Laporan Destilasi Uap Bunga Cengkeh

ISOLASI MINYAK ATSIRI BUNGA CENGKEH

MENGGUNAKAN METODE DESTILASI UAP AIR

Oleh:

NI KADEK SARIATI NIM. 1413031002

NI LUH YUNI ARI PRATIWI NIM. 1413031012

KADEK DELITA LIANI NIM. 1413031021

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA 2017

ISOLASI MINYAK ATSIRI BUNGA CENGKEH MENGGUNAKAN METODE DESTILASI UAP AIR

Oleh:

Ni Kadek Sariati, Ni Luh Ari Yuni Pratiwi, Kadek Delita Liani Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Pendidikan Ganesha ABSTRAK

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui jumlah rendemen minyak atsiri bunga cengkeh yang diperoleh dengan metode destilasi uap. Percobaan ini merupakan percobaan kuantitatif dengan subjek bunga cengkeh dan jumlah minyak bunga cengkeh yang diperoleh. Teknik pengumpulan data menggunakan teknik pengamatan dan pengukuran terhadap jumlah minyak atsiri yang dihasilkan destilasi uap bunga cengkeh kering dan halus sebanyak 250 gram. Hasil percobaan menyatakan jumlah minyak atsiri yang diperoleh dari 250 gram bunga cengkeh kering dan halus adalah sebesar 6,57 gram dengan rendemen sebesar 2,628 %. Hasil percobaan menunjukkan bahwa rendemen yang diperoleh berbeda dengan peneliti lain yang menggunakan bunga cengkeh dari daerah berbeda dan lama waktu yang digunakan dalam proses destilasi. Percobaan selanjutnya perlu dilakukan untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi isolasi ekstrak bunga cengkeh.

Kata kunci : bunga cengkeh, minyak atsiri, dan metode destilasi uap ABSTRACT

The aimed of this experiment is to know the number of clove oil obtained from clove flower by using steam distillation method. This experiment was quantitative experiment with clove flower and number of clove oil obtained as subjects of experiment. Techniques for collecting data used observation technique and measurement toward the number of clove oil obtained from 250 grams. Experiment result revealed the number of clove oil obtained from experiment used 250 grams dried clove flower is 6,57 grams with percentage 2, 628%. The result indicated that there was a difference percentage of clove oil obtained between the clove oil from the experiment and the other experiment that used sample from different are and different time used for steam distillation. The next experiment was necessary carried out to know the factors affecting the isolation of clove oil from clove flower.

PENDAHULUAN Morfologi Cengkeh

Pohon cengkeh merupakan tanaman tahunan yang mempunyai daun berbentuk lonjong yang berbunga pada pucuk-pucuknya. Tangkai buah pada awalnya berwarna hijau, dan berwarna merah jika bunga sudah mekar. Cengkeh (Syzygium aromaticum) termasuk jenis tumbuhan perdu yang dapat memiliki batang pohon besar dan berkayu keras. Cengkeh mampu bertahan hidup puluhan bahkan sampai ratusan tahun, tingginya dapat mencapai 20 -30 meter dan cabang-cabangnya cukup lebat. Daun cengkeh berwarna hijau berbentuk bulat telur memanjang dengan bagian ujung dan panggkalnya menyudut. Bunga cengkeh akan muncul pada ujung ranting daun dengan tangkai pendek. Pada saat masih muda bunga cengkeh berwarna hijau, kemudian berubah menjadi kuning kehijau-hijauan dan berubah lagi menjadi merah muda-merah apabila sudah tua. Sedangkan bunga cengkeh kering akan berwarna coklat kehitaman dan berasa pedas (Anonim, 2013). Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Myrtales Famili : Myrtaceae Genus : Syzygium Species : Syzygium aromaticum Gambar 1. Bunga Cengkeh

Kandungan Bunga Cengkeh

Bunga cengkeh kering mengandung fixed oil (lemak), resin, tannin, protein, cellulose, pentosan, dan mineral. Karbohidrat terdapat dalam jumlah dua per tiga dari berat bunga. Komponen lain yang paling banyak adalah minyak atsiri yang jumlahnya tergantung dari banyak faktor seperti: jenis tanaman, tempat tumbuh, dan cara pengolahan (Purseglove, 1981). Komposisi kimia bunga cengkeh dapat dilihat dari Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi Kimia Bunga Cengkeh

Komposisi Bunga cengkeh basah_{Eks. Indonesia %} Bunga cengkeh kering_{Eks. Zansibar %}

Kadar air 75.1 5.0 - 8.3

Kadar abu 1.6 5.3 - 7.6

Kadar minyak atsiri 5.2 14.0 - 21.0

Kadar fixed oil &

resin 0.8 5.0 – 10.0

Kadar protein 0.2 5.0 – 7.0

Kadar serat kasar 7.6 6.0 – 9.0

Kadar tannin - 10.0 – 18.0

(Sumber : Salim dalam Nurdjanah, 2004) Minyak atsiri bunga cengkeh dapat diperoleh salah satunya dengan menggunakan metode destilasi uap. Besar minyak atsiri yang diperoleh melalui destilasi uap dipengaruhi oleh usia bunga cengkeh yang digunakan. Adapun perbedaan jumlah kandungan minyak atsiri pada umur bunga cengkeh yang berbeda adalah sebagai berikut.

