INDONESIAN JOURNAL OF ESSENTIAL OIL
November, 2016 Volume 1, Number 1
http://ijeo.ub.ac.id/
ISOLASI CIS DAN TRANS-SITRAL DARI MINYAK ATSIRI KEMANGI (Ocimum citriodorum, L) DENGAN METODE EKSTRAKSI BISULFIT DAN METODE DISTILASI UAP
Dwiarso Rubiyanto dan Da’watun Fitriyah
DIVERSIFIKASI PRODUK FARMASI DARI MINYAK LAWANG DENGAN PENDEKATAN SINTESIS KIMIA
Imanuel Berly D. Kapelle, Tun Tedja Irawadi, Meika Syahbana Rusli, Djumali Mangunwidjaja, Zainal Alim Mas’ud
Sukardi, Mahendra Narpatmaja Nizar, Arie Febrianto Mulyadi dan Sucipto
KAJIAN EKSTRAKSI MINYAK ATSIRI BUNGA MELATI (Jasminum sambac) DENGAN METODE ENFLEURASI
Sarifah Nurjanah, Isti Sulistiani, Asri Widyasanti dan Sudaryanto Zein
EFEK PULSED ELECTRIC FIELD (PEF) PADA RENDEMEN DAN KUALITAS MINYAK BUNGA MELATI (Jasminum sambac) (Kajian Rasio Bahan dan Pelarut)
MINYAK ATSIRI DAUN ZINGIBERACEAE SEBAGAI ANTIOKSIDAN DAN ANTIGLIKASI
Irmanida Batubara, Ummi Zahra, Latifah K Darusman, Akhiruddin Maddu
PENINGKATAN RENDEMEN DESTILASI MINYAK JAHE M E L A LU I F E R M E N TA S I JA H E M E R A H ( Z i n g i b e r ofcinale var. Rubrum) MENGGUNAKAN Trichoderma harzianum
Vivi Nurhadianty, Chandrawati Cahyani, Luthfi Kurnia Dewi
Linda Triani, Resti Kurnia Putri
Penanggung Jawab Direktur Institut Atsiri
Universitas Brawijaya
Prof. Dr. Ir. Chandrawati Cahyani, MS.
Ketua Dewan Direksi
Prof. Dr. Ir. Chandrawati Cahyani, MS.
Anggota Dewan Direksi Dr. Elvina Dhiaul Iftitah, S.Si., M.Si.
Editor/Redaksi Pelaksana Prof. Dr. Ir. Hanny Wijaya, M.Agr.
Prof. Edy Cahyono, M.Si Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA
Kesekretariatan Yoke Kusuma Arbawa, S.Kom
Alamat Redaksi Institut Atsiri
Jl. Veteran, Gedung Senat Lt. 2, Universitas Brawijaya Kota Malang, Jawa Timur, 65145
Telp. 0341-4376580, Fax. 0341-4376393 E-mail : [email protected]
Daftar Isi
Isolasi Cis- Dan Trans-Sitral Dari Minyak Atsiri Kemangi (Ocimum Citriodorum, L) Dengan Metode Ekstraksi Bisulfit Dan Metode Distilasi Uap ... 1 Kajian Ekstraksi Minyak Atsiri Bunga Melati (Jasminum Sambac) Dengan Metode
Enfreurasi ... 12 Diversifikasi Produk Farmasi Dari Minyak Lawang Dengan Pendekatan Sintesis Kimia ... 21 Efek Pulsed Electric Field (Pef) Pada Rendemen Dan Kualitas Minyak Bunga Melati
(Jasminum Sambac) (Kajian Rasio Bahan Dan Pelarut) ... 30 Minyak Atsiri Daun Zingiberaceae Sebagai Antioksidan Dan Antiglikasi... 44 Peningkatan Rendemen Destilasi Minyak Jahe Melalui Fermentasi Jahe Merah (Zingiber officinale var. Rubrum) menggunakan Trichoderma Harzianum... 53
Isolasi CIS- dan Trans-Sitral dari Minyak Atsiri Kemangi (Ocimum citriodorum, L) dengan Metode Ekstraksi
Bisulfit Dan Metode Distilasi Uap
Dwiarso Rubiyanto1,2 dan Da’watun Fitriyah2
1Center of Essential Oil Studies (CEOS)
2Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Islam Indonesia Jogjakarta
Email : [email protected] Abstrak
Telah dilakukan penelitian secara eksperimen laboratorium tentang isolasi sitral yang merupakan komponen terbesar dari minyak kemangi (Ocimum citriodorum, L). Minyak kemangi dapat diisolasi dari tanaman kemangi dengan penyulingan uap (steam distillation). Rendemen minyak kemangi hasil penyulingan sebesar 0,2 % b/b. Hasil kromatogram minyak kemangi (Ocimum citriodorum, L) menunjukkan konsentrasi sitral sebesar 33,82% dengan komposisi cis-sitral sebesar 14,86% dan trans-sitral sebesar 18,96%. Dalam penelitian ini sitral dalam minyak kemangi diisolasi dengan dua metode yaitu metode ekstraksi bisulfit dan metode distilasi uap. Isolasi sitral dengan metode ekstraksi bisulfit dilakukan secara kimia dengan mereaksikannya dengan larutan jenuh Natrium Bisulfit (NaHCO3) sementara isolasi sitral dengan metode distilasi uap dilakukan dengan rangkaian alat gelas kimia skala 500 mL. Isolasi sitral dengan metode distilasi uap dilakukan dengan perbandingan minyak kemangi dan air (1:1 ; 1:3 ; 1:6). Hasil analisis dengan kromatografi gas menunjukkan bahwa pada hasil ekstraksi bisulfit, konsentrasi sitral sebesar 58,57%. Sedangkan pada metode distilasi uap pada perbandingan 1:1 menunjukkan konsentrasi sitral sebesar 56,65%, pada perbandingan 1:3 menunjukkan konsentrasi sitral sebesar 56,64%, sedangkan pada perbandingan 1:6 menunjukkan konsentrasi sitral sebesar 58,03%. Kesimpulan yang dapat diambil adalah isolasi sitral dengan metode kimia maupun fisika dapat digunakan sebagai cara untuk mendapatkan bahan kimia yang lebih bernilai dari minyak kemangi.
