1.1. Latar Belakang
Senyawa kimia yang terkandung dalam tumbuhan merupakan sumber bahan kimia yang berguna sebagai sumber inovasi dalam penemuan dan pengembangan obat-obat baru serta untuk kepentingan berbagai industri, terutama industri flavoring agent untuk aneka makanan dan minuman, fragrance untuk sabun, parfum dan kosmetik serta untuk obat-obatan/farmasi. Senyawa kimia yang dihasilkan oleh suatu tumbuhan yang satu dan lainnya sangat berbeda, tergantung pada lokasi tumbuh dan jenis tanamannya.
Menurut Irna et al (2007), di planet ini terdapat kurang lebih 250.000 jenis tumbuhan tingkat tinggi yang mengandung aneka senyawa kimia alami. Dari jumlah tersebut, baru sekitar 750 jenis (0,3%) yang telah diteliti dan 135.000 jenis (54%) terdapat di hutan-hutan tropika, dimana hutan tropika di Indonesia mengandung lebih dari 30.000 jenis tumbuhan tingkat tinggi ini dan sangat potensial untuk diteliti. Dengan demikian, berarti bahwa Indonesia sebenarnya merupakan gudang bagi bahan kimia alami yang belum ditemukan dan tidak ternilai harganya baik untuk masa kini maupun masa depan. Oleh karena itu, sangat diharapkan bahwa penelitian bahan kimia alami dapat menjadi ujung tombak bagi para peneliti Indonesia untuk mengekspl orasi potensi sumber daya alam ini, khususnya potensi keberadaan bahan kimia alami yang melimpah di Indonesia guna meningkatkan kesejahteraan rakyat Indonesia.
Sehubungan dengan hal tersebut diatas, di Indonesia, tumbuh subur tanaman sereh sebagai tanaman “multi guna” karena batang dan daunnya selain dapat dimanfaatkan sebagai penyedap/bumbu-bumbu aneka makanan dan minuman juga dapat dipergunakan sebagai pengusir nyamuk Aedes Aegypty yang menyebabkan penyakit “Demam Berdarah Dengue (DBD)”, pengusir serangga, pengusir lalat buah, penurun panas, sebagai peluruh angin perut, penambah nafsu makan bagi manusia, pengobatan pasca persalinan, dan pereda kejang, sedangkan akar tanaman sereh wangi dapat digunakan sebagai obat peluruh air seni, peluruh keringat, peluruh dahak atau obat batuk, dan penghangat badan. Tanaman Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) tersebut mengandung minyak atsiri yang
disebut Citronella Oil yang selain memiliki multi khasiat sebagai bahan obat tradisional maupun modern, juga merupakan aset nasional yang perlu terus digali, diteliti, dikembangkan dan dioptimalkan pemanfaatannya. Akhir-akhir ini Minyak Sereh Wangi menarik perhatian dunia, karena mempunyai sifat aktif biologis sebagai anti jamur alami dan anti bakteri sehingga dapat dipergunakan sebagai bahan pengawet pada makanan dan sebagai anti-biotik. Menurut hasil penelitian Khoirotunnisa (2008), Sereh Wangi (Cymbopogon winterianus jowitt) adalah salah satu tanaman obat tradisional dimana minyak atsiri yang terkandung didalamnya mempunyai aktivitas anti-jamur utamanya terhadap jamur Malassezia furfur (jamur penyebab penyakit kulit yang disebut dengan “panu”) secara invitro. Oleh karena itu penelitian dan pengembangan tentang isolasi senyawa kimia yang terkandung didalam Minyak Sereh Wangi tersebut merupakan bagian dari upaya peningkatan nilai tambah dan hilirisasi industri berbahan baku Minyak Sereh Wangi beserta produk-produk turunannya.
Pada umumnya, industri Minyak Sereh Wangi di Indonesia masih merupakan industri hulu yang baru mampu menghasilkan minyak kasar yang langsung diekspor dengan harga yang murah, sedangkan industri hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrans dan obat-obatan sudah berkembang, bahkan sudah mampu menghasilkan komoditi ekspor dengan menggunakan bahan baku impor yang harganya jauh lebih mahal dari pada harga Minyak Sereh kasar yang diekspor. Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru pada industri antara (intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan industri hilir.
Pada saat ini penggunaan minyak atsiri sebagai obat dari bahan alam semakin diminati masyarakat, terlebih lagi seiring dengan adanya gerakan kembali ke alam (back to nature) yang dilakukan oleh masyarakat dunia, tanaman obat makin penting peranannya dalam pola konsumsi makanan, minuman dan obat-obatan. Dengan meningkatnya kesadaran manusia terhadap pemanfaatan sumber daya alam tersebut, maka pemanfaatan produk herbal semakin berkembang tidak hanya di negara-negara Timur saja, melainkan sudah merambah ke negara-negara Barat. Hal ini tampak dari data WHO yang menunjukkan bahwa
permintaan produk herbal di negara-negara Eropa dalam kurun waktu 1999-2009 diperkirakan mencapai 66 % dari permintaan dunia.