Tabel 2. Karakteristik Bunga Cengkeh Dari Varietas Zanzibar Karakteristik

Usia Bunga Cengkeh Bunga Jatuh Bunga Muda Bunga Dewasa Bunga Terlalu Masak Kandungan air (%) 12,3 5,0 12,8 6,5 Kandungan minyak (%) 13,9 14,9 16,4 16,1

Kandungan yang masih

dipertanyakan (%) 4,7 3,8 4,7 6,11

Kandungan serat (%) 11,8 10,8 8,5 13,3

Kandungan Si (%) 0,15 0,11 0,11 0,10

(Sumber: Barittro dalam Nurdjannah, 1977) Destilasi bunga cengkeh dapat dilakukan selama 8 sampai 24 jam untuk menghasilkan minyak cengkeh yang memenuhi persyaratan mutu SNI (Guenther, 2011). Waktu yang digunakan dalam proses destilasi uap dapat memengaruhi jumlah rendemen minyak atsiri bunga cengkeh yang diperoleh. Penelitian yang dilakukan oleh Henny Prianto (2013), yaitu isolasi minyak atsiri bunga cengkeh menggunakan metode destilasi uap dengan penggunan sampel sebanyak 200 gram yang berupa bunga cengkeh kering dan utuh (tidak dihaluskan) selama 8 jam mendapatkan minyak cengkeh sebanyak 17,27 gram dengan rendemen 8,6%. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Wenqiang (2007) menunjukkan bahwa diperoleh rendemen minyak atsiri bunga cengkeh sebesar 10,1%. Adapun pada

penelitian tersebut, digunakan sampel bunga cengkeh kering sebanyak 100 gram dengan metode destilasi uap selama 8-10 jam.

Rendemen minyak atsiri bunga cengkeh yang didapatkan melalui destilasi uap juga sangat dipengaruhi oleh preparasi awal bunga cengkeh dan asal bunga cengkeh. Penelitian yang dilakukan oleh Faiza Memmou dan Radia Mahboub (2012) menunjukkan hasil rendemen minyak atsiri bunga cengkeh segar/mentah yang didapatkan dari tanaman cengkeh yang ditanam di Tlemcen University adalah sebesar 4,59 %. Adapun jumlah sampel bunga cengkeh segar/mentah yang digunakan adalah 100 gram dengan isolasi menggunakan metode destilasi uap.

Penelitian yang dilakukan oleh Rizky Farah Megawati, dkk (2010) menunjukkan bahwa isolasi minyak atsiri bunga cengkeh dari bunga cengkeh yang berasal dari daerah berbeda dengan menggunakan metode destilasi uap menghasilkan rendemen minyak atsiri bunga cengkeh yang berbeda-beda. Sampel bunga cengkeh yang digunakan berasal dari Maluku, Sulawesi, Sumatera, dan Jawa. Sebelum di destilasi bunga cengkeh dikeringkan terlebih dahulu. Bunga cengkeh yang telah kering kemudian ditimbang sebanyak 70 gram lalu di destilasi. Destilasi dilakukan hingga tidak terdapat destilat yang menetes lagi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rendemen yang diperoleh pada penyulingan minyak bunga cengkeh dari Maluku sebanyak 15,21 ± 0,40, rendemen minyak bunga cengkeh dari Sumatera sebanyak 15,05 ± 0,40, rendemen minyak bunga cengkeh dari Sulawesi sebanyak 14,14 ± 0,00 dan rendemen minyak bunga cengkeh dari Jawa sebanyak 14,09 ± 0,00. Perbedaan rendemen tersebut dapat dipengaruhi oleh perbedaan daerah dan penanganan bahan. Karakteristik minyak atsiri kuncup bunga cengkeh yang diperoleh dari keempat daerah adalah kuning muda–jernih, bau khas aromatik, rasa pedas, agak pahit (Rizky Farah Megawati dkk, 2010).

Penelitian yang dilakukan oleh Liliek Nurhidayati dan Sulistiowati (2013) menunjukkan bahwa terdapat perbedaan jumlah minyak atsiri bunga cengkeh dari varietas bunga cengkeh yang berbeda. Pada penelitian tersebut, diperoleh minyak bunga cengkeh dari varietas Zanzibar, Sikotok, dan Siputih berturut-turut 75 mL, 71,2 mL, 68 mL. Dengan penggunaan sampel bunga cengkeh segar sebanyak 3000 gram menggunakan metode destilasi uap.

Pada SNI 06-4267-1996 standar mutu minyak atsiri bunga cengkeh yang diperoleh melalui destilasi uap adalah sebagai berikut sebagai berikut.

Tabel 3. Syarat Mutu Minyak Atsiri Bunga Cengkeh

No Jenis Uji Satuan Persyaratan

1 Berat jenis (BJ) 15o_{/15 - 1.04 - 1.07}

2 Putaran indek (α) - Sampai -1o_35’

3 Indeks bias (nD) 20o _{- 1,529 – 1,537}

4 Eugenol % 80 – 95

5 Minyak pelikan - Negative

6 Minyak lemak - Negative

7 Kelarutan dalam etanol 70% - 1:2 jernih, seterusnya jernih

8 Warna Tak berwarna-kuning muda

(Sumber: SNI 06-4267-1996) Minyak atsiri bunga cengkeh yang diisolasi menggunakan metode destilasi uap selama 8 jam dengan sampel bunga cengkeh kering dan utuh sebanyak 200 gram mempunyai karakteristik fisik dan kandungan sebagai berikut (Henny Prianto, 2013).

Tabel 4. Karakteristik Minyak Cengkeh Hasil Destilasi Uap

Jenis Uji Hasil Riset

Warna Kuning muda

Bau Khas minyak cengkeh

Indeks Bias (20C) 1,5356

Bobot jenis (15C) 1,0663

(Sumber: Henny Prianto, 2013)

Tabel 5. Komponen Minyak Bunga Cengkeh Hasil Destilasi Uap

No Nama Senyawa Waktu retensi

(menit) Area (%) 1 Eugenol 16,791 81,2 2 trans(beta)-Karyofilen 17,797 3,92 3 Alfa-Humulene 18,255 0,45 4 Eugenil asetat 19,051 12,43 5 Karyofilen oksida 20,039 0,25 6 Trimetoksiasetofenon 21,254 0,53

(Sumber: Henny Prianto, 2013) Berdasarkan Tabel 4, minyak cengkeh hasil distilasi uap mengandung 6 komponen teridentifikasi yang mewakili 98,78% dari minyak bunga cengkeh. Dari 6 komponen tersebut, 3 diantaranya memiliki cincin aromatis dengan persentase area yang besar yaitu eugenol, eugenil asetat, trimetoksiasetofenon,

dan 3 lainnya merupakan senyawa golongan sesquiterpen yaitu trans-karyofilen, alfa-humulen, dan karyofilen oksida.

