ANALISIS KANDUNGAN KIMIA,PENENTUAN SIFAT FISIK,DAN KADAR SINEOL MINYAK ATSIRI PADADAUN EucalyptusCitriodoraDARI PT.TOBA PULP LESTARI.

(1)

KADAR SINEOL MINYAK ATSIRI PADADAUN EucalyptusCitriodoraDARI PT.TOBA PULP

LESTARI.TBK

SKRIPSI

JEREMIA SITOHANG 150802007

PROGRAM STUDIS1 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2019

Universitas Sumatera Utara

(2)

KADAR SINEOL MINYAK ATSIRI PADA DAUN Eucalyptus Citriodora DARI PT.TOBA PULP

LESTARI.TBK

SKRIPSI

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Mencapai GelarSarjanaSains

JEREMIA SITOHANG 150802007

PROGRAM STUDIS1 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2019

(3)

Judul :Analisis Kandungan Kimia, Penentuan Sifat Fisik, Dan Kadar Sineol Minyak Atsiri Pada Daun Eucalyptus CitriodoraDari PT.Toba Pulp Lestari.Tbk

Kategori : Skripsi

Nama : Jeremia Sitohang

Nomor Induk Mahasiswa : 150802007

Program Studi : Sarjana (S1) Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, September 2019

Ketua Program Studi Pembimbing

Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si Prof. Dr. ZulAlfian, M.Sc

NIP. 197405051999032001 NIP. 195504051983011002

(4)

ANALISIS KANDUNGAN KIMIA, PENENTUAN SIFAT FISIK, DAN KADAR SINEOL MINYAK ATSIRI PADA DAUN

Eucalyptus Citriodora DARI PT.TOBA PULP LESTARI.TBK

SKRIPSI

Saya menyatakan bahwa Skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, September 2019

Jeremia Sitohang 150802007

(5)

Segala Puji dan syukur Saya Panjatkan kepada Allah Bapa, Putra, dan Roh Kudus Yang Maha Kasih, Oleh karena kasih dan anugrahNya, Ia tetap membimbing penulis dalam saat suka maupun duka sehingga dapat tersusun penulisan skripsi ini untuk memperoleh gelar sarjana Kimia di Universitas Sumatera Utara.Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada bapak Saya, Sahat Tahi Sitohang dan Mama terhebat, Lina Br. Simbolon yang selalu dan senantiasa mendukung didalam doa, memberi motivasi, nasehat bahkan semangat untuk penulis. Dan kepada abang saya Febricho Sitohang dan Kakak yang Paling saya sayangi Lisah U Sitohang yang dewasa dan pengertian yang senantiasa mendukung,memotivasi penulis agar tetap bersabar dan bertekun didalam doa, Tak lupa juga untuk seluruh keluarga besar yang selama ini memberikan bantuan, arahan, semangat dan dorongan yang luar biasa sehingga terselesaikan skripsi ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku Dosen Pembimbing yang senantiasa mengarahkan, membimbing bahkan menyempurnakan hingga terselesaikan penulisan skripsi ini.

2. Ibu Dr. Cut Fatimah Zuhra, S.Si, M.Si. Selaku Ketua Program Studi Kimia FMIPA USU dan Ibu Dr. Sovia Lenny, S.Si, M.Si. selaku Sekretaris Program Studi Kimia FMIPA USU yang turut memberikan arahan, Perbaikan dan mensahkan Skripsi ini.

3. Dra. Nurhaida Pasaribu, MSi selaku dosen Penasehat akademik yang selalu memberikan nasehat dan arahan dalam perkuliahan dan Penelitian

4. Keluarga besar Laboratorium Kimia Analitik, terkhusus teman-teman Asisten Stambuk 2015 serta Adik-adik asisten 2016 yang turut memberikan doa dan dukungan semangat terhadap penulis dalam menyempurnakan skripsi ini.

Medan, September 2019

Jeremia Sitohang

(6)

DAN KADAR SINEOL MINYAK ATSIRI PADA DAUN Eucalyptus Citriodora

DARI PT.TOBA PULP LESTARI.TBK

ABSTRAK

Daun Eucalyptus Citriodora merupakan salah satu jenis eukaliptus yang berpotensi untuk dikembangkan Sebagai minyak atsiri. 1,8 Sineol merupakan komponen utama dalam minyak Eucalyptus yaitu berada Pada 50-60 % yang dapat dijadikan sebagai bahan baku minyak Kayu Putih, Parfum dan di bidang Industri.Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui kandungan senyawa Kimia, Sifat Fisik dan kadar sineol dari daun Eucalyptus Citriodora dengan metode GC-MS.

Daun Eucalyptus Citriodora diambil dari PT. Toba Pulp Lestari,Tbk. Minyak dari daun diperoleh dengan menggunakan metode hidrodestilasi dengan alat sthal.

Berdasarkan Hasil analisis kualitatif menggunakan GC-MS terdapat sebelas kandungan senyawa didalam daun EucalyptusCitriodora, diantara α-Pinene; 1- Limone; 1,5 Cyclooctadiene; 1,8 Sineol; 1-P- Menthen-8-YL-Asetat; 3-Cycloheksana;

1-Metanol; α-Terpinyl Asetat; Phenol; Butylhidroxytoluena; Trans-Metil- dihidrojasmonate; ISO – Sitronelol; ISO – Propil Myristat; Propiltetradekanoat; dan Octadecanoic Acid. Berdasarkan data kuantitatif dari GC-MS diperoleh kadar sineol sebesar 17,07% v/v. Hasil Analisa uji Sifat Fisik dengan menggunakan metode titrimetri didapatkan kadar bilangan Keasaman minyak atsiri sebesar 2,8N dan didapatkan kadar bilangan Ester pada minyak atsiri sebesar 12N Pada suhu ruang 26,01⁰C.

Kata kunci : Eucalyptus Citriodora, Hidrodestilasi, 1,8 Sineol, Gas Chromatography – Mass Spectrofotometry

(7)

ANALYSIS OF CHEMICAL CONTENT , PHYSICAL PROPERTIES DETERMINATION, AND CINEOL IN ATSIRI ESSENTIAL OILIN

THE LEAVES OF Eucalyptus Citriodora FROM PT.TOBA PULP

LESTARI.TBK

ABSTRACT

Eucalyptus Citriodora leaf is one type of eucalyptus that has the potential to be developed as an essential oil. 1.8 Sineol is a major component in Eucalyptus oil which is located at 50-60% which can be used as raw material for eucalyptus oil, perfume and in industry. The purpose of this research is to determine the content of chemical compounds, physical properties and levels of sineol from leaves Eucalyptus Citriodora with GC-MS method. Eucalyptus Citriodora leaves were taken from PT. Toba Pulp Lestari, Tbk. Oil from the leaves is obtained by using the hydrodestilation method with a sthal tool. Based on the results of qualitative analysis using GC-MS there are eleven compounds in the leaves of Eucalyptus Citriodora, among α-Pinene; 1-Limone; 1.5 Cyclooctadiene; 1.8 Cineol; 1-P- Menthen-8-YL-Acetate; 3-Cycloheksana; 1-Methanol; α-Terpinyl Acetate; Phenol;

Butylhidroxytoluena; Trans-Methyl-dihydrojasmonate; ISO - Citronelol; ISO - PropilMyristat ;Propiltetradekanoat; and Octadecanoic Acid. Based on quantitative data from GC-MS, a sineol level of 17.07% v / v was obtained. The results of the analysis of the Physical Properties test using the titrimetry method obtained the acidity of the essential oil number of 2.8N and the content of the Esther number of the essential oil of 12N at room temperature of 26.010C.