Dalam rangka pengembangan industri Minyak Sereh Wangi dan turunannya ini, ada beberapa hal penting yang perlu diperhatikan, antara lain adalah pengadaan bahan baku, proses produksi, tata niaga dan bentuk pengusahaannya. Dalam era globalisasi yang penuh dengan persaingan yang sangat ketat ini permasalahan yang dihadapi Indonesia dalam rangka pengembangan industri minyak atsiri beserta produk-produk turunannya, khususnya dalam rangka mewu-judkan berdirinya industri - industri antara (intermediate) tersebut diatas adalah adanya tantangan bagi para produsen maupun eksportir minyak atsiri beserta produk turunannya untuk mampu memproduksi serta memasok bahan Aroma Chemical atau Kimia Adi dari minyak atsiri dengan kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional. Berkenaan dengan hal tersebut, untuk mempertinggi kualitas serta nilai ekonomi Minyak Sereh Wangi ini, perlu dilakukan beberapa usaha, antara lain :
1. Isolasi komponen utama minyak atsiri Sereh Wangi
2. Pemurnian lanjut untuk menghasilkan produk yang lebih murni. 3. Sintesa turunan Minyak Sereh Wangi
4. Formulasi untuk produk akhir sebagai flavouring agent atau fragrance
Sampai saat ini, Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh Wangi terbesar nomor dua di dunia setelah Cina (Boelens, 1994). Selain itu, Minyak Sereh Wangi ini juga memiliki pasaran yang luas dan bagus serta berdaya saing kuat di pasaran luar negeri sehingga bisa dijadikan komoditi ekspor utama diantara berbagai jenis minyak atsiri lainnya. Perkiraan kebutuhan dunia akan Minyak Sereh Wangi (Citronela Oil) rata-rata sebesar 1600-1750 ton/tahun dengan harga ekspor rata-rata 42,5 US$ / kg. Menurut data ekspor dari BPS, selama 5 tahun terakhir ini, tercatat ekspor Citronela oil dari Indonesia rata-rata per tahun baru mencapai 55.924 kg (sekitar 3,20 - 3,50 % dari kebutuhan dunia). Walaupun potensi keberadaan Minyak Sereh Wangi di Indonesia sangat besar dan peluang pasarnyapun masih cukup terbuka lebar, namun ironisnya, untuk memenuhi kebutuhan industri hilirnya, Indonesia masih harus mengimpor Minyak
Sereh Wangi dalam bentuk pure oil maupun produk turunannya atau fraksi aktif yang terkandung didalam Minyak Sereh Wangi, terutama yang berupa Sitronelal, Sitronelol dan Geraniol dengan harga yang jauh lebih mahal dari pada harga minyak kasar yang diekspor (harga impornya 153,34 US$/ kg, sedangkan harga eksponya hanya 65,9 US$/ kg), karena selama ini Minyak Sereh Wangi tersebut diekspor dalam bentuk minyak kasar sehingga kurang optimal dalam mendatangkan devisa bagi negara (Guenther, 1990). Oleh karena itu, perlu usaha untuk meningkatkan nilai guna dan nilai tambah dari Minyak Sereh Wangi dengan mengolahnya lebih lanjut menjadi pure oil maupun produk turunannya sebagai bahan Aroma Chemical maupun Produk Kimia Adi seperti Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol yang antara lain dapat dipergunakan sebagai bahan baku penyusun komponen dalam rose oil yang harganya sangat mahal dan dibutuhkan untuk bahan flavouring agent dan fragrance yang mempunyai nilai tambah tinggi dan yang selama ini masih diimpor serta sangat dibutuhkan oleh berbagai industri pangan, parfum, sabun dan industri kosmetik lainnya di dalam negeri.