Perbedaan asal bunga cengkeh memengaruhi kandungan minyak atsiri yang diperoleh. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Rizky Farah Megawati, dkk (2010) menunjukkan bahwa isolasi minyak atsiri bunga cengkeh dari bunga cengkeh yang berasal dari daerah berbeda (Maluku, Sulawesi, Sumatera, dan Jawa) dengan menggunakan metode destilasi uap menghasilkan kandungan minyak atsiri sebagai berikut.

1) Minyak atsiri bunga cengkeh Maluku mengandung metabolit p-eugenol; 3-allilguaiakol; trans(beta)-kariofilen; 3,4-dimetilbisiklo[4.3.0]nona-3,8-dien-7-on; alfa-humulen; eugenol asetat; asam propanedioat,dibromo-bis(trimetilsilil)ester; 2,3,4-trimetoksiasetofenon dan satu senyawa yang belum dapat diidentifikasi.

2) Minyak atsiri bunga cengkeh Sumatera mengandung metabolit 3-allilguaiakol; trans(beta)-kariofilen; 3,4-dimetilbisiklo[4.3.0]nona-3,8-dien-7-on; alfa-humulen; eugenol asetat; asam propanedioat,dibromo-bis(trimetilsilil)ester dan etanone, 1-(3,4,5-trimetoksifenil).

3) Minyak atsiri bunga cengkeh Sulawesi mengandung metabolit 3-allilguaiakol; trans(beta)-kariofilen; 3,4-dimetilbisiklo[4.3.0]nona-3,8-dien-7-on; alfa-humulen; eugenol asetat dan (-)-a-kopaen.

4) Minyak atsiri bunga cengkeh Jawa mengandung metabolite p-eugenol; 3-allilguaiakol; trans(beta)-kariofilen; 3,4-dimetilbisiklo[4.3.0]nona-3,8-dien-7-on; alfa-humulen; eugenol asetat; asam propanedioat,dibromo-bis(trimetilsilil)ester; etanone,1-(2,4,6-trimetoksifenil) dan 3-trideuterometoksi-4-asetil-2(5H)-furanon.

Kandungan minyak atsiri bunga cengkeh dari bunga cengkeh yang berasal dari daerah berbeda secara lengkap dapat dilihat pada tabel 5.

Tabel 6. Profil Kimia dan %Area Komponen Minyak Atsiri Bunga Cengkeh

No Nama Komponen Rumus Molekul Berat Molek ul Titik Didih (0_c) Rt (menit) % Area Rata-Rata Malu ku Suma tera Sulaw esi J a w a 1. Para-eugenol C10H12O2 164 252,00-253,00 11,222 44,53 0 0 62,27

2. 3-alillguaiakol C10H12O2 164 252,00-253,00 11,338 16,85 75,21 68,52 11,13 3. Trans-beta-kariofilen C15H24 204 256,00-259,00 12,202 6,98 4,36 3,86 6,26 4. 3,4- dimetilbisikl o[4.3.0]non a-3,8-dien-7-on C11H14O 162 260,00-264,00 12,495 0,06 0,11 0,09 0,15 5. Alfa-humulen C15H24 204 166,00-168,00 12,604 0,90 0,45 0,43 0,77 6. Eugenol asetat C12H1403 206 281,00-251,00 13,268 30,54 19,63 27,01 16,90 7. 3-trideuterom etoksi-4- asetil- 2(5H)-furanon C7H5D3O4 159 73,00-77,00 13,455 0 0 0 0,11 8. (-)-a-kopaen C16H26 218 246,00-251,00 13,495 0 0 0,13 0 9. Asam propanedioa t C9H18Br2O 4Si2 404 91,00-93,00 13,517 0,06 0,08 0 0,15 10. Not identified - - - 13, 794 0,05 0 0 0 11. 2,3,4-trimetoksias etofenon C11H14O4 210 295,00-297,00 15,119 0,04 0 0 0 12. Etanone, 1- (3,4,5-trimetoksife nil) C11H14O4 210 320,00-322,00 15,544 0 0,18 0 0 13. Etanone, 1- (2,4,6-trimetoksife nil) C11H14O4 210 326,00-328,00 15,639 0 0 0 2,20

(Sumber: Rizky Farah Megawati dkk, 2010) Kandungan senyawa kimia yang dominan terdapat pada minyak atsiri bunga cengkeh adalah eugenol. Eugenol (C10H12O2) merupakan turunan guaiakol

yang mendapat tambahan rantai alil, dikenal dengan nama IUPAC 2-metoksi-4-(2-propenil) fenol. Eugenol dapat dikelompokkan dalam keluarga alilbenzena dari senyawa-senyawa fenol. Warnanya bening hingga kuning pucat, kental seperti minyak. Sumber alaminya dari minyak cengkeh. Terdapat pula pada pala, kulit manis, dan salam. Eugenol sedikit larut dalam air namun mudah larut pada pelarut organik. Aromanya menyegarkan dan pedas seperti bunga cengkeh kering, sehingga sering menjadi komponen untuk menyegarkan mulut. Eugenol memiliki titik didih 256o_{C, titik leleh -9}o_{C, densitas 1,06 g/cm}3 _{(Wikipedia, 2016). Berikut}

O H

H3CO CH3

Gambar 2. Struktur Kimia Eugenol Senyawa Turunan Eugenol

Eugenol dapat digunakan sebagai bahan dasar untuk mensintesis senyawa-senyawa yang lebih bermanfaat. Hasil dari modifikasi senyawa-senyawa eugenol akan menghasilkan senyawa-senyawa turunan eugenol seperti: metileugenol, polieugenol, isoeugenol, dan sebagainya.