Keywords: Eucalyptus Citriodora, Hydrodestilation, 1.8 Cineol, Gas Chromatography - Mass Spectrophotometry

(8)

Halaman

PENGESAHAN SKRIPSI i

PERNYATAAN ORISINALITAS ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 4

1.3. Pembatas Masalah 4

1.4. Tujuan Penelitian 5

1.5. Manfaat Penelitian 5

1.6. Metodologi Penelitian 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Eukaliptus 7

2.2. Taksonomi Tanaman Eukaliptus 8

2.2.1. Taksonomi Eukaliptus Citriodora 8 2.3. Aplikasi Produk Eukaliptus Citriodora 10 2.4 Komponen Minyak Kayu Putih (Eukaliptus oil) 12

2.4.1. Sineol 15

2.4.2 Biosintesis Minyak Atsiri 17

2.5. Sifat Fisika – Kimia Minyak Kayu Putih 19 2.6. Randemen dan Mutu Minyak Kayu Putih (Eukaliptus oil) 22 2.7 Pengolahan Daun Minyak Kayu Putih (Eukaliptus oil) 23

2.7.1 Penyulingan 24

2.7.1.1 Penyulingan Air 25

2.7.1.2 Penyulingan Uap Langsung 26

(9)

2.8.1. Kromatografi Gas – Mass Spektrometri GCMS 28

2.8.2. Kegunaan alat GCMS 30

2.8.3. Prinsip dan Cara Kerja GCMS 31

2.8.4. Instrumentasi GCMS 34

2.8.4.1. Instrumentasi Gas Chromatography 35 2.8.4.2. Instrumentasi Mass Spectrometry 36

BAB 3METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat 39

3.2. Alat dan Bahan 39

3.2.1. Alat 39

3.2.2. Bahan 40

3.3. Preparasi Daun Kayu Putih (Eucalyptus Citriodora) 40 3.3.1. Pengambilan Daun Eucalyptus Citriodora 40 3.3.2. Perajangan Daun Eucalyptus Citriodora 40 3.4 Identifikasi Daun Eucalyptus Citriodora 41 3.5. Destilasi Minyak Atsiri dari daun Eucalyptus Citriodora

dengan alat Stahl 41

3.6.

33.6 Analisa Kualitatif Kandungan Senyawa Minyak Kayu Putih

(Eucalyptus oil) dengan GC-MS 41

3.7. Pembuatan Larutan Baku Standar Sineol 27 3.7.1. Pembuatan Larutan Standar Sineol

3.7.2. Pembuatan Kurva Baku 42

3.8 Analisa Kuantitatif Kadar Sineol dalam Minyak Atsiri dari daun Eucalyptus Citriodora(Eucalyptus oil) dengan GC-MS 42 3.9 Pengukuran Sifat Fisiko-Kimia Minyak Atsiri daun

Eucalyptus Citriodora

3.9.1. Penentuan Bilangan Asam

3.9.2. Penentuan Bilangan Ester 42

3.10. Bagan Penelitian 43

3.10.1. Destilasi Minyak Atsiri Dari daun Eucalyptus

Citriodora (eukalyptus oil) dengan alat Stahl 43 3.10.2. Analisa Kualitatif Minyak Atsiri dari daun Eucalyptus Citriodora (eucalyptus oil) dengan GC-MS 44 3.10.3. Pembuatan Larutan Baku Standar Sineol 45

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul

Tabel Halaman

2.1

Kandungan Kimia dari Daun minyak esensial Eukaliptus

Globulus 10

2.2 Standar Mutu Minyak Kayu Putih (SNI 06-3954-2006) 23

2.3 Spesifikasi Alat Instrument GCMS 21

4.1 Hasil Isolasi Minyak Atsiri dengan Alat Stahl 46

4.2 Data Kualitatif GCMS Minyak daun Eucalyptus Citriodora 47

4.3 Data Hasil Pengukuran Kadar Sineol 4.4 Data Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least square 49 4.5

4.6 4.7

Senyawa yang diduga dengan data Puncak Fragmentasi Penentuan Nilai Bilangan Asam Penentuan Nilai Bilangan Ester

53 60 61

(11)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Tabel

2.1 Tanaman Eukaliptus di Kawasan PT.Toba Pulp Lestari.Tbk 7

2.2 Struktur 1,8-Cineole 15

2.3 Struktur Terpenoid 17

2.4 Biosintesis Miracen, Golongan Monoterpen 19

2.5 Senyawa Golongan Monoterpen 19

2.6 Skema Kerja Instrumen GC-MS 33

2.8 Alat Instrumentasi GC-MS 34

4.1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Sineol 48

4.2 Spektrum massa senyawa alpha Pinene dengan RT 11,617 54

4.3 Rumus Struktur bangun α- pinene 55

4.4 Pola fragmentasi senyawa alpha pinen 55

4.5 Spektrum massa senyawa 1,8 sineol dengan RT 15.310 56

4.6 Rumus Struktur bangun 1,8 sineol 57

4.7 Pola fragmentasi senyawa 1,8 sineol 57

4.8 Spektrum massa senyawa α-terpineole dengan RT 25,775 58

4.9 Rumus bangun alpha terpineole 59

4.10 Pola fragmentasi senyawa alpha terpineole 60

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1 Spesifikasi GC-MS RTX-5MS 68

2 Hasil Identifikasi Spesies dari Daun Eucalyptus Citriodora 69

3 Gambar alat Destilasi Stahl 70

4 Lampiran gas Chromatography-mass Spectrofotometry 71 5 Hasil Data Kualitatif GCMS Minyak Atsiri daun E.Citriodora 55 6 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 73

untuk senyawa toluene dan Methyl benzena

7 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 74 untuk senyawa 1,8Sineol ;Eucalyptol

8 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 75 untuk senyawa senyawa Camphor

9 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 76 untuk senyawa Methyl Benzene

10 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 77 untuk senyawa 1,8 Sineol

11 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 78 untuk senyawa Camphene

12 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 79 untuk senyawa Cycloheptatriene

13 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 80 untuk senyawa Epoxy-P-Menthane

14 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 81 untuk senyawa 2.2.1 Hepthane

15 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 82 untuk senyawa Tropilidin

16 Data fragmentasi GCMS Minyak Eucalyptus citriodora 83 untuk senyawa 1,8 Sineol

17 Data fragmentasi GC-MS Minyak Eucalyptus Citriodora 84 Untuk senyawa Norbonane

18. Data fragmentasi GC-MS Minyak Eucalyptus Citriodora untuk senyawa 1,3,6 Octatriene

19. Data fragmentasi GC-MS Minyak Eucalyptus Citriodora untuk senyawa Alpha- Limonene

20. Data fragmentasi GC-MS Minyak Eucalyptus Citriodora untuk Senyawa Alpha Terpinil Acetat

21. Data fragmentasi GC-MS Minyak Eucalyptus Citriodora untuk Senyawa Phenol dan Buthyl Hydroxytoluena

22. Hasil data Kuantitatif GC-MS 92

(13)

BAB 1

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Eucalyptus merupakan salah satu tanaman yang banyak dibudidayakan.Hal ini disebabkan karena mempunyai banyak manfaat baik dari kayu maupun daunnya.

Kayu Eucalyptus dapat digunakan sebagai bahan Pulp dan kertas (Paper) yang baik, kayu bakar,hardboard,Partikel board serta furniture lainnya. Pada bagian daunnya dapat menghasilkan minyak atsiri.Minyak atsiri dari tumbuhan Eucalyptus dapat digunakan sebagai minyak obat, industry atau Parfum, pembersih, pewangi dan suplemen makanan dalam jumlah kecil. Selain itu, minyak Eucalyptus juga memiliki sifat anti serangga dan telah digunakan sebagai bahan untuk produk anti nyamuk.

Apalagi potensinya yang cukup menjanjikan dengan menghasilkan minyak atsiri dengan harga yang cukup tinggi dan relative mudah dikembangkan (Siregar,1996).

PT. Toba Pulp Lestari Tbk adalah salah satu perusahaan HTI yang berada di Indonesia khususnya provinsi Sumatera Utara yang merupakan HTI dengan kawasan terluas di Sumatera Utara dimana total luas mencapai 188.055 Ha. Ada sekitar 600 jenis Pohon eucalyptus sebagai bahan baku bubur kertas ( Pulp). Termasuk PT.Toba Pulp Lestari, Tbk yang memanfaatkan eucalyptus untuk ditanam di konsesi hutan tanaman industri (HTI). Dari ratusan jenis tanaman eucalyptus hanya empat jenis yang dikelola oleh Toba Pulp.Yakni eucalyptus Pellita, Urophylia, Gerandis, dan Saligna.Selain empat jenis tersebut yang dibudidayakan ada satu jenis eucalyptus yang di Olah di Toba Pulp, tapi yang satu ini dijadikan aromaterapi yaitu Eucalyptus Citriodora. Eukaliptus tergolong dalam tanaman yang cepat tumbuh atau yang lebih dikenal dengan istilah Fast Growing Species.Disamping itu, Eukaliptus juga merupakan tanaman yang memiliki maanfaat yang lebih, baik dari segi batang, cabang, hingga daunnya. PT Toba Pulp Lestari Tbk telah mengembangkan tanaman

(14)

Eukaliptus untuk dijadikan sebagai bahan baku kertas untuk digunakan oleh masyarakat.