Selain hal tersebut diatas, masalah lain yang sering muncul dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal adalah masalah bahaya bahan kimia yang digunakan dalam proses tersebut terhadap kesehatan dan lingkungan. Pada umumnya, pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi maupun isolasi Sitronelal ini berfungsi untuk mempercepat proses atau untuk meningkatkan kadar dari fraksi yang dikehendaki. Bahaya penggunaan bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal terhadap kesehatan dan lingkungan.ini dapat ditinjau dari dua aspek, yaitu :
1. Aspek penggunaan berbagai jenis bahan kimia dalam proses fraksinasi maupun
isolasi sitronelal, sitronelol, dan geraniol dari Minyak Sereh Wangi Efek dari beberapa bahan kimia yang dipakai dalam proses fraksinasi maupun isolasi Sitronelal, Sitronelol, dan Geraniol dari Sereh Wangi terhadap kesehatan maupun lingkungan, antara lain sebagai berikut :
a. Penggunaan NaCl pada proses isolasi total Geraniol, relatif tidak berbahaya, tetapi bersifat korosif dan apabila dielektrolisis akan berubah menjadi gas Clorida yang sangat beracun.
b. Pelarut organik seperti eter, alkohol, aseton, heksan, dan lain-lain merupa-kan zat cair yang mudah terbakar.
c. Penggunaan bahan alkali seperti Na, K, dan Ca dapat dengan mudah mengeluarkan panas, dan gas yang mudah terbakar, karena bahan kimia ini reaktif terhadap air.
d. Penggunaan asam sulfat (H2SO4), asam klorida, (HCI) dan natrium
hidroksida (NaOH) yang digunakan dalam proses isolasi sitronelal dan sitronelol dapat menghasilkan panas dan gas yang mudah terbakar atau gas-gas yang beracun dan korosif karena bahan kimia tersebut reaktif terhadap asam. Selain itu asam sulfat dapat menimbulkan kerusakan atau peradangan bila kontak dengan permukaan tubuh yang lembab seperti kulit, mata, dan saluran pernapasan, karena bahan kimia ini termasuk bahan kimia iritan.
e. Menurut Taufiqurrakhman dan Reuters (2011), penggunaan n-hexane (solvent yang digunakan untuk ekstraksi/isolasi Sitronelal) dapat mengakibatkan bahaya keracunan terhadap kesehatan dan jiwa bagi para pekerja yang bersangkutan (sakit demam tinggi, bahkan sampai meninggal dunia).
2. Aspek substitusi penggunaan bahan kimia pada industri yang berbahan baku Sitronelal, Sitronelol dan Geraniol sintetis, antara lain sebagai berikut :
a. Bahan Kimia Aroma (Flavor and Fragrance)
Menurut Laszlo Somogyi dan Akihiro Kishi (2001), bahan kimia aroma digunakan untuk flavoring agent atau senyawa penyusun komposisi rasa (untuk menyampaikan rasa dan aroma yang menarik untuk makanan olahan dan minuman) dan juga untuk fragrance agent atau senyawa penyusun formulasi keharuman (yang memberikan aroma yang menyenangkan bagi barang-barang konsumen seperti parfum, perlengkapan mandi, kosmetik, deterjen dan pembersih rumah tangga). Bahan campuran rasa dan aroma merupakan campuran kompleks, termasuk pelarut dan pengencernya. Apabila salah dalam penerapan formulasinya, senyawa-senyawa tersebut dapat berubah sifatnya menjadi beracun dan bisa membahayakan kesehatan penggunanya.
b. Flavor Sintetis / Imitasi dari Senyawa Turunan Minyak Sereh
Pada saat ini terdapat lebih dari 200 bahan kimia aroma penyebab flavor sintetis rasa buah (fruitiness), seperti: asam, alkohol, ester, aldehid, keton, dan sebagainya. Bahan-bahan kimia aroma ini jika dicampur menjadi satu dengan komposisi tertentu akan menimbulkan rasa buah. Diantara bahan- bahan kimia tersebut diatas, ada beberapa yang dapat disubstitusi dengan bahan kimia alami, yang antara lain adalah senyawa turunan sitronelal dan geraniol dari minyak sereh wangi. Dampak dari upaya substitusi ini lebih aman terhadap kesehatan maupun lingkungan dibanding dengan penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang bukan berasal dari alami. Flavor sintetis banyak dipakai dalam industri minuman dan aneka roti atau confectionary. sebagai contoh antara lain sebagai berikut :
- Flavor Sintetis Strawberry dapat disubstitusi dengan senyawa turunan Geraniol
- Flavor Sintetis Nenas dapat disubstitusi dengan senyawa turunan sitronelal
- Vanillin (pure chemical, bukan vanilla), dapat disubstitusi dengan senyawa turunan sitronelal
c. Parfum.
Parfum berasal dari bagian-bagian tertentu dari aneka tumbuhan minyak atsiri (contoh : akar wangi, kayu cendana, kulit kayu cinamon, daun sereh wangi, bunga rose, bunga lavender, buah pala, buah lemon, myrrh, dan sebagainya). Parfum dapat juga berasal dari bahan kimia (isolate). Produk isolat diturunkan langsung dari masing-masing minyak atsiri melalui reaksi kimia, dimana senyawa ini tidak ada dalam alam, bahan ini merupakan produk esterifikasi seperti : formiat, asetat, propionat, dan ester-ester dari citronellol, linalool, geraniol, terpinol, dan lain sebagainya. Parfum adalah campuran dari zat pewangi yang dilarutkan dalam pelarut yang sesuai. Zat pewangi dapat berasal dari minyak atsiri dimana salah satunya adalah minyak sereh wangi atau dibuat sintetis. Dampak dari upaya substitusi ini lebih aman terhadap kesehatan maupun lingkungan
dibanding dengan penggunaan bahan-bahan kimia lainnya terutama yang bukan berasal dari alami.