Metileugenol bermanfaat dalam meningkatkan fertilitas pada serangga (lalat buah) (Widayat dkk, 2013). Ngadiwiyana (2004) melaporkan bahwa alkilasi eugenol dilakukan melalui dua tahap yaitu dengan membuat garam eugenolat melalui reaksi antara eugenol dengan NaOH dan dilanjutkan reaksi garam eugenolat dengan metil iodida. Metil eugenol yang dihasilkan berupa larutan berwarna kuning dengan rendemen 53%. Adapun sintesis metileugenol melalui tahapan reaksi berikut.

OH OCH₃ C H₂ CH CH₂

+

NaOH O -OCH₃ C H2 CH CH₂

+

H₂O

Eugenol garam Eugenolat

Na+

Gambar 3. Pembentukan Garam Eugenolat

O -OCH3 C H2 CH CH2 Na+ + C I H H _H d+ O -C H2 CH CH2 H3CO C I H H _H d+ d -garam Eugenolat C H H H C H2 CH CH2 H3CO O + NaI Metileugenol

Senyawa turunan eugenol yang lain adalah polieugenol. Polieugenol dapat dimanfaatkan sebagai carrier dalam metode pemisahan logam dengan menggunakan teknik Bulky Liquid Membrane (BLM). Logam-logam yang akan dipisahkan dengan polieugenol sebagai senyawa pembawa adalah Cr3+ _{, Cu}2+ _{, dan}

Cd2+ _{(Nindya, 2005 dalam Widayat dkk, 2013). Sintesis polieugenol telah}

dilakukan oleh I Wayan Suirta, dkk (2012) dari eugenol dengan katalis asam nitrat pekat dan media natrium klorida. Rendemen polieugenol yang diperoleh dengan media NaCl sebesar 42,97 % dengan bentuk fisik berupa gel berwarna hitam kemerahan dan titik lebur 114,6 – 150°C. Untuk polieugenol tanpa media NaCl diperoleh rendemen sebesar 47,77 % dengan bentuk fisik berupa padatan berwarna merah bata dan titik lebur sebesar 87-89°C. Adapun polimerisasi eugenol melalui tahapan sebagai berikut.

C H₂ CH CH₂ OCH₃ OH

+

HNO₃ C H₂ CH+ CH₃ OCH₃ OH

+

NO₃

-Gambar 5. Tahap Inisiasi

Tahap inisiasi ditandai dengan terjadinya perubahan warna larutan menjadi merah. Pada tahap ini terjadi reaksi adisi pada monomer (I Wayan Suirta dkk, 2012).

CH₂ C H _CH2 OCH₃ OH CH₂ C H + _CH 3 OCH₃ OH

+

CH₂ C H + _CH 3 OCH₃ OH CH₂ C H_{2 CH3} OCH₃ OH H₂ H

Gambar 6. Tahap Propagasi

Tahap propagasi terjadi ikatan kovalen antara kation dengan monomer. Pada tahap ini kation yang terbentuk menangkap elektron dari ikatan rangkap yang dimiliki eugenol. Proses propagasi akan menentukan panjang rantai polimer yang akan terbentuk (I Wayan Suirta dkk, 2012).

CH2 C H + _CH 3 OCH₃ OH CH2 C H2 CH3 OCH3 OH H2 H + CH3O -+ H+ CH2 C+ _CH 3 OCH₃ OH H3CO CH2 C _CH 3 OCH3 OH H2 H CH2 CH CH2 OCH3 OH CH₃ C H3 n

Gambar 7. Tahap Terminasi

Tahap terminasi merupakan penghentian proses polimerisasi, yaitu dengan menambahkan ion negatif (I Wayan Suirta dkk, 2012).

Selain metileugenol dan polieugenol, senyawa bermanfaat yang dapat dibuat dengan bahan dasar eugenol adalah isoeugenol. Isoeugenol nantinya dapat dijadikan bahan dasar dalam pembuatan vanili.

Vanilin merupakan bahan serbaguna yang banyak digunakan sebagai

flavor (82 %) oleh industri makanan dan minuman (es krim, cokelat, gula-gula,

permen, puding, kue dan soft drink), produk farmasi (13 %) dan produk wewangian (5 %) (Tidco, 2005 dalam Widayat dkk, 2013). Vanilin dapat dipakai sebagai bahan baku pembuatan obat, antara lain L-dopa yaitu suatu asam amino untuk pengobatan penyakit Parkinson, keracunan mangan dan distonia muskulari juga dipakai untuk sintesis trimethapriim, suatu chemoterapeutikum untuk penanggulangan infeksi saluran kencing dan saluran pernafasan (Sastrohamidjojo, 2002 dalam Widayat dkk, 2013).

Widajanti Wibowo, dkk (2002) mensintesis vanili dengan memanfaatkan katalis heterogen. Sintesis vanili dari eugenol membutuhkan dua tahap reaksi, yaitu reaksi isomerisasi eugenol menjadi isoeugenol dan dilanjutkan dengan reaksi oksidasi isoeugenol menjadi vanili. Katalis heterogen yang digunakan adalah (1) padatan superbasa, yang digunakan untuk studi katalisis heterogen pada reaksi isomerisasi eugenol, dan (2) katalis transfer fase [18]-crown ether-6, yang digunakan untuk reaksi oksidasi isoeugenol menjadi vanili. Padatan superbasa dibuat dari γ- dan η-alumina yang diberi perlakuan NaOH dan logam Na. Studi katalisis reaksi oksidasi isoeugenol dengan oksidator KMnO4 menggunakan

katalis transfer fase [18]-crown ether-6 memberikan indikasi bahwa senyawa vanili yang terbentuk masih bercampur dengan senyawa-senyawa lain. Rendemen vanili hasil oksidasi isoeugenol dalam suasana asam (pH 2) adalah 0,021%, dalam

suasana netral (pH 7) adalah 0,028% dan dalam suasana basa (pH 9) adalah 0,015%. Adapun tahapan reaksi dalam sintesis vanili adalah sebagai berikut.

