kerjasama Kehati, LIPI, Apinmap, Unesco, Jica, Bogor : 225-228.
7. Karmelita, L. 1991. Mempelajari cara pemucatan minyak daun cengkeh (Syzigium aromaticum L.) dengan asam tartarat. Skripsi S1, Fateta, IPB-Bogor. 98 hal.
8. Lawrence M.B., R.J, 1994, Progress in Essential Oils, Perfumer & Flavorist. Vol.15. 9. Moestafa, A; E. Suprijatna dan Gumilar. 1990. Pengaruh kepekatan larutan garam
EDTA (Disodium Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid) dan lama pengadukannya terhadap pengikatan ion besi dalam minyak nilam. Warta IHP. 7 (1) : 23-26.
10. Pardede, J.J. 2003.Peningkatan mutu minyak atsiri dan pengembangan produk turunannya. Sosialisasi/temu usaha peningkatan mutu bahan olah industri minyak atsiri. Deperindag, Jakarta. 20 hal.
11. Sastrohamidjojo, H. 2002. Kimia Minyak Atsiri. FMIPA, UGM. Yogyakarta.
12. Sulaswaty, A dan Wuryaningsih. 2001. Teknologi ekstraksi dan pemurnian minyak atsiri sebagai bahan baku flavor & fragrance. Prosiding Simposium Rempah Indonesia.Kerjasama MaRI dan Puslitbangbun, Jakarta : 99-106.