Minyak kayu putih adalah minyak atsiri yang diperoleh dengan cara penyulingan daun (Badan Standarisasi Nasional,2006). Minyak kayu putih merupakan minyak atsiri oksida. Sifat Kimia minyak kayu putih sangat dipengaruhi oleh komponen sineol yang sangat dominan sebagai penyusun utama minyak (Gunawan,2010). Komposisi minyak bergantung pada faktor genetik bukan dan bukan faktor lingkungan. Oleh karena itu, yang merupakan faktor utama terpenting yang menentukan kualitas berdasarkan kadar sineol dan penggunaannya. (Copper et al.,1991) Sejak zaman dahulu, penggunaan minyak essensial di Indonesia masih sangat terbatas dan masih bersifat tradisional. Pemakaian minyak atsiri tumbuhan secara tradisional dilakukan dengan cara merendam tanaman aromatic dengan air atau dalam minyak kelapa. (Yuliani,2012).

Peneliti terdahulu (Samosir,2018) Universitas Sumatera Utara melakukan analisa kandungan kimia dan sifat fisika untuk memanfaatkan limbah daun dari tanaman Eucalyptus Gerandis di Kawasan PT.Toba Pulp Lestari. Minyak atsiri dari daun diisolasi melalui proses hidrodestilasi dengan alat sthal dan dilanjutkan dengan analisis kandungan kimia dengan menggunakan metode GC-MS kemudian minyak yang diperoleh diuji sifat fisikanya. Dilakukan analisis kandungan diawal untuk melihat senyawa utama dan juga kadar % terbesar yang didapat berdasarkan waktu retensi. Dan diperoleh bahwa kandungan senyawa yang terdapat dalam daun Eucalyptus gerandis adalah α-pinene, Comphole, β-pinene, Camphogen, 1,8 Cineole, α-terpinole, α-Comphole, Aldehyde, Sphatulenol, Elemol, β-Carryophilene, dan 1- Nonadecene. Uji sifat fisikanya diperoleh berat jenis dari minyak daun Eucalyptus gerandis sebesar 0,9143 dan indeks biasnya sebesar 1,4653 nD dengan suhu ruang 29,4⁰C.

Peneliti terdahulu (Kusmiati,E, 2015) dengan spesies Eucalyptus Citriodora melakukan destilasi dengan menggunakan Alat Suling Sistem Kukus memperoleh kadar kelimpahan sineol 53% dan hasil penentuan bilangan asam sebesar 2,25 dengan bilangan ester sebesar 8,00 dengan suhu ruang 25⁰C.

(15)

Berdasarkan latar belakang diatas, maka peneliti melakukan analisis kandungan kimia, Sifat fisik, dan Penentuan Kadar sineol untuk dapat memanfaatkan limbah daun dari tanaman Eucalyptus Citriodora di kawasan PT.Toba Pulp Lestari Tbk, Minyak atsiri dari daun didestilasi dengan alat sthal dan dilanjutkan dengan analisis kandungan kimia dan penentuan kadar sineol dengan menggunakan metode GC-MS kemudian dilakukan studi penentuan Sifat Fisika-kimia dari minyak atsiri.

Dan dilakukan analisis kandungan diawal untuk melihat senyawa utama. Kemudian penentuan kadar dilakukan sebagai perbandingan bahwa Eucalyptus Citriodora berpotensi sebagai minyak kayu putih dan juga kadar % terbesar yang didapat berdasarkan waktu retensi.

I.2Permasalahan

Kurangnya penggunaan limbah dari daun Eukaliptus dikawasan PT.Toba Pulp Lestari. Daun tidak dimanfaatkan atau hanya dibiarkan saja padahal minyak dari daun Eucalyptus memiliki potensi yang sangat besar, minyak dari daun dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan minyak kayu putih yang memiliki nilai ekonomis. Dan dengan mengetahui komposisi kimianya kita dapat mengaplikasikannya menjadi minyak, obat, parfum, kosmetik dan juga untuk industri lainnya. Komposisi minyak utama terpenting yang menentukan mutu kualitas didasarkan pada kadar sineol (Copper et al., 1991). Oleh karena itu, perlu dilakukan studi untuk Penentuan Bilangan Asam, Bilangan Ester dalam minyak Atsiri Daun Eucalyptus Citriodora. Analisis kandungan kimia, Penentuan Kadar Sineol, dilakukan berdasarkan waktu retensi dengan menggunakan GC-MS.

(16)

I.3Pembatas Masalah

1. Daun yang dimanfaatkan adalah Daun yang berasal dari kawasan PT. Toba Pulp Lestari, Tbk

2. Jenis Tanaman Eucalyptus yang dimanfaatkan adalah Eukaliptus Spesies Citriodora yang termasuk juga dalam Famili Myrtaceae

3. Analisis Kandungan mengunakan metode GC-MS Di Laboratorium Kimia Organik FMIPA– UGM - Yogyakarta

4. Destilasi minyak Eucalyptus dengan menggunakan alat Destilasi Sthal di Laboratorium Kimia Organik FMIPA – USU 5. Analisa Sifat Fisik dengan metode titrimetri Dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA-USU

(17)

I.4 Tujuan Penelitian

1. Untuk menentukan kandungan kimia daun Eucalyptus Citriodora yang ada dikawasan PT.Toba Pulp Lestari. Tbk

2. Untuk menentukan kadar sineol yang terkandung didalam daun Eucalyptus Citriodora

3. Untuk menentukan Sifat Fisika-Kimia pada minyak atsiri sampel daun Eucalyptus Citriodora

I.5 Manfaat Penelitian

1. Dapat mengetahui kandungan kimia dari daun Eucalyptus Citriodora yang ada di kawasan PT. Toba Pulp Lestari Tbk.

2. Dapat mengetahui Kadar sineol yang terkandung didalam daun Eucalyptus Citriodora

3. Dapat mengetahui Sifat Fisika-Kmia Pada minyak atsiri sampel daun Eucalyptus Citriodora

I.6 Metodologi Penelitian

1. Penelitian ini merupakan Eksperimen Di Laboratorium

2. Sampel daun Eukaliptus diambil dari Kawasan PT. Toba Pulp Lestari Tbkdengan Metode LSU (Leaf Sampling Unit).

3. Daun diidentifikasi di Laboratorium Herbarium Medanense (MEDA) di Laboratorium Biologi – FMIPA USU

4. Daun dipreparasi dengan cara pemisahan dari ranting, dan pemisahan tulang daun dengan daunnya kemudian dirajang sama panjang.

5Proses destilasi dilakukan dengan alat Sthal yang ada di Laboratorium Kimia Organik – FMIPA USU

6. Analisis Kandungan dan Kadar Sineol dilakukan di Laboratorium kimia organikFMIPA – UGMmenggunakanGC-MS.

7. Penentuan Kadar sineol ditentukan berdasarkan Kurva Kalibrasi.

8. Analisa Sifat Fisik bilangan Asam, Ester dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA- USU

(18)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Tanaman Eucalyptus

Minyak Eukaliptus. Nama Genusnya adalah Eucalyptus oleh L’Heritier pada tahun 1788 (Sert. Angl., 18, T.20), kata ini berasal dari bahasa Yunani eu

“well” atau benar – benar dan kalypto “ I cover ” atau saya meliputi dalam pengertian pada operculum atau tutup yang meliputi benang sari sampai berkembang dengan penuh. (Operculum = calyx, paling tidak pada beberapa spesies.) Genusnya bersifat khas Australia, walaupun beberapa spesies ternyata berasal dari New Guinea, Timor, dan kepulauan Filipina. Minyak Eukaliptus yang ditemukan dalam Perdagangan dewasa ini, digolongkan menjadi tiga golongan utama – yaitu golongan minyak medisinal, industri, dan golongan minyak parfum. Kegunaan. –Sampai kira-kira 1910 minyak eukaliptus digunakan umumnya untuk tujuan pengobatan. Banyak minyak eukaliptus yang kaya akan sineol dan bebas dari fellandren, dijual dalam pertokoan untuk tujuan penggunaan dalam negeri. Minyak ini digunakan untuk minyak gosok, untuk diisap (inhalasi) (khususnya dengan penambahan sedikit kristal mentol), sebagai vermifusi, pembersih pakaian, penghapus noda dan lain sebagainya.

(Yuliani, 2012).

Gambar 2.1 Tanaman Eukaliptus di Kawasan Toba Pulp Lestari Tbk.

(19)

2.2 Eucalyptus Citriodora

2.2.1 Ciri Umum Tanaman Eucalyptus

Tanaman eukaliptus termasuk Famili Myrtaceae, genus Eucalyptus dengan spesies Eucalyptus spp. Spesies-spesies yang sudah dikenal umum antara lain, Eucalyptus alba (ampupu), Eucalyptus deglupta, Eucalyptus grandis, Eucalyptus plathyphylla, Eucalyptus saligna, Eucalyptus umbellate, Eucalyptus camadulensis, Eucalyptus pellita, Eucalyptus tereticornis, Eucalyptus torreliana. (Khaeruddin,1999).