Kata kunci : minyak kemangi, Ocimum citriodorum, sitral, ekstraksi bisulfit, metode distilasi uap.
Abstract
Has conducted research in laboratory experiments on isolation sitral which is the largest component of oil of basil (Ocimum citriodorum, L). Basil oil can be isolated from the basil plant with steam distillation (steam distillation). The yield of basil oil distillates by 0.2% w / w. Results chromatogram oil basil (Ocimum citriodorum, L) shows sitral concentration of 33.82% with cis-sitral composition of 14.86% and trans-sitral amounted to 18.96%. In this study sitral in basil oil was isolated by two methods of extraction methods bisulfite and steam distillation method. Isolation sitral by bisulfite extraction method performed chemically by treatment with a saturated solution of sodium bisulfite (NaHCO3) while insulating sitral by steam distillation method is done by means of a series of 500-ml beaker scale. Isolation sitral by steam distillation method is done by comparison basil oil and water (1: 1; 1: 3; 1: 6). The results of the analysis by gas chromatography showed that the extraction result bisulfite, sitral concentration of 58.57%. While the method of steam distillation at a ratio of 1: 1 shows the concentration sitral of 56.65%, the ratio of 1: 3 shows sitral concentration of 56.64%, while the ratio of 1: 6 shows sitral concentration of 58.03%. The conclusion that can be drawn is sitral
isolation by chemical and physical methods can be used as a way to get the chemicals that are more valuable than oil basil.
Keywords: basil oil, Ocimum citriodorum, sitral, bisulfite extraction, steam distillation method.
1. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara yang terkenal dengan kekayaan keanekaragaman hayatinya. Sumber daya alam hayati merupakan bagian dari sumber bahan kimia alami yang menawarkan jenis dan jumlah yang hampir tak terbatas. Pemanfaatan bahan alam seperti halnya tanaman minyak atsiri sebagai sumber senyawa kimia memerlukan penelitian dan pengkajian secara mendalam berkaitan dengan jenis bahan alam yang dipilih, sumber utama yang lebih ekonomis, dan metode pengambilan serta konversinya termasuk juga kebaruan metodenya.
Pemilihan jenis tanaman yang memiliki variasi jenis yang besar membutuhkan seleksi yang ketat. Banyaknya jenis tanaman yang mengandung sejumlah senyawa tertentu yang sama juga penting untuk diperhatikan. Demikian juga di dalam menentukan metode pengambilan bahan utama (minyak atsiri) dan metode konversi minyak atsirinya, penting diperhatikan efektivitas dan efisiensi bahan, alat dan waktu yang dibutuhkan [1].
Sejak tahun 1960-an Indonesia dikenal sebagai negara penghasil minyak atsiri besar di dunia dengan produk andalannya minyak nilam, minyak sereh wangi dan minyak cengkeh.
Namun hingga kini, perkembangan industri minyak atsiri Indonesia masih terbilang lambat dan tidak mengalami kemajuan yang berarti. Hal ini disebabkan, komoditas yang diunggulkan masih berkisar di level minyak mentah dan nilai tambah produksi minyak atsiri Indonesia masih rendah [2].
Sebenarnya di sisi lain telah tersedia kapasitas penelitian dan pengembangan baik di perguruan tinggi maupun di lembaga penelitian untuk menghasilkan produk turunan minyak atsiri yang bernilai tinggi. Pemanfaatan kegiatan penelitian dan pengembangan untuk meningkatkan nilai tambah produk minyak atsiri Indonesia. Misalnya proses ekstraksi dan fraksinasi minyak atsiri menjadi turunannya yaitu flavor dan fragrance [3],[4].