OH H3CO CH2 K a t a l i s h e t e r o g e n OH H₃CO H H H

+

OH H₃CO H H H O k s i d a s i OH H₃CO CHO Eugenol trans-Isoeugenol cis-Isoeugenol Vanili

Gambar 8. Semi-sintesis Vanili dari Eugenol melalui Isoeugenol Manfaat Cengkeh

Minyak atsiri bunga cengkeh memiliki aktivitas biologis seperti antibakteri, antijamur, insectisida dan antioksidan, dan digunakan sebagi sumber aroma dan bahan antimikroba dalam makanan (Huang et al. 2002; Velluti et al. 2003 dalam Luluk Pratiwi, 2016). Minyak cengkeh merupakan sumber agen antimikrobial melawan bakteri dalam mulut yang biasanya dihubungkan dengan penyakit karies gigi dan periodontal.Minyak cengkeh memiliki aktivitas biologi, antara lain sifat antibakteri, antijamur, pemberantas serangga, dan anti-oksidan, dan secara tradisional digunakan sebagai agen flavor dan bahan antibakteri dalam pangan (Suryanto dalam Juvensius R. Andries dkk, 2014). Selain itu ekstrak cengkeh memiliki efek antibakteri dalam menghambat pertumbuhan bakteri

Streptococcus mutans secara in vitro (Juvensius R. Andries dkk, 2014).

Destilasi Uap Air

Destilasi adalah proses pemisahan yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Destilasi sangat baik untuk memisahkan bahan-bahan alam yang berupa zat cair atau untuk memurnikan cairan yang mengandung pengotor (Wonorahardjo, 2013). Metode destilasi uap digunakan untuk memurnikan zat/senyawa cair yang tidak larut dalam air, dan titik didihnya cukup tinggi. Sedangkan sebelum zat cair tersebut mencapai titik dihdihnya zat cair sudah terurai, teroksidasi atau mengalami reaksi pengubahan. Maka zat cair tersebut tidak dapat dimurnikan secara destilasi sederhana atau destilasi bertingkat melaikan harus didestilasi dengan destilasi uap. Destilasi uap adalah istilah yang secara umum digunakan untuk destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak

larut dalam air, dengan cara mengalirkan uap air kedalam campuran sehingga bagian yang dapat menguap berubah menjadi uap pada temperatur yang lebih rendah daripada dengan pemanasan langsung. Untuk destilasi uap labu yang berisi senyawa yang akan dimurnikan dihubungkan dengan labu pembangkit uap.

Adapun uap yang biasa digunakan dalam destilasi uap adalah air, yang mana dikenal dengan destilasi uap air. Destilasi uap air adalah suatu metode destilasi yang bertujuan untuk memisahkan suatu substansi dari campurannya dengan pertolongan uap air. Uap air yang dialirkan kedalam labu yang berisi senyawa yang akan dimurnikan dimaksudkan untuk menurunkan titik didih senyawa tersebut, karena titik didih suatu campuran lebih rendah daripada titik didih komponen-komponennya. Agar suatu substansi dapat dipisahkan dari campurannya dengan destilasi uap air, maka beberapa persyaratan harus dipenuhi, yaitu : (1) substansi tersebut tidak/hampir tidak larut di dalam air, (2) tidak mengalami peruraian karena kontak dengan air panas, (3) mempunyai tekanan uap yang relatif tinggi pada 1000 _{C (minimal 5 mm Hg).}

Pada destilasi uap air berlaku Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial yang menyatakan bahwa : Bila dua atau lebih gas atau uap yang satu sama lain tidak

bereaksi kimia dicampur pada suhu yang tetap, maka tiap gas menimbulkan tekanan yang sama seolah-olah gas itu berada sendirian dan jumlah tekanan-tekanan parsial gas-gas itu sama dengan tekanan-tekanan total yang ditimbulkan oleh sistem campuran gas-gas itu.

Jadi:

Ptotal = Porganik + Pair

Porganik dan Pair disebut sebagai tekanan parsial masing-masing gas penyusun campuran gas. Apabila masing-masing gas ini memenuhi hukum gas ideal maka dapat dicari dengan rumus:

Porganik =

Ptotal = +

Apabila V dan T dari Porganik dan Pair adalah sama, maka dapat dicari hubungan

massaorganik dan Massaair dengan tekanannya.

=

=

=

=

Pada proses destilasi uap,uap air akan membantu membawa minyak atsiri bahan yang akan diisolasi ke kondensor. Pada kondensor akan terjadi perubahan fase gas minyak atsiri menjadi fase cair. Temperatur steam harus dikontrol agar cukup untuk memaksa bahan melepas minyak atsirinya dan tidak membakar bahan. Uap yang dipakai bertekanan > 1 atm dan bersuhu > 100o_{C, sehingga}

waktu destilasi bisa lebih cepat dan dapat mengurangi kemungkinan rusaknya minyak atsiri. Cara ini menghasilkan minyak atsiri dengan mutu yang tinggi. Keuntungan daripada destilasi uap yaitu, baik untuk simplisia basah atau kering yang rusak pada pendidihan secara langsung, peralatan mudah didapat dengan hasil yang baik dan kualitas minyak lebih baik, karena tidak terjadi hidrolisa (Bahti , 1998).

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui rendemen minyak atsiri bunga cengkeh yang diisolasi menggunakan metode destilasi uap air.