Klasifikasi ilmiah (Scientific Classification) dari tanaman eukaliptus adalah sebagai berikut

Kingdom : Plantae

Divisi : Angiospermae Subdivisi : Spermatophyta

Ordo : Myrtales Famili : Myrtaceae Genus : Eucalyptus

Spesies : Eucalyptus Citriodora (Hook) K.D,Jhonson

Tanaman eukaliptus terdiri dari kurang lebih 700 jenis dan yang dapat dimanfaatkan menjadi pulp sekitar 40% dari keseluruhan tanaman ini (Departemen Kehutanan, 1994).

2.2.1 Taksonomi Eukaliptus Citriodora

Eucalyptus Citriodora alami terjadi dari permukaan laut sampai 100Mdpl, terutama pada tanah basah dan rawa air tawar.Bisa mempertahankan diri di dasar lembah dan rawa.Namun, pohon tersebut tidak menyukai kondisi ini dan, jika secara artifisial Terletak di tanah yang lebih baik di lereng di luar rawa, tumbuh lebih cepat. Hebatnya, eucalyptus citriodora menyesuaikan diri dengan kondisi bervariasi, mulai dari daerah khatulistiwa dengan suhu maksimum sekitar 35 ⁰C, untuk iklim yang lebih beriklim di mana ia bisa tahan embun beku, asalkan embun beku tidak parah. Tumbuh dengan baik di perkebunan di lokasi yang bagus, namun karena kemampuannya tumbuh di lokasi yang buruk dan kotor, biasanya ditanam di situs yang merugikan Ini meregenerasi di daerah yang dibanjiri air tawar, dan akarnya nampaknya bisa menembus Tanah liat berat ditemukan dalam kondisi ini untuk mencapai tanah yang diangin-anginkan di bawah ini.

(20)

Kebiasaan pertumbuhan juga membantu membangunnya tanah yang sulit tetapi belum tentu banjir di daerahnya sangat berbeda dengan habitat normalnya.Ini bisa mengirim akar udara dari batangnya.Tanaman ini lebih menyukai musim kering ringan.

Klasifikasi Ilmiah pada tanman EukaliptusCitriodora : Kingdom : Plantae

Kelas : Spermatophyta

Clade : Eudicots

Clade : Rosids

Ordo : Myrtales

Family : Myrtaceae

Genus : Eucalyptus

Species : Eucalyptus Citriodora (Hook) K.D,Jhonson Tanaman Eucalyptus terdiri dari kurang lebih dari 700 jenis dan yang dapat dimanfaatkan menjadi pulp sekitar 40% dari keseluruhan tanaman ini.

(Departemen Kehutanan, 1994)

2.3 Aplikasi Produk Eukaliptus Citriodora

Untuk Bidang Apikultur: Di banyak daerah, bunga E. Citriodora memberikan pakan hama yang signifikan untuk produksi lebah dan madu.Sebagai Bahan bakar: E. citriodora banyak digunakan sebagai kayu bakar dan arang. Serat: Kayu digunakan untuk kayu pulp, tapi bubur kertas berwarna coklat kemerahan dan tidak baik untuk tujuan ini karena beberapaspesies lain dari Eucalyptus. Kulit kayu harus dikeluarkan dari batang sebelum pulping. Perbandingandari Karakteristik pulp E. citriodora dan pulp kraft dengan E. saligna menunjukkan bahwa E. citriodora dapat digunakan sebagai bahan baku komplementer dalam produksi pulp skala komersial.Kayu:

Kayu berwarna merah muda sampai coklat kemerahan, bertekstur kasar, agak keras, kuat dan tahan lama, dengan kerapatan 770 kg / m³. Sulit untuk musim.

Ini digunakan untuk konstruksi umum dan untuk tiang, pagar, dan dermaga dan jembatan.Kegunaan lainnya termasuk palet, dinding rumah, lantai, trim interior, dan panel. Karena kekuatan dan daya tahannya, E.citriodora juga biasa digunakan untuk tiang pagar dan gerbang. Tannin atau dyestuff: Permen mengandung sekitar 30% tanin.

(21)

Minyak atsiri: Hasil minyak esensial adalah 1,7%, dengan unsur penyusunnya adalah piperitone, rho-cymene, linalool, 1,8-cineole, terpinen-4- ol, sitronelat asetatdan alfa-terpinol. Obat: E. citriodora dilaporkan memiliki aktivitas antimalaria yangsignifikan.

Kontrol Erosi: Di Afrika, pohon kadang-kadang digunakan untuk menstabilkan bukit pasir. Peneduh atau tempat berlindung: E. citriodora memiliki mahkota yang padat dan membuat pohon pinggir jalan yang bagus.

Daun yang besar sangat berorientasilebih dalam bidang horizontal daripada kebanyakan spesies Eucalyptus lainnya, dan ini meningkatkan bayangan di atas kepala.Spesies ini cocokditanam di daerah pesisir sebagai shelterbelts.Ini tidak toleran terhadap semprotan garam tapi cukup kencang.Hal ini sering digunakan sebagai sebuah penahan angin, meskipun pepohonan sering menjadi cacat oleh paparan angin yang terus-menerus.

Hias: Pertumbuhan cepat, daun besar dan bunga yang mencolok membuat E.citriodora menjadi kandidat yang sesuai untuk digunakan sebagai hias. Layanan lain:Karena pertumbuhannya yang cepat, spesies Eucalyptus menggunakan jumlah air yang relatif besar dan bisa digunakan sebagai pompa untuk menurunkan permukaan air dan membantu mengeringkan lokasi basah.

Di Uganda, E. citriodora telah berhasil mengeringkan lahan berawa, sehingga memungkinkan untuk menanam spesies yang kurang tahan banjir seperti E.

saligna di tempat yang sama. (Boland, 1991)

2.4. Komponen Minyak Kayu Putih (Eukaliptus oil)

Tanaman kayu putih merupakan salah satu keluarga Murtaceae dengan bentuk berupa pohon yang bermanfaat sebagai sumber minyak atsiri berupa minyak kayu putih. Minyak atsiri yang dihasilkan dari daun kayu putih ini berguna sebagai bahan baku obat gosok yang memiliki banyak fungsi, seperti analgesik atau pereda nyeri, desinfektan atau pembunuh kuman, ekspektoran atau peluruh dahak dan antipasmodik atau pereda nyeri pada perut (Handita, 2011). Minyak kayu putih memiliki beberapa komponen penyusun yang cukup bervariasi. Dari hasil identifikasi komponen minyak atsiri yang diperoleh penyulingan daun kayu putih segar dengan menggunakan GC-MS diperoleh dari hasil bahwa minyak kayu putih pada daun tersebut mengandung 32 jenis komponen sedangkan dari penyulingan

(22)

daun M. Folium kering diperoleh 26 jenis komponen yang menyusun minyak kayu putih yang dihasilkan dari penyulingan.

Dari beberapa komponen penyusun minyak kayu putih yang diperoleh dari penyulingan daun kayu putih terdapat 7 komponen penyusun utama minyak kayu putih dari daun segar, yaitu :

1. α–pinene 2. Sineol 3.α-terpineol 4. Kariofilen 5. α–Karyofolen 6. Ledol

7. Elemol (Siregar & Nopelena, 2010).

Menurut Guenther 1990, menyebutkan bahwa komponen utama penyusun minyak kayu putih putih adalah sineol (C₁₀H₁₈O), piene (C₁₀H₈), benzaldehide (C₁₀H₅HO), limone (C₁₀H₁₆) dan sesquiterpen (C₁₅H₂₄).

Komponen yang memiliki kandungan cukup besar didalam minyak kayu putih, yaitu sineol sebesar 50% sampai dengan 65%.Dari berbagai macam komponen penyusun minyak kayu putih hanya kandungan komponen sineol dalam minyak kayu putih yang dijadikan penentu mitu minyak kayu putih.Sineol merupakan senyawa kimia golongan ester turunan terpen alkohol yang terdapat dalam minyak atsiri, seperti pada minyak kayu putih. Semakin besar kandungan bahan sineol maka akan semakin baik mutu minyak kayu putih (Sumandiwangsa et al, 1973). Komponen penyusun Eukaliptus Robusta :piperitone, rho-cymene, linalool,1,8-cineole, terpinen-4-ol, sitronelat asetat dan alfa-terpinol. Obat: E. robusta dilaporkan memiliki aktivitas antimalaria yang signifikan.