Secara umum, orang sudah mengenal tanaman kemangi yang merupakan bagian dari keluarga selasih (basil) yang dalam bahasa Latin dikenal dengan istilah Ocimum. Kemangi (Ocimum citriodorum, L) merupakan tanaman tahunan yang tumbuh tegak dengan cabang yang banyak. Tanaman ini berbentuk perdu, dengan tinggi 0,3 hingga 1,0 meter. Daun-daunya hijau dan berbau harum khas seperti jeruk. Bagian tangkai daun mempunyai panjang 2,5 cm, luas daun berbentuk elips dengan ukuran 2,5-5 cm x 1-2,5 cm. Tanaman kemangi memiliki rasa yang lebih tajam dan lebih pedas dari pada jenis genus Ocimum lainnya.
Kemangi tahan terhadap cuaca panas dan dingin. Jika di tanam di daerah dingin daunnya lebih lebar dan lebih hijau, sedangkan di daerah panas daunnya kecil, tipis dan berwarna lebih pucat. Kemangi dapat ditanam di berbagai daerah dengan berbagai jenis tanah sehingga ada sebagian yang tumbuh liar. Kemangi tumbuh pada tepi-tepi jalan, ladang dan sawah-sawah kering, dalam hutan jati dan disemaikan di kebun-kebun. Tanaman ini dapat ditemukan di seluruh pulau Jawa pada ketinggian 450-110 meter di atas permukaan laut.
Meskipun penggunaannya sama dengan kemangi yaitu sebagai bagian dalam masakan, namun di beberapa wilayah di luar Pulau Jawa seperti di Aceh, Lampung, Bengkulu, Bontang dan Balikpapan, tanaman ini dikenal dengan nama ruku-ruku dan merupakan jenis yang berbeda dari kemangi yang dikenal untuk lalapan dan pepes ikan.
Pada pengobatan tradisional, kemangi dapat digunakan sebagai obat, bagian-bagian yang dapat digunakan sebagai obat adalah akar, daun, dan biji. Tanaman kemangi merupakan tumbuhan yang berbatang lunak, berdaun tipis, berbunga putih dan mengandung minyak atsiri.
Minyak atsiri kemangi dapat diperoleh melalui proses penyulingan terhadap bagian daun.
Komponen utama dari minyak kemangi adalah sitral. Kandungan sitral dalam minyak kemangi Indonesia berkisar antara 65-70%, dengan rendemen penyulingan berkisar antara 0,2-1% [10].
Minyak kemangi banyak digunakan sebagai flavoring agen, minyak kemangi juga digunakan untuk campuran parfum dan pewangi sabun. Senyawa sitral memiliki potensi yang besar untuk dikonversi menjadi senyawa-senyawa terpenoid lainnya yang bermanfaat [5],[6]. Senyawa sitral merupakan senyawa yang memiliki isomer geometris yaitu trans-sitral dan cis- sitral. Sitral (C10H16O, BM=152,24 g/mol) secara kimia disebut 3,7-dimetil-2,6-oktadienal, suatu aldehida dari geranial. Sitral adalah cairan berminyak berwarna kuning pucat dengan bau yang menyegarkan seperti buah lemon. Sifat fisika dari sitral antara lain: spesifik gravitasi=
0,893-0,897, titik didih= 228–229 0C, dengan sediki dekomposisi. Indeks bias= 1,4876–1,4931 dan bersifat tidak optis aktif. Sitral juga digunakan dalam sintesis vitamin A komersial, ionon dan metil ionon yang merupakan bahan baku parfum, dan juga merupakan bahan industri yang penting di dalam produksi flavor sintetik [7],[8].
Berbagai jenis metode pemurnian senyawa yang berharga dapat dilakukan di laboratorium mulai dari skala gelas hingga skala meja [9]. Minyak kemangi dapat menjadi sumber penghasil minyak atsiri meskipun belum menjadi komoditas ekonomi. Kandungan senyawa kimia yang komersial di dalamnya perlu mendapat perhatian lebih dan eksplorasi yang mendalam. Hal ini mengingat pemanfaatan tanaman kemangi yang hanya terbatas pada kepentingan kuliner semata sehingga nilai tambahnya belum terlihat. Minyak kemangi memiliki kandungan sitral hingga 80% [10],[11]. Dengan melakukan pengambilan dan pemurnian minyak atsiri kemangi dan diteruskan dengan isolasi senyawa sitral melalui metode ekstraksi dan distilasi diharapkan akan mendapatkan nilai manfaat yang tinggi dari tanaman kemangi.
2. METODE PENELITIAN 1. Alat dan Bahan
1.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: seperangkat alat penyulingan uap, seperangkat alat distilasi uap skala laboratorium, corong pisah, labu leher tiga, evaporator Buchi, kromatografi Gas merk Hitachi, kromatografi gas-spektroskopi massa merk QP2010S Shimadzu dan alat-alat gelas laboratorium.