METODE PENELITIAN 1. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan yaitu seperangkat alat destilasi uap, statif dan klem, pipet tetes, spatula, kaca arloji, gelas ukur, gelas kimia, neraca analitik, pemanas, erlenmeyer, blender, pisau, dan corong pisah. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan antara lain bunga cengkeh, aquades, diklorometana (DCM), Na2SO4,

dan aluminium foil. 2. Prosedur Kerja

Cengkeh yang sudah kering dan halus ditimbang sebanyak 250 gram dan dimasukkan ke dalam labu destilasi uap air. Kemudian dirangkai alat destilasi uap. Labu dihubungkan dengan generator uap air, uap air dialirkan terus-menerus sampai destilasi uap selesai. Destilasi dilakukan selama 6 jam. Hasil destilasi ditampung dalam erlenmeyer dan dibiarkan selama seminggu. Destilat berupa campuran minyak dan air. Campuran tersebut ditambahkan DCM sebanyak 50 mL selanjutnya dipisahkan menggunakan corong pisah. Proses pemisahan ini dilakukan berulang kali menggunakan pelarut yang sama sampai tidak terbentuk dua lapisan lagi pada campuran. Hasil dari pemisahan dengan corong pisah kemudian ditambahkan zat anhidrous (Na2SO4) lalu didekantasi. Minyak yang

diperoleh selanjutnya didiamkan beberapa minggu sampai pelarut DCM menguap semua. Minyak atsiri bunga cengkeh kemudian ditimbang hingga didapatkan berat yang konstan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Percobaan isolasi minyak atsiri bunga cengkeh melalui metode destilasi uap air dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik Jurusan Pendidikan Kimia, Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, pada tanggal 6 dan 13 Oktober 2016 mulai pukul 13.00-21.00 WITA. Adapun dalam melakukan isolasi minyak atsiri bunga cengkeh menggunakan metode destilasi uap air melalui beberapa tahapan yaitu perlakuan bahan/sampel, proses isolasi minyak atsiri bunga cengkeh, pemisahan minyak atsiri bunga cengkeh dengan pelarut air, dan penimbangan hasil/produk.

Pada percobaan ini, sampel didapat dari penjual bunga cengkeh yang berlokasi di Desa Ambengan, Kecamatan Sukasada, Buleleng, Bali. Sampel dibeli pada bulan september 2016 sebanyak 1000 gram dengan harga Rp. 30.000.

Sampel yang dibeli berupa bunga cengkeh segar yang berwarna merah dan hijau. Bunga cengkeh yang di beli merupakan campuran bunga cengkeh muda, dewasa, dan tua. Hal ini disebabkan oleh sulitnya mencari bunga cengkeh yang perawakannya rata muda/dewasa/tua karena musim cengkeh pada bulan september di Desa Ambengan sudah akan berakhir.

Bunga cengkeh yang sudah dibeli, selanjutnya diberikan perlakuan awal. Sampel berupa bunga cengkeh dipotong kecil-kecil kemudian dikeringkan pada udara terbuka selama dua minggu, lalu bunga cengkeh yang telah kering dihaluskan menggunakan blender. Penggunaan bahan yang kering bertujuan agar kadar air dalam bunga cengkeh berkurang sehingga pada isolasi minyak atsiri bunga cengkeh dapat menghasilkan minyak yang relatif lebih banyak. Adapun sampel bunga cengkeh yang sudah kering diperoleh sebanyak 444,6 gram. Bahan dibuat halus dengan alasan agar minyak dapat terambil sempurna pada proses destilasi. Adapun berat bunga cengkeh kering dan halus yang diperoleh adalah sebesar 432,8 gram. Sampel ini kemudian ditimbang sebanyak 250 gram kemudian di destilasi uap untuk didapatkan minyak atsirinya.

Proses isolasi minyak atsiri bunga cengkeh digunakan metode berupa destilasi uap air dengan alasan minyak cengkeh mudah menguap dan mudah teroksidasi dengan adanya pemanasan, sehingga isolasi minyak cengkeh tidak menggunakan pemanasan langsung, melainkan dengan mengalirinya dengan uap air secara terus-menerus. Selain itu, metode ini mudah dan aman bagi lingkungan karena tidak menggunakan pelarut berbahaya, serta isolasi dengan distilasi uap menghasilkan minyak cengkeh dengan kandungan eugenol lebih tinggi. Proses destilasi dilakukan dengan menguapkan air secara kontinyu sampai destilat pertama menetes, kemudian dilanjutkan selama 6 jam. Setelah 6 jam, diperoleh destilat berupa campuran air dan minyak atsiri bunga cengkeh.

Destilat berupa campuran air dan minyak atsiri bunga cengkeh kemudian didiamkan selama seminggu untuk memisahkan air dengan minyak. Setelah seminggu, destilat yang berupa campuran air dan minyak terlihat terpisah. Hal ini dibuktikan dengan adanya dua lapisan pada campuran tersebut. Lapisan atas berupa minyak atsiri bunga cengkeh dan lapisan bawah merupakan air. Namun pemisahan tidak terjadi secara sempurna, terdapat butir-butir minyak atsiri bunga

cengkeh yang terjebak pada air dalam kata lain ada minyak atsiri bunga cengkeh yang masih bercampur dengan air. Hal ini disebabkan oleh kecilnya perbedaan antara massa jenis air dan massa jenis minyak atsiri bunga cengkeh. Massa jenis minyak atsiri bunga cengkeh pada adalah 1.04 - 1.07 gram/liter (SNI 06-4267-1996). Sedangkan massa jenis air adalah 1,00 gram/liter (Wikipedia, 2016). Minyak cengkeh yang memiliki massa jenis lebih besar daripada air, seharusnya berada pada lapisan bawah destilat dan air berada pada lapisan atas. Tetapi yang terjadi adalah kebalikannya. Hal ini disebabkan karena jumlah air pada destilat sangat besar sedangkan jumlah minyak cengkeh sangat kecil, menjadikan air akan menekan minyak cengkeh untuk berada di atas.

Destilat yang berupa campuran minyak atsiri bunga cengkeh dengan air perlu ditambahkan pelarut DCM dengan tujuan untuk melarutkan minyak atsiri ke dalam fasa organik (DCM) sehingga minyak yang masih bercampur dengan air dapat mudah dipisahkan menggunakan corong pisah. Penggunaan DCM sebagai pelarut disebabkan karena DCM merupakan pelarut non polar yang dapat melarutkan minyak atsiri dan DCM tidak larut dengan air.