Adapaun Peneliti terdahulu menganalisis kandungan yang dilakukan dengan proses destilasi yang sama namun jenis Eucalyptus Globulus yang berbeda dapat dilihat pada tabel 2.1

(23)

Tabel. 2.1 Kandungan Kimia dari Daun minyak esensial Eukaliptus Globulus

Tabel 2.2 Karakteristik minyak atsiri Eucalyptus Citriodora dan perbandingannya dengan minyak nilam berdasarkan Standar Nasional Indonesia dan Essential Oil Association

Karakteristik Minyakatsiri E.Citriodora

SNI EOA

Bobot jenis 0,943-0,983 (pada 25°C) 0,950-0,975 (pada 20°C) Indeks bias, 25°C 1,506-1,516 (pada 20°C) 1,570-1,515 (pada 25°C)

Daun 1,4506

Daun + Ranting Putaran optic

1,3990

(-47^o) – (-66^o) (-48° ) - (- 65°)

Bilangan asam, % Maksimum 5 Maksimum 5

Daun 2,25

Ranting 2,93

Bilangan ester, % Maksimum 10 Maksimum 20

Daun 8,00

Daun + Ranting 8,00 Kelarutan dalam

alkohol 90%

Larut jernih atau opelesensi

Larut jernih dalam ringan dalam

perbandingan

perbandingan 1: 10

volume 1 s/d 10 (1:10)

Warna Kuning

muda, cerah

Kuning muda sampai coklat

Keterangan: SNI 06-2385-2006 (BSN 2006) ;EOA (2006)

No. Rumus Senyawa Kandungan

Molekul Relatif (%)

1. C10H6 α-pinene 9.22

2. C₁₀H1₆ Camphene 0.05

3. C10H16 β-pinene 0.4

4. C10H16 β-sabinene 0.25

5. C10H16 Limonene 0.04

6. C10H16O 1,8 – eucalyptol 72.71

7. C10H16 Cis-β-ocimene 0.03

8. C10H180 Terpien-4-ol 0.34

9. C10H18O α-terpineol 2.54

(Song, 2009)

(24)

2.4.1 Sineol

Sineol atau 1,8-cineole adalah eter siklik alami dan anggota monoterpenoid. Eukaliptol dihasilkan dari banyak anggota marga Eucalyptus dan beberapa anggota suku Myrtaceae, Seperti Malaleuca dan Szygium.

Sineol juga dikenal dengan berbagai dengan berbagai sinonim : 1,8-cineole, eukaliptol, cajeputol, 1,8-epoksi-p-mentana, 1,8-oxido-p-mentana, eucalyptol, eucalyptole 1,3,3-trimetil-2-oxabicyclo [2,2,2] oktan, cineol, cineole.

Gambar 2.2 Struktur 1,8-Cineole

Cineole memiliki rumus molekul C₁₀H₁₈O, memiliki massa molar 154,249 g/mol, kepadatan 0,9225 g/cm, dan titik lebur 1,5 ⁰C dan titik didih 176-177

OC. Dalam penelitian ini, konsentrasi sineol yang ditemukan mencapai 34,88%

dan merupakan konsentrasi tertinggi dibandingkan dibandingkan dengan senyawa lainnya. (Octavianus, 2016)

Eucalyptol (1,8-Cineole) merupakan senyawa organik tak berwarna yangpertama diidentifikasi dari Eucalyptus globulus pada tahun 1870 oleh Cloez (Boland, 1991). Senyawa ini diproduksi oleh beberapa jenis tanaman termasuk tanaman dari famili Myrtaceae yaitu kayu putih (Joel, 1991) Senyawa ini juga merupakan komponen penyusun minyak kayu putih.Senyawa eucalyptol bersifat mudah menguap.Senyawa eter siklik dan terpenoid ini menyusun sekitar 90% minyak esensial berbagai produk minyak Eucalyptus.Eucalyptol juga ditemukan pada daun bay, teh, basil, rosemary, ganja, dan berbagai tumbuhan berdaun aromatik lainnya (Fleming, 200).Senyawa ini juga terdapat dalam minyak kayu putih. Dalam minyak kayu putih terkandung senyawa eucalyptol sebanyak 21,3 %. Konsentrasi tersebut menyebabkan minyak kayu putih dapat digunakan sebagai insect repellent pada tubuh manusia. (Pino, 2013)

(25)

Sineol dengan kemurnian 99,6-99,8 % dapat diperoleh dalam jumlah besar oleh distilasi fraksional minyak kayu putih. Senyawa 1,8-sineol memiliki karakteristik segar dan aroma camphor dan rasa pedas yang memiliki bioaktifitas yang memiliki banyak manfaat, yaitu penurunan aktivitas lokomotor (antikejang), anti-kanker dan anti-tumor, antibakteri, antifungi, antiinflamasi, antioksidan, insektisida dan repelan, dan dapat mengurangi resiko penyakit kardiovaskular. (Boland, et al, 1991).Meskipun dapat digunakan sebagai penyedap makanan dan bahan obat, sineol dapat mengakibatkan keracunan jika tertelan melebihi dosis normal (Science Lab, 2009).Komponen utama dalam Minyak Kayu putih adalah Sineol, yang Kadarnya mencapai 50-65 %.Senyawa ini terdapat pada sejumlah besar minyak atsiri. Minyak Kayu putih akan teramsuk kedalam kelas mutu U (Utama) jika memiliki kadar sineol ≥55% dan mutu P (Pertama) jika memiliki kadar sineol ≤ 55%. (Sumandiwangsa et al, 1973).

2.2.4. Biosintesis Minyak atsiri

Terpen-terpen adalah suatu golongan senyawa yang sebagian besar terjadi dalam dunia tumbuh-tumbuhan. Hanya sedikit sekali terpen-terpen yang diperoleh dari sumber-sumber lain. Secara umum biosintesa dari terpenoid terjadi 3 reaksi dasar yaitu

: 1. Pembentukan isoprene aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat

2. Penggabungan kepala dan ekor dua unit isprene akan membentuk mono-, seksui-, di-, sester-, dan poli-terpenoid.

3. Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

Beberapa contoh terpenoid :

Gambar 2.3 Struktur Terpenoid

(26)

Berdasarkan proses biosintesis minyak atsiri atau pembentukan komponen minyak atsiri didalam tumbuhan, minyak atsiri dapat dibedakan menjadi dua golongan. Golongan pertama adalah turunan terpen yang tebentuk dari asam asetat melauli jalur biosintesis asam mevalonat.Golongan kedua adalah senyawa aromatik yang tebentuk dari biosintesis asam sikimat melalui jalur fenil propanoid (Agusta, 2000). Sineol atau 1,8-cineole adalah eter siklik alami dan anggota monoterpenoid. Monoterpen merupakan senyawa yang memiliki jumlah atom C sebanyak 10 yang terdiri dari 2 unit isopren.Berikut adalah contoh dari pembentukan senyawa-senyawa monoterpen dan senyawa terpenoida berasal dari penggabungan 3,3 dimetil allil pirofosfat dengan isopentenil pirofosfat.

Gambar 2.4 Biosintesis Miracen, golongan Monoterpen Dari bahan asal yang sama juga dibentuk :

Gambar 2.5 Senyawa Golongan Monoterpen Semua senyawa di atas banyak terdapat dalam minyak atsiri.

(27)

2.5. Sifat Fisika- Kimia Minyak Kayu Putih 2.5.1 Sifat Fisik Minyak Kayu Putih

1. Berat Jenis

Berat jenis merupakan salah satu kriteria penting dalam menentukan mutu dan kemurnian minyak atsiri. Berat jenis kayu putih merupakan perbandingan berat minyak kayu putih dengan berat air dalam volume yang sama. (Handayani,1997). Menjelaskan bahwa berat jenis suatu senyawa organik dipengaruhi oleh berat molekul, panjang rantai karbon, jumlah ikatan karbon-karbon dan jumlah ikatan rangkap dalam senyawa tersebut. Adanya kotoran dalam minyak kayu putih akan menyebabkan berat jenis berubah.

2. Indeks Bias

Indeks bias diperoleh jika cahaya melewati media kurang padat ke media lebih padat, maka sinar akan membelok atau membias menuju garis normal. Menurut Handayani (1997) dan Arnita (2011), senyawa organic mempunyai nilai indeks bias sebanding dengan panjang rantai karbon atau rantai siklis yang menyusunnya dan jumlah ikatan rangkap yang terdapat pada senyawa tersebut.