1.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: tanaman kemangi yang diperoleh dari daerah Sleman, Jogjakarta, sitral standar merk Sigma-Aldrich, natrium bisulfit anhidrat p.a., natrium bikarbonat anhidrat p.a., natrium sulfat anhidrat p.a., natrium hidroksida p.a., dietil eter teknis dan akuades.
2. Cara Kerja Penelitian
2.1 Isolasi Minyak Kemangi dari Tanaman Kemangi
Tanaman kemangi diangin-anginkan selama 24 jam hingga layu, kemudian disuling seluruh bagian tanaman yang telah dipetik (daun, bunga, ranting) sebanyak 50 Kg. Bahan dimasukan ke dalam alat penyuling yang memiliki wadah sampel yang berkapasitas 3 Kg bahan kering, dilakukan penyulingan beberapa kali sampai terkoleksi minyak kemangi dalam jumlah yang cukup. Ketel uap (boiler) berbahan stainless steel dengan pengukur tekanan yang telah diisi air dihubungkan ke tempat sampel melalui pipa stainless steel berdiameter 1 inchi. Pemanas dihidupkan dan uap panas ditahan hingga air mendidih. Uap dialirkan ketempat sampel dengan aliran konstan. Minyak yang keluar dilewatkan ke pendingin air yang terdiri dari pendingin bola satu meter dan pendingin kontinyu, kemudian ditampung dengan corong pisah 500 mL, kemudian dihitung rendemen dan sifat-sifat fisik minyak kemangi.
2.2 Analisis Kandungan Sitral Dalam Minyak Kemangi
Minyak kemangi yang diperoleh dari penyulingan uap dengan metode 2.1 kemudian dianalisis kandungan kimianya dengan alat Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (GC-MS-QP2010S) Shimadzu. Sitral standar juga dianalisis sebagai pembanding.
2.3 Isolasi Sitral Dalam Minyak Kemangi Dengan Metode Ekstraksi Bisulfit
Isolasi sitral dalam minyak kemangi dilakukan dengan metode ekstraksi bisulfit dengan perbandingan (Sitral : NaHSO3 : NaHCO3 : Akuades) berdasarkan literatur [8]. Untuk langkah mikro, terlebih dahulu menghitung jumlah mol riil berdasarkan kadar sitral sesunguhnya dalam minyak kemangi melalui analisis kromatogram. Selanjutnya dapat dilakukan perbandingan mol menurut perhitungan makronya. Ke dalam corong pisah dimasukan akuades, es batu, natrium bisulfit anhidrat, natrium bikarbonat dan minyak kemangi. Corong pisah ditutup rapat dan digojog beberapa kali selama 5-6 jam. Campuran dipisahkan dan diambil lapisan sulfitnya.
Larutan sulfit ditambahkan 20 mL eter kemudian dilakukan penggojokan sampai semua larutan terhomogenkan, setelah itu ditambahkan secara bertetes-tetes 20 mL larutan NaOH 10%.
Kemudian dilakukan penggojogan sampai NaOH habis, penggojokan dihentikan. Larutan campuran kemudian dipisahkan dari lapisan air. Lapisan eter yang diperoleh disimpan. Lapisan air yang telah dipisahkan dikembalikan kedalam corong pisah dan ditambahkan lagi 10 mL eter dan 5 mL NaOH 10%. Dipisahkan lapisan airnya dan kembali diekstraksi dengan 5 mL eter.
Seluruh fraksi eter digabungkan dan dikeringkan dengan Natrium Sulfat Anhidrat. Larutan didekantasi dan eter dievaporasi hingga habis. Hasilnya dianalisis dengan Kromatografi Gas.
2.4 Isolasi Sitral Dalam Minyak Kemangi Dengan Metode Distilasi Uap
Ke dalam labu alas bulat leher tiga 250 mL, dimasukan beberapa butir batu didih, dan sejumlah volume tertentu dari minyak kemangi dan air dengan perbandingan 1:1 ; 1:3 ; 1:6 dengan volume total tidak melebihi dua per tiga dari volume labu. Boiler yang telah diisi akuades dinyalakan hingga mendidih dan uap panas dialirkan secara perlahan dan diatur melalui kran, ke dalam labu leher tiga yang telah diisi campuran minyak kemangi dan air. Kuantitas uap yang dialirkan diekuivalenkan dengan volume kondensat yang dihasilkan sehingga volume campuran di dalam labu tidak berubah. Labu leher tiga juga dipanaskan hingga mendidih (titik didih campuran dicatat) dan uap dialirkan melalui kondensor untuk kemudian ditampung dalam penangas es. Temperatur labu dijaga agar konstan pada temperatur awal mendidih. Distilasi dilakukan sampai tidak ada tetesan minyak lagi pada penampung yang dapat dideteksi. Distilat kemudian diekstraksi dengan 50 mL eter dalam keadaan dingin menggunakan corong pisah, sitral akan larut dalam lapisan eter atas. Lapisan air diekstrak dua kali dengan 2 x 25 mL dietil eter untuk mengambil semua sitral, kemudian ditambahkan natrium sulfat anhidrat untuk menghilangkan sisa air. Selanjutnya pelarut diuapkan dan sitral bebas eter dianalisis dengan GC setelah itu terlebih dahulu dihitung berat dan volumenya.