DCM sebanyak 50 mL ditambahkan pada destilat yang telah ditampung dalam corong pisah. Kemudian campuran dikocok beberapa saat agar minyak atsiri dapat larut sempurna ke dalam pelarut DCM. Selanjutnya campuran didiamkan beberapa saat. Ketika didiamkan campuran membentuk dua lapisan. Lapisan atas berupa larutan berwarna keruh yang merupakan air dan lapisan bawah berupa larutan tak berwarna yang merupakan minyak atsiri bunga cengkeh yang larut dalam DCM. Pemisahan menggunakan corong pisah dilakukan berulang kali dengan pelarut yang sama bertujuan agar seluruh minyak atsiri yang terdapat pada destilat dapat terambil semua.

Hasil pemisahan menggunakan corong pisah yaitu berupa minyak atsiri yang larut dalam DCM ditambahkan zat anhidrous (Na2SO4) untuk

menghilangkan air yang mungkin masih tersisa pada campuran tersebut. Campuran ini didiamkan beberapa saat, kemudian dipisahkan zat anhidrous dengan minyak atsiri yang larut dalam DCM dengan cara dekantasi. Minyak yang diperoleh selanjutnya didiamkan beberapa minggu sampai pelarut DCM menguap semua. Minyak bunga cengkeh kemudian ditimbang hingga didapatkan berat yang

konstan. Minyak atsiri bunga cengkeh yang diperoleh sebanyak 6,57 gram yang berupa minyak berwarna kuning muda.

Dari percobaan yang telah dilakukan dihasilkan rendemen minyak atsiri bunga cengkeh menurut perhitungan adalah sebagai berikut :

Jumlah rendemen minyak atsiri yang diperoleh berbeda dengan hasil yang diperoleh dari penelitian-penelitian yang relevan terkait percobaan ini. Penelitian yang dilakuakn oleh Henny Prianto (2013), yaitu isolasi minyak atsiri bunga cengkeh menggunakan metode destilasi uap dengan penggunan sampel sebanyak 200 gram yang berupa bunga cengkeh kering dan utuh (tidak dihaluskan) selama 8 jam mendapatkan minyak cengkeh sebanyak 17,27 gram dengan rendemen 8,6%. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Wenqiang (2007) menunjukkan bahwa diperoleh rendemen minyak atsiri bunga cengkeh sebesar 10,1%. Adapun pada penelitian tersebut, digunakan sampel bunga cengkeh kering sebanyak 100 gram dengan metode destilasi uap selama 8-10 jam. Selain itu, penelitian yang dilakukan oleh Faiza Memmou dan Radia Mahboub (2012) menunjukkan hasil rendemen minyak atsiri bunga cengkeh segar/mentah yang didapatkan dari tanaman cengkeh yang ditanam di Tlemcen University dengan sampel bunga cengkeh segar/mentah yang digunakan sebanyak 100 gram melalui metode destilasi uap adalah sebesar 4,59 %. Rendemen tertinggi minyak atsiri bunga cengkeh yang pernah diperoleh melalui metode destilasi uap dan menggunakan bunga cengkeh yang bermutu tinggi adalah 17%. (Nurdjannah, 2004).

Perbedaan hasil rendemen yang diperoleh disebabkan oleh beberapa hal antara lain: jumlah sampel yang digunakan, lama waktu destilasi, asal sampel bunga cengkeh yang digunakan, usia bunga cengkeh, preparasi bahan/sampel bunga cengkeh, dan lain-lain. Hal ini sesuai dengan yang dinyatakan oleh Nurdjannah (2004) bahwa rendemen dan mutu dari minyak yang dihasilkan

dipengaruhi oleh asal tanaman, varietas, mutu bahan, penanganan bahan sebelum penyulingan, metode penyulingan serta penanganan minyak yang dihasilkan.

Hasil rendemen bunga cengkeh yang diperoleh dipengaruhi oleh lamanya proses destilasi uap. Proses destilasi uap yang dilakukan dalam percobaan ini hanya 6 jam. Menurut Nurdjannah (2004), proses destilasi uap untuk mengisolasi bunga cengkeh dilakukan 8-24 jam tergantung dari bahan dan kandungan minyaknya. Oleh sebab itu, hasil rendemen minyak atsiri bunga cengkeh yang didapatkan pada percobaan ini tergolong sedikit. Bunga cengkeh memiliki kandungan minyak atsiri yang paling tinggi dibandingkan bagian pohon cengkeh lainnya, sehingga memerlukan waktu destilasi yang paling lama.

Hasil rendemen bunga cengkeh yang diperoleh dipengaruhi oleh umur bunga cengkeh yang digunakan. Rendemen minyak atsiri cengkeh terbanyak diperoleh dari bunga cengkeh yang berasal dari bunga dewasa dan bunga yang terlalu masak yaitu berturut-turut sebesar 16,4% dan 16,1%, sedangkan minyak cengkeh yang terkandung dalam bunga muda lebih sedikit yaitu 14,9 % (Nurdjannah, 1977). Pada percobaan ini, bunga cengkeh yang digunakan sebagai sampel adalah campuran bunga cengkeh muda dan dewasa. Hal itu menyebabkan hasil minyak atsiri yang diperoleh relative sedikit. Sampel yang digunakan juga berbeda dari penelitian-penelitian sebelumnya, yaitu berasal dari Desa Ambengan, Buleleng. Sampai saat ini, belum terdapat penelitian mengenai kandungan minyak atsiri bunga cengkeh yang berasal dari desa Ambengan, Buleleng.

Menurut Gildemeister dan Hottman dalam Guenther (1950), destilasi dari bunga cengkeh utuh menghasilkan minyak dengan kadar eugenol tinggi dan bobot jenis di atas 1,06 sedangkan bunga cengkeh yang mengalami pengecilan ukuran (digiling) menghasilkan minyak dengan kadar eugenol lebih rendah dan bobot jenis di bawah 1,06. Hal ini disebabkan karena terjadinya penguapan minyak selama proses penggilingan dan selang waktu antara penggilingan dan penyulingan. Karena itu untuk mencegah penguapan, proses destilasi harus dilakukan segera setelah proses penggilingan. Penguapan minyak atsiri kemungkinan terjadi pada percobaan ini, karena preparasi sampel bunga cengkeh dilakukan satu minggu sebelum proses destilasi uap dilakukan.