3. Putaran Optik

Putaran optik terjadi akibat adanya perbedaan atom dan molekul (Seperti oksigen dan gugusan hidroksil) yang terikat pada atom karbon yang akan menyebabkan perbedaan elektronegativitas. Sedangkan, elektronegativitas tersebut digambarkan oleh besar polaritas dan ikatan kimia, sehingga menghasilkan momen dua kutub yang akan memutar bidang cahaya terpolarisasi kea rah kanan (dextrorotary) dan kekiri (Levorotary) (Gray,1967) dan Handayani,1997).

4. Bau yang Khas

Minyak atsiri adalah zat berbau, biasa dikenal dengan nama minyak eteris atau minyak terbang (essential oil, Volatile oil) yang dihasilkan oleh tanaman. Minyak tersebut berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya (Ketaren,1985).

2.5.2 Sifat Kimia Minyak Kayu Putih 1. Kelarutan dalam Etanol alkohol

Nilai kelarutan dalam alkohol memenuhi standar SNI yang mensyaratkan kelarutan dalam alkohol 1 : 1 – 1 : 10 dan jernih

(28)

2. Kadar Sineol (%)

Minyak kayu putih akan termasuk kedalam kelas mutu U(utama) jika memiliki kadar sineol > 55% dan Mutu P(pertama) jika kadar sineol kurang dari 55%. Komponen utama dalam minyak kayu putih adalah sineol, yang kadarnya mencapai 50-65%.Senyawa ini terdapat pada sejumlah besar minyak atsiri dan sineol terdapat dalam 260 jenis minyak atsiri. Sineol (1,8 Sineol) tersebut dikenal dengan nama bermacam-macam seperti Cajeput hydrate, dan Cajeputol (Guenther,1987).

3. Rendemen

Rendemen menjadi salah satu faktor yang penting untuk diketahui, karena nilai ini sangat bermanfaat jika suatu jenis kayu putih akan dikembangkan untuk industri. Semakin besar nilai rendemen maka akan semakin potensial pula suatu jenis kayu putih untuk diproduksi. Faktor utama yang berpengaruh terhadap perbedaan hasil rendemen minyak kayu putih yang dihasilkan dari waktu pemasakan dan asal bahan baku daun kayu putih. Dalam penelitian ini, proses penyulingan dilakukan dengan metode uap (Steam distillation) dalam skala laboratorium. Menurut Guenther, 1987, perlakuan terhadap bahan baku penghasil minyak atsiri setelah ekstraksi, pengemasan dan penyimpanan bahan ataupun produk berpengaruh terhadap kualitas minyak atsiri.

4. Bilangan Keasaman

Bilangan asam menunjukkan semakin banyak minyak atsiri kontak dengan udara, semakin banyak senyawa asam yang terbentuk. Proses oksidasi juga dapat disebabkan oleh tekanan dan temperature yang tinggi saat proses menghasilkan minyak atsiri.

5. Bilangan Ester

Bilangan ester merupakan parameter penentuan yang menandakan bahwa minyak atsiri tersebut mempunyai aroma yang baik.Semakin tinggi bilangan ester maka semakin baik aroma minyak atsiri tersebut. Hingga sekarang standart minyak atsiri eucalyptus citriodora belum ada, sehingga dalam hal ini sebagai pembanding digunakan standar minyak atsri nilam dari BSN (2006) dan Essential Oils Association (EOA ; 2006), hasil penelitian menunjukkan bahwa minyak atsiri Eucalyptus Citriodora yang diperoleh termasuk kedalam standar SNI maupun EOA. Namun belum semua parameter dapat disajikan, karena penelitian masih berlanjut.

(29)

2.6 Rendemen dan Mutu Minyak Kayu Putih (Eukaliptus oil)

Tanaman kayu putih merupakan salah satu merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang banyak diolah dan dimanfaatkan untuk menghasilkan minyak kayu putih.Rendemen dan mutu minyak atsiri sangat bervariasi karena banyak faktor yang mempengaruhinya. Menurut Guenther, 1987, perlakuan terhadap bahan baku penghasil minyak atsiri, jenis alat penyulingan, perlakuan minyak atsiri setelah ekstraksi, pengemasan dan penyimpanan bahan ataupun produk berpengaruh terhadap kualitas minyak atsiri. Selain faktor – faktor yang disebutkan diatas juga terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi rendemen dan mutu minyak kayu putih, diantaranya cara penyulingan, lingkungan tempat tumbuh, waktu pemetikan bahan dan penanganan bahan sebelumnya penyulingan (Nurdjannah, 2006). Di bawah ini terdapat standar mutu minyak kayu putih berdasarkan SNI 06-3954- 2006.

Tabel 2.2 Standar Mutu Minyak Kayu Putih (SNI 06-3954-2006).

No. Jenis Uji Satuan Persyaratan

1 Keadaan - -

1.2 Warna - JernihsampaiKuning

Kehijauan 1.3.1.1 Bau

1.Bobot jenis 20⁰C 2.Indeks bias (nD²⁰)

3.Kelarutan dalam etanol 70 % 4.Putaran optik

5. Kandungan Sineol

- Khas kayu putih - 0,900 – 0,930 - 1,450 – 1,470

- 1:1 sampai 1:10 jernih - -4⁰ s/d 0⁰

- 50 – 65 %

(30)

2.7 Pengolahan Daun Kayu Putih (Eukaliptus oil)

Minyak kayu putih adalah hasil minyak atsiri yang diperoleh dari penyulingan daun Eukaliptus. Minyak atsiri merupakan zat cair yang mudah menguap dan bercampur dengan persenyawaan padat yang berbeda baik dalam komposisi dan titik cairnya Penyulingan daun kayu putih untuk mendapatkan minyak

kayu putih menggunakan prinsip yang didasarkan kepada sifat minyak atsiri yang dapat menguap jika dialiri dengan uap air panas. Uap yang dialirkan akan membawa minyak atsiri yang ada di daun kayu putih dan ketika uap tersebut bersentuhan dengan media yang dingin maka akan terjadi perubahan menjadi embun sehingga akan diperoleh air dan minyak dalam keadaan terpisah (Sumadiwangsa & Silitonga, 1997). Penyulingan daun kayu putih untuk mendapatkan minyak kayu putih dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya dengan cara rebus, cara kukus dan dengan cara menggunakan uap langsung.

2.7.1 Penyulingan

Pada umumnya cara isolasi minyak atsiri adalah sebagai berikut : uap menembus jaringan tanaman dan menguapkan semua senyawa yang mudah menguap. Jika hal ini benar, maka seakan – akan isolasi minyak atsiri dari tanaman dengan cara hidrodestilasi merupakan proses yang sederhana, hanya membutuhkan jumlah uap yang cukup. Namun, kenyataan hal tersebut tidak sesederhana yang kita bayangkan. Hidrodestilasi atau penyulingan dengan air terhadap tanaman meliputi beberapa proses. Dalam Pengertian industri minyak atsiri dibedakan tiga tipe hidrodestilasi, yaitu :

1. Penyulingan air

2. Penyulingan Uap dan Air 3. Penyulingan Uap Langsung

Pada dasarnya ketiga tipe penyulingan tersebut memiliki kesamaan yaitu suatu Pengertian penyulingan dari sistem dua-fase. Perbedaannya terutama terletak pada cara penanganan bahan tanaman yang akan diproses.

(31)

2.7.1.1 Penyulingan Air

Bila cara ini digunakan maka bahan yang akan disuling berhubungan langsungDengan air mendidih. Bahan yang akan disuling kemungkinan mengambang/mengapung diatas air atau terendam seluruhnya tergantung pada berat jenis dan kuantitas bahan yang akan diproses. Air dapat didihkan dengan api secara langsung. Sejumlah bahan tanaman adakalanya harus diproses dengan penyulingan air sewaktu terendam dan bergerak bebas dalam air mendidih. Sedangkan bila bahantersebut diproses dengan penyulingan uap maka akan menyebabkan terjadinya pengumpalan sehingga uap tidak dapat menembusnya. Penyulingan air ini tidak ubahnya bahan tanaman direbus secara langsung.

2.7.1.2 Penyulingan Uap dan Air

Bahan tanaman yang akan diproses secara penyulingan uap dan air ditempatkan dalam suatu tempat yang bagian bawah dan tengah berlobang – lobang yang ditopang diatas dasar alat penyulingan. Bagian bawah alat penyulingan diisi air sedikit dibawah dimana bahan ditempatkan. Air dipanaskan dengan api seperti pada penyulingan air diatas. Pada proses ini penulis menggunakan pemanasan dengan kompor minuak tanah yang ditekan.