3. Analisis Kromatogram
Metode isolasi secara kimia maupun secara fisika masing-masing memiliki karakteristik tersendiri. Hasil analisis kromatografi gas terhadap masing-masing metode isolasi sitral kemudian dibandingkan dengan melihat kemunculan puncak sitral dan konsentrasinya. Puncak- puncak senyawa selain sitral tidak dipertimbangkan kecuali bila terjadi keraguan pada hasil kromatogram yang ditunjukkan.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Isolasi Minyak Kemangi dari Tanaman Kemangi
Penyulingan minyak kemangi (Ocimum citriodorum, L) dilakukan dengan cara distilasi uap.
Tanaman kemangi yang digunakan sebanyak 50 kg. Distilasi dilakukan sebanyak enam belas kali dengan berat tanaman kemangi masing-masing tiga kilogram. Proses penyulingan dilakukan selama 3 jam, untuk memperoleh minyak kemangi secara optimal. Distilat minyak
yang dihasilkan dipisahkan dari air kemudian ditambahkan Natrium Sulfat anhidrat untuk mengikat air yang masih tersisa. Berat minyak hasil distilasi masing-masing tidak sama, hal ini dipengaruhi oleh lamanya waktu penyulingan dan dapat juga dipengaruhi oleh tekanan api yang besar yang akan menyebakan penyulingan yang lebih cepat dan efisien. Minyak kemangi yang dihasilkan berupa cairan yang berwarna kuning bening dengan berat hasil minyak adalah 93 gram, dan rendemen yang diperoleh sebesar 0,2 %. Selanjutnya dilakukan pengujian sifat-sifat fisik dan kimia terhadap minyak kemangi dan diperoleh sifat-sifat fisik dan kimia dari minyak kemangi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Kemangi
Karakteristik Nilai
Bobot Jenis 29 0C 0,9300 Putaran Optik -7 0 – 9 0 Indeks Bias pada 25 0C 1,482 2. Analisis Kandungan Sitral pada Minyak Kemangi
Minyak kemangi hasil penyulingan kemudian dianalisis menggunakan GC-MS dan juga dilakukan analisis sitral standar menggunakan GC sebagai pembanding. Hasil analisis GC untuk minyak kemangi dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Kromatogram GC standar sitral (atas) dan minyak kemangi (bawah) Dari kromatogram Gambar 1, kandungan sitral yang terdapat dalam sitral standar sebesar 98%
dengan konsentrasi cis-sitral sebesar 45,48% dengan waktu retensi (tR) 9,188 menit dan konsentrasi trans-sitral sebesar 52,52% dengan waktu retensi (tR) 9,619 menit. Kromatogram minyak kemangi menunjukkan adanya dua puluh puncak dengan konsentrasi tertinggi sitral
sebesar 33,82% yang terdiri dari cis-sitral sebesar 14,86% dengan waktu retensi (tR) 9,161 menit dan trans-sitral sebesar 18,96% dengan waktu retensi (tR) 9,589 menit.
3. Isolasi Sitral dari Minyak Kemangi Menggunakan Metode Ekstraksi Bisulfit
Pada penelitian ini, isolasi sitral dilakukan dengan menggunakan metode ekstraksi bisulfit[8] dengan perbandingan Sitral (0,06 mol): NaHSO3 (0,24 mol): NaHCO3 (0,18 mol):
Akuades (3,3 mol). Isolasi sitral ini dilakukan secara kimia dengan mereaksikannya dengan larutan jenuh natrium bisulfit (NaHSO3). Cara kimia ini cukup selektif dan produk sitral yang dihasilkan lebih murni bila dibandingkan dengan cara distilasi fraksinasi (Sastrohamidjojo, 2004).
Minyak kemangi tidak larut dalam air, termasuk sitral yang terkandung di dalamnya.
Bila larutan jenuh NaHSO3 dituangkan ke dalam minyak kemangi dan diekstraksi selama lima sampai enam jam, dan yang bereaksi hanya sitral, karena sitral mengandung gugus karbonil,
>C=O. Reaksi antara sitral dengan NaHSO3 merupakan reaksi adisi dan terbentuk endapan berwarna putih. Hasil adisi ini berwujud garam yang larut dalam air. Senyawa tambahan yang terbentuk ketika molekul NaHCO3 berkombinasi dengan gugus karbonil dari sitral, yang mana sitral dapat dimurnikan dengan NaHCO3.