Karena itu, untuk mengatasi masalah-masalah tersebut diatas, perlu adanya perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal yang tidak menggunakan bahan kimia apapun baik untuk pelarut maupun stimulant dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan, serta hasil perhitungan kelayakan finansial untuk penerapannya di industri.
1.2. Perumusan Masalah
1. Indonesia dikenal sebagai negara produsen Minyak Sereh Wangi terbesar nomor 2 (dua) di dunia setelah Cina, namun industri Minyak Sereh Wangi di Indonesia sebagian besar masih merupakan Industri hulu yang baru mampu menyediakan minyak sereh kasar yang langsung diekspor, sedangkan Industri hilirnya yang berupa industri kosmetika, flavoring agent, fragrance, dan farmasi sudah berkembang bahkan sudah menghasilkan komoditi ekspor dengan menggunakan bahan baku impor.
2. Terdapat kesenjangan harga yang sangat besar antara harga ekspor Minyak Sereh kasar dan impor Minyak Sereh murni maupun produk turunan Minyak Sereh Wangi, utamanya Sitronelal.
3. Sampai saat ini yang belum berkembang di Indonesia justru industri antara (intermediate), yaitu industri yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan industri hilir berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya.
4. Pemakaian bahan kimia dalam proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi ataupun isolasi Sitronelal dapat membahayakan kesehatan bagi pekerja yang bersang-kutan atau pengguna dari produk dimaksud dan juga akan memberikan dampak yang negatif bagi lingkungan.
5. Dalam rangka menghadapi persaingan yang sangat ketat pada era globalisasi saat ini, para produsen maupun eksportir minyak atsiri ditantang untuk mampu memproduksi serta memasok bahan kimia aroma (aroma chemical) ataupun kimia adi dari minyak atsiri, dalam hal ini adalah Sitronelal dengan
kualitas yang baik atau sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mendapatkan rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan. 2. Memperoleh hasil perhitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil
rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal pada industri dalam rangka mewujudkan berdirinya industri antara (intermediate) berbahan baku Minyak Sereh Wangi dan produk turunannya di Indonesia. 1.4. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dalam : 1. Pengembangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan Isolasi Sitronelal
dengan kualitas dan nilai tambah yang tinggi serta ramah lingkungan.
2. Penghitungan kelayakan finansial untuk menerapkan hasil rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal tersebut di atas di industri dalam rangka mewujudkan berdirinya pabrik yang memproduksi barang setengah jadi atau produk “antara (intermediate)” yang berbahan baku Minyak Sereh Wangi di Indonesia.
1.5. Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini meliputi: 1. Karakterisasi bahan baku (minyak sereh wangi).
2. Perancangan proses isolasi sitronelal dari minyak sereh wangi yang ramah lingkungan.
3. Kajian kelayakan finansial dari perancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal, untuk penerapannya di industri
1.6. Kebaruan (Novelty) Dari Hasil Penelitian
Kebaruan (novelty) dari hasil penelitian yang diharapkan adalah :
1. Ditemukannya rancangan proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi dan isolasi Sitronelal dengan kondisi proses yang terbaik sehingga mampu menghasilkan produk dengan kuantitas, kualitas dan nilai tambah yang tinggi dan ramah lingkungan. (tidak menggunakan zat kimia apapun dalam proses ini, baik sebagai solvent maupun stimulant).
2. Dapat mewujudkan keberadaan industri antara (intermediate) di Indonesia, yang menghasilkan barang setengah jadi yang diperlukan sebagai bahan baku industri kosmetika, flavoring agent, fragrance dan farmasi yang selama ini masih diimpor.
3. Dapat memeperkecil kesenjangan harga ekspor Minyak kasar Sereh Wangi dan Minyak Sereh Wangi murni maupun produk turunannya, utamanya Sitronelal.
4. Dapat menjawab tuntutan dinamika zaman, dimana para produsen minyak atsiri dan produk turunannya ditantang untuk mampu memproduksi serta. memasok bahan kimia aroma (aroma chemical) atau kimia adi dari minyak atsiri, dalam hal ini utamanya adalah Sitronelal dengan kualitas yang baik, sesuai dengan standar mutu yang berlaku baik secara nasional maupun internasional.