Bahan tanaman yang akan disuling hanya terkena uap, dan tidak terkena air yang mendidih. Bentuk dan bagian – bagian alat penyulingan ini akan diuraikan kemudian.

2.7.1.3 Penyulingan Uap Langsung

Cara ketiga dikenal sebagai penyulingan uap atau penyulingan uap langsung dan perangkatnya mirip dengan kedua alat penyulingan sebelumnya hanya saja tidak ada air dibagian bawah alat.Uap yang digunakan lazim memiliki tekanan yang lebih besar dari pada tekanan atmosfer dan dihasilkan dari hasil penguapan air yang berasal dari suatu pembangkit uap air.Uap air yang dihasilkan kemudian dimasukkan kedalam alat penyulingan.

Pada dasarnya tidak ada perbedaan yang menyolok antara ketiga alat penyulingan tersebut. Namun demikian pemilihan tergantung pada cara yang digunakan, karena reaksi tertentu dapat terjadi selama penyulingan.

(32)

Faktor – faktor yang berpengaruh pada hidrodestilasi adalah :

1. Difusi atau perembesan minyak atsiri oleh air panas melalui selaput tanaman, ini juga dikenal dengan pengertian Hidrodifusi.

2. Hidrolisis terhadap komponen tertentu dari Minyak Atsiri 3. Peruraian terjadi oleh panas (Sastrohamidjojo, 2014) 2.8 Analisis Komponen Minyak Essensial

Analisis terhadap minyak atsiri menggunakan Gas Chromatography- Mass Spectrofotometer (GC-MS), dimana GC-MS merupakan metode pemisahan senyawa organik yang menggunakan dua metode Analisis yaitu Kromatografi Gas (GC) untuk mengAnalisis jumlah senyawa secara kuantitatif dan Spektrofotometer Massa (MS) untuk menganalisis struktur molekul senyawa analit.

Peningkatan penggunaan GC-MS banyak digunakan yang dihubungkan dengan komputer dimana dapat merekam dan menyimpan data dari sebuah analisis akan berkembang pada pemisah yang lebih efisien. Karena komputer dapat diprogram untuk mencari spektra library langka, membuat indentifikasi dan menunjukkan analisis dari campuran gas tersebut (Willet, 1987)

2.8.1 Kromatografi Gas – Mass Spektrometri (GC-MS)

Sejak tahun 1960, GC-MS digunakan secara luas dalam Kimia Organik.Ada dua alasan utama terjadinya hal tersebut.Pertama adalah telah ditemukan alat yang dapat menguapkan hampir semua senyawa organik dan mengionkan uap.Kedua, fragmen yang dihasilkan dari ion molekul dapat dihubungkan dengan struktur molekulnya.GC-MS adalah sigkatan dari “Gas Chromatography–MassSpektrometry”.Instrumen ini adalah gabungan dari alat GC dan MS, hal ini berartisampel yang hendak diperiksa diidentifikasi dahulu dengan alat GC (GasChromatography) baru, kemudian diidentifikasi dengan alat MS (Mass Spectrometry).GC dan MS merupakan kombinasi kekuatan yang simultan untukmemisahkan dan mengindentifikasi komponen – komponen campuran.

GC-MS merupakan metode pemisahan senyawa organik yang menggunakandua metode analisis yaitu Kromatografi Gas (GC) untuk menganalisis jumlah senyawa secara kuantitatif dan Spektrometri Massa (MS) untuk menganalisis struktur molekul senyawa analit. (Abdi, 2004)

(33)

Gas Kromatografi adalah salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi komponen – komponen penyusunnya. Gas kromatografi biasanya digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas (Khajuria, 2013).

Spektroskopi Massa adalah suatu metode untuk mendapatkan berat molekul dengan cara mencari perbandingan massa terhadap muatan dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari – jari orbit melingkarnya dalam medan magnetik seragam. Penggunaan kromatografi gas dapat dipadukan dengan spektroskopi massa. Panduan keduanya dapat menghasilkan data yang lebih akurat dalam pengidentifkasian senyawa yang dilengkapi dengan struktur molekulnya.(Fowlis,1998).

2.8.2 Kegunaan Alat Gas Chromatography-Mass Spectrofotometry Adapun Kegunaan dari alat GC-MS adalah sebagai berikut :

1. Untuk menentukan berat molekul dengan sangat teliti sampai 4 angka dibelakang desimal. Guna menentukan 4 angka dibelakang desimal contohnya adalah sebagai berikut : misalnya ada senyawa – senyawa : CO Massa Molekul = 28 ; N₂ Massa Molekul = 28 ; H₂C=CH₂ Massa Molekul = 28.

Kalau dihitung Massa masing – masing dengan teliti, maka masing – masing massa molekulnya akan berbeda.

2. Untuk mengetahui Rumus Molekul tanpa melalui Analisis unsur misalnya C4H10O, biasanya memakai cara kualitatif atau kuantitatif, mula – mula diketahui rumus empiris dulu (CXHYOZ)n , Kemudian baru dapat diketahui melalui komputerisasi.

3. Bila senyawa dimasukkan ke dalam alat spektroskopi massa, maka senyawa itu akan ditembaki oleh elektron dan molekul akan mengalami reaksi fragmentasi. Molekul akan pecah karena tembakan elektron dalam spektrofotometer. Pecahnya molekul itu tergantung pada gugus fungsi yang ada dalam molekul itu, jadi melalui suatu corak tertentu, tidak secara random.Sebelum ini hanya Spektrometri Infra Red (IR yang dapat mengetahui gugus fungsi. Dengan adanya

(34)

fragmentasi, senyawa – senyawa tersebut dapat dikenali sehingga kita dapat mengetahui apakah senyawa – senyawa tersebut termasuk golongan alkohol, amin, karboksilat, aldehid dan lain sebagainya. GC-MS hanya dapat digunakan untuk mendeteksi senyawa – senyawa yang mudah menguap.

2.8.3 Prinsip dan Cara Kerja GC-MS

Kromatografi Gas ini juga mirip dengan destilasi fraksional, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan pada perbedaan titik didih. Namun, destilasi fraksional biasanya digunakan untuk memisahkan komponen – komponen dari campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan pada skala kecil (Pavia, 2006).

Kromatografi Gas (GC) merupakan jenis Kromatografi yang digunakan dalam Kimia Organik untuk pemisahan dan analisis.GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran.Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah senyawa kompleks. Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak(atau mobilephase) adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yangtidak reaktif seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa – pipa kaca atau logam yang disebut kolom.Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatography (Fowlis,1998).

Saat GC dikombinasikan dengan MS, akan didapatkan sebuah metode analisis yang sangat bagus. Peneliti dapat menganalisis larutan organik, memasukkannya kedalam instrumen, memisahkannya menjadi komponen tinggal dan langsung mengidentifikasi larutan tersebut.Selanjutnya, peneliti dapat menghitung Analisis kuantitatif dari masing – masing komponen (Khajuria, 2013).

Berdasarkan data waktu retensi yang sudah diketahui dari literatur, pada alat GC-MS dapat diketahui senyawa apa saja yang ada dalam sampel.

Selanjutnyadengan memasukkan senyawa yang diduga tersebut kedalam instrumen spektroskopi massa. Hal ini dapat dilakukan karena salah satu kegunaan dari kromatografi gas

(35)

adalah untuk memisahkan senyawa – senyawa dari suatu sampel. Setelah itu akan diperoleh hasil dari spektra spektroskopi massa pada grafik yang berbeda. Informasi yang diperoleh dari masing – masing spektra.Untuk spektra GC, informasi terpenting yang didapat adalah waktu retensi untuk tiap – tiap senyawa dalam sampel. Sedangkan untuk spektra MS, bisa diperoleh informasi mengenai massa molekul relatif dari senyawa sampel tersebut (Fowlis, 1998)

GC-MS kurang cocok untuk Analisis senyawa labil pada suhu tinggi karenaakan terdekomposisi pada awal pemisahan (Moore,2006). Prinsip dasar teknik GC-MS adalah sampel yang dibawa fase gerak (gas pembawa) akan cenderung menempelpada fase diam dan bergerak lebih lama dari komponen lainnya, sehingga masing – masing komponen keluar dari fase diam pada saat yang berbeda. GC-MS digunakan hanya untuk deteksi senyawa – senyawa yang mudah menguap. Zat –zat yang tidak bisa menguap seperti glukosa, sukrosa tidak dapat dideteksi dengan GC-MS. Secara umum GC-MS memiliki tiga konfigurasi utama, yaitu GC, konektor, dan MS. Prinsip kerja GC-MS didasarkan pada perbedaan kepolaran dan massa molekul sampel yang dapat diuapkan (Gouveia, 2011).