Secara mekanisme, untuk memperoleh produk samping (garam) yang larut dalam air maka sistem larutan diarahkan agar ion sulfonat radikal melekat pada ikatan rangkap terkonjugasi dengan gugus karbonil. Namun, jika ion sulfonat radikal melekat pada posisi senyawa yang stabil maka sitral tidak dapat dimurnikan. Hasil kristal atau garam yang larut dalam air dipisahkan dan dimurnikan dengan eter. Terjadi transfer proton dari NaOH untuk menetralkan sitral dan untuk mendapatkan Na2SO3.Dari penelitian ini diperoleh kadar sitral terisolasi sebesar 58,57 % dengan komposisi cis-sitral sebesar 26,48 % dan trans-sitral sebesar 32,09 %. Mekanisme reaksi ekstraksi bisulfit terhadap sitral adalah sebagai berikut[7] :
C O
H
S O
O H
O + Na
CH ONa
S O
O OH
CH O
S O
O ONa H
C O
H
+ S
O
ONa NaO
OH
Na OH Sitral
Sitral Natrium sulfit
Natrium Bisulfit
Proton transfer
Gambar 2. Mekanisme reaksi snyawa sitral dengan NaHSO3
4. Isolasi Sitral Dalam Minyak Kemangi Dengan Metode Distilasi Uap
Distilasi uap adalah tipe khusus dari destilasi atau proses pemisahan untuk bahan sensitif seperti minyak, resin, hidrokarbon, dan lain-lain, yang tidak larut dalam air dan dapat terurai pada titik didihnya. Sifat dasar distilasi uap adalah bahwa hal itu memungkinkan suatu
senyawa atau campuran senyawa yang disulung pada suhu jauh dibawah bahwa dari titik dari masing-masing penyusun.
Minyak atsiri mengandung zat dengan titik didih sampai 200oC atau suhu yang lebih tinggi. Dengan adanya uap atau air mendidih, zat ini dapat tervolatilkan pada suhu mendekati 100 0C pada tekanan atmosfer. Distilasi uap ulang atau redistilasi digunakan untuk memisahkan campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 0C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 0C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Distilasi uap berfungsi untuk memurnikan zat atau senyawa cair yang tidak larut dalam air, dan titik didihnya cukup tinggi, serta tidak mengalami reaksi pengubahan.
Pada penelitian ini dilakukan sebagai upaya untuk memperoleh sitral dengan kemurnian yang lebih baik. Dengan adanya uap air yang masuk, maka tekanan kesetimbangan uap zat kandungan akan diturunkan menjadi sama dengan tekanan bagian didalam suatu sistem, sehingga sitral akan terdistilasi dan terbawa oleh uap air yang mengalir. Pada metode distilasi uap atau redistilasi, minyak yang dihasilkan lebih jernih. Hasil penyulingan ulang terhadap minyak atsiri dengan metode distilasi uap, ternyata dapat meningkatkan nilai transmisi (kejernihan) dan kemurnian untuk sitral yang dihasilkan. Dari hasil distilasi uap dianalisis dengan menggunakan GC untuk mengetahui kandungan sitral pada perbandingan minyak kemangi : air = 1:1 ; 1:3 dan 1:6. Hasil analisis GC dari metode distilasi uap untuk perbandingan 1:1 dapat ditunjukan pada Gambar 2.
Gambar 3. Kromatogram hasil distilasi uap 1:1 (atas); 1:3 (tengah) dan 1:6 (bawah) Gambar 3 menunjukkan kromatogram hasil distilasi uap 1:1 menunjukkan kandungan sitral dengan konsentrasi tertinggi pada puncak enam dan delapan. Kandungan sitral hasil distilasi uap 1:1 sebesar 56,65 % dengan konsentrasi cis-sitral sebesar 24,87 % dengan waktu retensi (tR) 9,173 menit dan konsentrasi trans-sitral sebesar 31,78 % dengan waktu retensi (tR) 9,604 menit. Kromatogram hasil distilasi uap 1:3 menunjukkan kandungan sitral sebesar 56,64
% dengan konsentrasi cis-sitral sebesar 24,96 % dengan waktu retensi (tR) 9,171 menit dan konsentrasi trans-sitral sebesar 31,68 dengan waktu retensi (tR) 9,600 menit. Sedangkan kromatogram hasil distilasi uap 1:6 menunjukkan kandungan sitral sebesar 58,03% dengan konsentrasi cis-sitral sebesar 24,47% dengan waktu retensi (tR) 9,171 menit dan konsentrasi trans-sitral sebesar 33,56 % dengan waktu retensi (tR) 9,603 menit.