Hasil minyak atsiri bunga cengkeh yang dihasilkan dalam percobaan ini memiliki warna kuning muda dan memiliki bau khas bunga cengkeh. Hal ini sesuai dengan syarat mutu minyak cengkeh pada SNI 06-4267-1996 dan penelitian Henny Prianto (2013) tentang karakteristik minyak cengkeh hasil destilasi uap.

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan diatas, dapat disimpulkan bahwa presentase rendemen minyak atsiri bunga cengkeh dari percobaan isolasi minyak atsiri bunga cengkeh dengan metode destilasi uap sebanyak 2,628%. Minyak atsiri berwarna kuning muda dan memiliki bau khas bunga cengkeh.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Klasifikasi dan Morfologi Tanaman. Tersedia pada

http://www.petanihebat.com/2013/06/klasifikasi-dan-morfologi-tanaman.html. Diaskes pada 30 November 2016

Badan Standar Nasional. 1996. Minyak Bunga Cengkeh. SNI 06-4267-1996 Andries, Juvensius R. dkk. 2014. Uji Efek Anti Bakteri Ekstrak Bunga Cengkeh

Terhadap Bakteri Streptococcus mutans Secara In Vitro. Jurnal e-GIGI,

Volume 2, Nomor 2

Bahti . 1998 . Teknik Pemisahan Kimia dan Fisika. Universitas Padjajaran. Bandung.

Faiza Memmou dan Radia Mahboub. 2012. Composition of Essensial Oil from

Fresh Flower of Clove. Journal of Scientific Research In Pharmacy 2012.

Hal 33-35.

Guenther, E. 2011. Minyak Atsiri Jilid I diterjemahkan oleh Ketaren, 1987. Jakarta, UIPress

Ibrahim, Sanusi, dkk. 2013. Teknik Laboratorium Kimia Organik. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Ngadiwiyana. 2004. Sintesis Metil Eugenol Dan Benzil Eugenol Dari Minyak

Daun Cengkeh. JKSA Vol. VII. No. 3

Megawati, Rizky Farah dkk. 2010. Analisis Mutu Minyak Atsiri Bunga Cengkeh

Sulawesi Dan Jawa Dengan Metode Metabolomic Berbasis GC-MS.

Pharmacon, Vol. 11, No. 2

Nurdjannah, Nanan. 2004. Diversifikasi Penggunaan Cengkeh. Perspektif, No. 2, Vol. 3, Hal. 61-70

Nurdjannah N., Yuliani S. dan Yanti L. 1997. Pengolahan dan Diversifikasi Hasil

Cengkeh. Monograf Tanaman Cengkeh. Balai Penelitian Tanaman Rempah

dan Obat. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.

Nurhidayati, Liliek dan Sulistiowati. 2013. Penetapan Kadar Eugenol Dalam

Minyak Atsiri Dari Tiga Varietas Bunga Cengkeh (Syzygium aromaticum(L.,) Merr. & L.M. Perry) Secara Kromatografi Gas. Artikel

Disampaikan Pada Seminar Nasional Dalam Rangka Rangka Lustrum X Fakultas Farmasi Universitas Pancasila, pada 28-29 Juni 2013

Pratiwi, Luluk. 2016. Ektraksi Minyak Atsiri Dari Bunga Cengkeh Dengan

Pelarut Etanol Dan n-Heksana. Surakarta: The 3rd Universty Research Colloquium 2016. ISSN 2407-9189

Prianto, Henny. 2013. Isolasi Dan Karakterisasi Dari Minyak Bunga Cengkeh

(Syzigium Aromaticum) Kering Hasil Distilasi Uap. Kimia. Student

Journal, Vol. 1, No. 2, pp. 269-275. Malang: Universitas Brawijaya Malang

Purseglove, J.W, E B. Brown, C. L green and S.R. J. Robbins. 1981. Spices. Vol 1. Longman, London and Newyork P. 229-285

Suirta, I Wayan, dkk. 2012. Sintesis Polieugenol Dari Eugenol Dengan Katalis

Asam Nitrat Pekat Dan Media Natrium Klorida. Jurnal Kimia 6 (1). ISSN

1907-9850

Wonorahardjo, Surjani. 2013. Metode-Metode Pemisahan Kimia. Jakarta: Akademia Permata.

Wenqiang, Guan, Shufen, Li., Ruixiang, Yan., Shaoukun, Tang., Can, Quan. 2007. Comparison of Essential Oils of Clove Buds Extracted with

Supercritical Carbon Dioxide and Other Three Traditional Extraction Methods. Food Chemistry, 101, 1558-1564.

Widayat, dkk. 2013. Diversifikasi Minyak Cengkeh Menjadi Fine Chemical. Seminar Rekayasa Kimia dan Proses 2013. ISSN 1411-4216

Wibowo, Widajanti. 2002. Aplikasi Reaksi Katalisis Heterogen Untuk Pembuatan

Vanili Sintetik (3-hidroksi-2-metoksibenzaldehida) Dari Eugenol (4-allil-2-metoksifenol) Minyak Cengkeh. MAKARA, SAINS Vol. 6, No. 3

Wikipedia. 2016. Cengkih. Tesedia pada https://id.wikipedia.org/wiki/Cengkih. Diakses pada 02 Desember 2016

Wikipedia. 2016. Massa Jenis. Tersedia pada https://id.wikipedia.org/wiki/massa_jenis. Diaskes pada 20 Desember 2016

LAMPIRAN

Gambar 1. Bunga Cengkeh Kering dan Halus Ditimbang Sebanyak 250 gram

Gambar 2. Rangkaian Alat Destilasi Uap

Gambar 3. Proses Isolasi Minyak Atsiri Bunga Cengkeh Melalui Destilasi Uap

Gambar 5. Berat Minyak Cengkeh Sebesar 6,57 gram