Sampel yang berupa cairan atau gas langsung diinjeksikan kedalam injektor, jika sampel berbentuk padatan maka harus dilarutkan pada pelarut yang dapat diuapkan. Aliran gas yang mengalir akan membawa sampel yang teruapkan untuk masuk kedalam kolom. Komponen – komponen yang ada pada sampel akan dipisahkan berdasarkan partisi diantara fase gerak (gas pembawa) dan fase diam (kolom). Hasilnya adalah berupa molekul gas yang kemudian akan diionisasikan pada spektrometer massa sehingga molekul gas itu akan mengalami fragmentasi yang berupa ion – ion positif. Ion akan memiliki rasio yang spesifik anatara massa dan muatannya (Fowlis, 1998).

Skema kerja GC-MS dapat dilihat pada

Gambar 2.6 Skema Kerja Instrumen GC-MS

(36)

2.8.4 Instrumentasi GC-MS

GC-MS semakin meluas penggunaannya sejak tahun 1960 dan banyakdiaplikasikan dalam kimia organik.Sejak saat itu terjadi kenaikan penggunaan yang sangat besar pada instrument ini (Gouvenia, 2011).Hal tersebut dikarenakan GC-MS dapat menguapkan hampir semua senyawa organik dan mengionkannya.Selain itu, fragmen yang dihasilkan dari ion molekul dapat dihubungkan dengan struktur molekulnya. Alat GC-MS dapat dilihat dari gambar 2.3

Gambar 2.7.alat Instrumentasi GC-MS

Instrumen GC-MS merupakan gabungan dari alat GC dan MS, yang berarti sampel yang akan dianalisis diidentifikasi dahulu dengan alat GC kemudian diidentifikasi kembali dengan alat MS. GC dan MS merupakan kombinasi kekuatan yang simultan untuk memisahkan dan mengidentifikasi komponen – komponen campuran (skoog, 1991).

Adapun Instrumentasi GC-MS terdiri dari : 2.8.4.1.1. Instrumentasi Gas Kromatografi a. Carrier Gas Supply

Gas Pembawa (carrier gas) pada kromatografi gas sangatlah penting.

Gas yang dapat digunakan pada dasarnya haruslah inert, kering dan bebas oksigen. Kondisi seperti ini dibutuhkan karena gas pembawa ini dapat saja bereaksi dan dapat mempengaruhi gas yang akan dipelajari dan diidentifikasi (Fowlis, 1998).

(37)

b. Injeksi Sampel

Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempeng karet ini disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut (Fowlis, 1998)

c. Kolom

Ada dua tipe kolom dalam kromatografi gas – cair.Tipe pertama, tube panjang dan tipis berisi material padatan; Tipe kedua, lebih tipis dan memiliki fase diam yang berikatan dengan pada bagian terdalam permukaannya. Ada tiga hal yang dapat berlangsung pada molekul tertentu dalam campuran yang diinjeksikan pada kolom :

- Molekul dapat berkondensasi pada fase diam

- Molekul dapat larut dalam cairan pada permukaan fase diam - Molekul dapat tetap pada fase gas (Fowlis, 1998).

2.8.4.1.2. Instrumentasi Spektroskopi Massa a. Sumber Ion

Setelah melewati rangkaian gas kromatografi, sampel gas yang akan diuji dilanjutkan melalui rangkaian spektroskopi massa. Molekul – molekul yang melewati sumber ion ini diserang oleh elektron, dan dipecah menjadi ion – ion positifnya. Tahap ini sangatlah penting karena untuk melewati filter, partikel – partikel sampel haruslah bermuatan (Fowlis, 1998).

b. Filter

Selama ion melalui rangkaian Spekroskopi massa, ion – ion ini melalui rangkaian elektromagnetik yang menyaring ion berdasarkan perbedaan massa.

Para ilmuwan memisahkan komponen – komponen massa untuk kemudian dipilih yang mana yang bileh melanjutkan yang mana yang tidak (prinsip penyaringan). Filter ini terus menyaring ion – ion yang berasal dari sumber ion untuk kemudian diteruskan ke detektor. (Flowlis, 1998).

(38)

c. Detektor

Ada beberapa tipe detektor yang biasa digunakan.Detektor ionisasi nyala dijelaskan pada bagian bawah penjelasan ini, merupakan detektor yang umum dan lebih mudah untuk dijelaskan dari pada detektor alternatif lainnya (Fowlis, 1998).

Dalam Mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang sangat kompleks. Selama proses, sejumlah ion – ion dan elektron – elektron dihasilkan dalam nyala. Kehadiran ion dan elektron dapat dideteksi.Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom.Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor (Hegstd, 2008).

Hasil detektor akan direkam sebagai urutan puncak – puncak; setiap puncak mewakili satu senyawa dalam campuran yang malalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati – hati kondisi dalam kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang tampak – tentu saja senyawa yang murni dan berbagai senyawa pada kondisi sama (Fowlis, 1998).

Instrumen GC-MS merupakan instrumen yang terdiri dari 2 badan GC (GasChromatography) dan MS ( Mass Spectrometry). Seperti teknik pemisahan GCSenyawa menjadi komponen – komponennya berdasarkan kecepatan distribusi antara 2 fase, yaitu fase diam dan fase gerak.Yang masuk kedalam kolom tempat pemisahannya yang diubah menjadi uap. Kemudian uap yang keluar dari kolom masuk keadalam instrumen MS ( Mass Spectrometry) sebagai detektornya, untuk kemudian uap komponen-komponen yang terpecah dipecah lagi menjadi fragmen – fragmen nya.

Spesifikasi Alat GC-MS menentukan perbedaan kadar walaupun memiliki metode analisis yang sama dengan sampel yang sama. Oleh karena itu sangat diperlukan spesifikasi alat instrument.

(39)

Tabel 2.3 Spesifikasi Alat GC-MS pada Analisis Cannabinoid

G a s P e m b a w a

= H e l i u m M S T e m p e r a t u r

= 1 5 C

No. Spesifikasi Mode yang digunakan Referensi

1. GC-MS (Shimadzu QP2010). Khajuria,

Temperatur injector = 280 ⁰C 2014

Gas Pembawa = Helium

Laju alir gas pembawa = 1,0 mL/min

Temperatur oven = 110⁰C selama 3 menit, kemudian 210⁰C selama 2 menit, dan 300⁰C selama 5 menit.

2. GC-MS (Agylent tech.), Kolom = J&W DB-IMS 15m Jones, 2013 x 0,25 mm x 0,25 µm. Temperatur mula – mula = 100

0C selama 7.6 menit kemudian 200 ⁰C dan 230 ⁰C pada 10 ⁰C per menit

3. GC (6890 N) MS (5975B EI/CI) Musshoff,

2002 Kolom 5 MS, Panjang 30 m, diameter internal 250µm Model injeksi = splitless, temperatur injector (200 0C), temperatur kolom 60 0C, laju 20 0C/min pada 200 0C, kemudian 295 0C dengan laju 5 0C/ min selama 10 menit. Ionisasi elektron = 70 ev.

(Total waktu 32 menit)

4. Kolom = DB 1 MS. Engelhart,

Kolom injection = 2 µL 2014

Temperatur inlet = 250 0C

Temperatur oven = 100 ⁰C – 200 ⁰C – 276 ⁰C

(Taufik,M.2016)

(40)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Januari sampai bulan Februari 2019.

Proses Pengambilan sampel yang berupa daun segar yaitu Eucalyptus Citriodora yang diambil langsung dari Kawasan PT. Toba Pulp Lestari yang berlokasi di Jl. Indorayon Kecamatan Dolok Nauli, Kecamatan Parmaksian, Kabupaten Toba Samosir, Provinsi Sumatera Utara. Indentifikasi Daun Eucalyptus Citriodora di Laboratorium Herbarium Medanense (MEDA) FMIPA – USU. Destilasi minyak dari daun Eucalyptus Citriodora dilakukan dengan alat Destilasi Stahll di Laboratorium Kimia Organik FMIPA - USU.

Analisa kandungan Kimia dan Penentuan kadar Sineol dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA – UGM, Yogyakarta dengan GC - MS.

Penentuan Sifat Fisik bilangan keasaman dan bilangan ester dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA – USU.

3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat

Adapun Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

Nama alat Merek

Erlenmeyer 100mL Pyrex

Alat Destilasi Stahl -

Seperangkat alat GC-MS

RTX-5MS QP2010S Shimadzu

Labu destilasi 1000mL Pyrex

Hot plate Cimarec 2

Botol vial -