Tabel 2. Perbandingan hasil isolasi sitral dan rendemennya secara kualitatif berdasarkan kromatogram
Perbandingan Minyak Kemangi
awal
Ekstraksi Bisulfit
Ditilasi Uap
1:1
Distilasi Uap 1:3 Distilasi Uap 1:6 Kandungan
Sitral (%)
33,82 58,57 56,65 56,64 58,03
Rendemen (%)
0,2 40 52 46 22
Tabel 3. Perbandingan hasil isolasi sitral dan rendemennya secara kuantatif berdasarkan luas puncak senyawa sitral
Kondisi Luas puncak
% cis Luas puncak
% trans
Cis-sitral Trans-sitral
M 10502642 13406902
EB 22754581 116,66↑ 27580368 105,72↑
DU 11 10706482 1,94↑ 13683621 2,06↑
DU 13 9388699 -10,61↓ 11915636 -11,12↓
DU 16 9614586 -8,46↓ 13185153 -1,65↓
Keterangan :
M= minyak kemangi sebelum isolasi; EB= metode ekstraksi bisulfit; DU 11= metode distilasi uap perbandingan 1:1; DU 13= metode distilasi uap perbandingan 1:3; DU 16= metode distilasi uap perbandingan 1:6; ↑= terjadi kenaikan; ↓= terjadi penurunan.
Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa isolasi sitral dengan perbandingan metode ekstraksi bisulfit dan metode distilasi uap didapatkan perbedaan kandungan sitral yang diperoleh dari masing-masing metode isolasi tersebut baik dari sisi kemurnian maupun rendemen. Metode isolasi sitral menggunakan ekstraksi bisulfit menghasilkan kandungan sitral yang paling banyak dibandingkan dengan metode distilasi uap. Hal ini disebabkan karena cara kimia ini cukup selektif dan produk sitral yang dihasilkan lebih murni bila dibandingkan dengan cara distilasi uap.
Sedangkan untuk metode isolasi sitral menggunakan metode distilasi uap menghasilkan kandungan sitral yang berbeda-beda secara kualitatif dari tiga variasi, yaitu pada perbandingan 1:1 menghasilkan kandungan sitral sebesar 56,5%, untuk perbandingan 1:3 menghasilkan kandungan sitral sebesar 56,64% sedangkan untuk perbandingan 1:6 menghasilkan kandungan sitral sebesar 58,03%. Dari ketiga variasi tersebut pada perbandingan 1:6 didapatkan kandungan sitral yang optimal. Hal ini dikarenakan semakin banyak perbandingan minyak kemangi dan air, maka akan lebih murni kandungan sitral yang dihasilkan. Tetapi dari ketiga variasi dari metode distilasi uap kandungan sitral yang dihasilkan lebih sedikit dibandingkan dengan metode ekstraksi bisulfit hanya pada perbandingan 1:6 hampir mendekati kandungan sitralnya. Hal ini dikarenakan masih banyak senyawa-senyawa yang belum bisa terisolasi dengan menggunakan metode distilasi uap, dan juga dikarenakan masih banyak pengotor dan senyawa-senyawa lain yang masih ada di dalam minyak sehingga isolasi sitral menggunakan metode distilasi uap kurang selektif dan kurang murni dibandingkan dengan metode ekstraksi bisulfit. Namun secara umum kedua metode dapat meningkatkan komposisi sitral dari minyak atsiri kemangi (3,82 %) menjadi 56,64 – 58,57 % dengan variasi rendemen yang berkisar 22 – 56 %.
Tabel 3 menunjukkan perhitungan secara kuantitatif terhadap perubahan jumlah cis- sitral dan trans-sitral yang dapat dimurnikan dengan mempertimbangkan konsentrasi awal sitral sebelum diisolasi dengan kedua metode tersebut. Meskipun secara umum dari peak report kromatogram menunjukkan selisih konsentrasi total sitral yang relatif kecil namun secara spesifik terdapat perbedaan yang signifikan apabila diperhitungkan konsentrasi awal sitral ditinjau dari luas puncak yang ditunjukkan oleh peak report kromatogram dari masing-masing isomer sitral.
Dengan metode ekstraksi bisulfit diperoleh kenaikan jumlah cis-sitral sebesar 116,66 % dan trans-sitral sebesar 105,72 %. Metode DU 11 diperoleh kenaikan jumlah cis-sitral sebesar 1,94 % dan trans-sitral sebesar 2,06 %. Sementara dengan metode DU 13 dan DU 16, konsentrasi sitral mengalami penurunan, di mana jumlah cis-sitral menurun sebesar 10,61 % dan 8,46 %; trans-sitral menurun sebesar 11,12 % dan 1,65 %. Dari perhitungan tersebut menguatkan kesimpulan bahwa metode ekstraksi bisulfit merupakan metode yang efektif dalam isolasi sitral dari minyak kemangi.
.
4. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : a. Minyak kemangi (Ocimum citriodorum, L) diperoleh dengan cara penyulingan uap
dengan rendemen sebesar 0,2 %, berbentuk cair dan berwarna kuning jernih serta berbau khas minyak kemangi serta kandungan sitral sebesar 33,82 %.
b. Metode isolasi sitral dengan metode ekstraksi bisulfit diperoleh kandungan sitral sebesar 58,57 %.
c. Isolasi sitral dengan metode distilasi uap dengan perbandingan minyak kemangi : air = 1:1 diperoleh kadar sitral sebesar 56,65 %; untuk perbandingan 1:3 diperoleh kadar sitral sebesar 56,64 %, dan untuk perbandingan 1:6 diperoleh kadar sitral sebesar 58,03 %.
d. Metode ekstraksi bisulfit merupakan metode yang lebih efektif dalam isolasi sitral dari minyak kemangi dibandingkan metode distilasi uap.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terimaksih kami sampaikan kepada Direktorat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Islam Indonesia Jogjakarta yang telah mendanai penelitian ini melalui skema Penelitian Dasar.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Rubiyanto, D, dan Istiqomah N., 2006, Profil Kromatografi dan Spektra Inframerah dari Minyak Daun Selasih Tipe Ocimum Basilicum “Lime“ dan Ocimum Basilicum ”Canum Sims”, Jurnal EKSAKTA, Yogyakarta.
[2] Sastrohamidjojo, H., 2004, Minyak Atsiri, Penerbit Liberty, Yogyakarta.
[3] Gunawan, R, 2009, Development of Essential Oil Derivatives in Indonesia, International Seminar on Essential Oils (ISEO) II, tanggal 26-28 Oktober 2009, Bogor.
[4] Gunawan, W, 2009, Kualitas dan Nilai Minyak Atsiri, Implikasi pada Pengembangan Turunannya, Seminar Nasional : Kimia Bervisi SETS (Science, Environment, Technogy, Society) Kontribusi bagi Kemajuan Pendidikan dan Industri, diselenggarakan Himpunan Kimia Indonesia Jawa Tengah, Tanggal 21 Maret 2009, Semarang.
[5] Torres, R.C., 1993, Citral From Cymbopogon Citratus (D C) Stafpf (Lemongrass) Oil, Philippine Journal of Science, 269-276.
[6] Trasarti, A. F., Marchi, A.J. and Apesteguia, C.R., 2004, Highly Selective Syntheses of Menthols From Citral in A One – Step One Process, Journal of Catalysis, 224,484-488, Elsevier Inc.
[7] Dodge, A., 1940, Perfumer 32, No. 3, 67. Chem. J Abstract,30, 3403.
[8] Russell, A. and Kenyon, R. L., 1955, Pseudoionones, Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, p.747 (1995) : Vol. 23, P.78 (1943), Organic Syntheses, Inc.
[9] Armarego, W.L.F., and Perrin, D.D, 2000, Purification of Laboratory Chemicals, 4th edition, Butter worth-Heinemann Publisher, Oxford.
[10] Rubiyanto, D, 2008, The Essential Oil of “Daun Kemangi” (Ocimum Citriodorum Sp.) and Preliminary Study of Its Impacton The Grasshopper Feeding, Malaysian International Conference on Essential Oil, Flavor and Fragrance Materials V(MICEOFF5), 28-30 Oktober 2008, Institut Kimia Malaysia, KL.
[11] Rubiyanto, D., Anwar, C. dan Sastrohamidjojo, H., 2015, Complete Chemo Type of Three Species of Basils (Ocimum basilicum) Grown in Indonesia, Journal of Essential Oil Bearing Plants (TEOP), 18 (4) 2015 pp 982 – 991, T&F Publisher.
Kajian Ekstraski Minyak Atsiri Bunga Melati (Jasminum sambac) dengan Metode Enfreurasi
Sarifah Nurjanah*1, Isti Sulistiani2, Asri Widyasanti3, Sudaryanto Zain4 Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia e-mail: *1[email protected], 2[email protected], 3[email protected],
Abstrak
Bunga melati merupakan bunga yang banyak dimanfaatkan sebagai sumber wewangian sehingga berpotensi dikembangkan sebagai bahan baku minyak atsiri. Penelitian ini bertujuan mengkaji ekstraksi minyak bunga melati menggunakan metode enfluerasi. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen dengan rancangan acak lengkap (lima kali ulangan). Perbandingan penggunakan shortening dan butter adalah 100% shortening, 30%:70%, 50%:50%, 70%:30% dan 100% butter. Hasil penelitian menunjukkan rendemen terendah didapatkan dari ekstraksi menggunakan 100% butter dan rendemen tertinggi dengan 100% shortening. Ekstraksi dengan shortening 100% menghasilkan minyak dengan aroma paling wangi. Nilai parameter h (hue) untuk pengujian warna menunjukkan bahwa semua perlakuan mempunyai nilai h lebih dari 90o. Bobot jenis tertinggi adalah minyak yang diekstrak dengan 100% butter. Indeks bias minyak berkisar antara 1,447-1,458. Bilangan asam minyak tertinggi terdapat pada minyak yang diekstrak dengan 100% butter dan terendah terdapat pada minyak yang diekstrak dengan 100% shortening. Bilangan ester terendah terdapat pada minyak yang diekstrak dengan 100% butter dan tertinggi terdapat pada minyak yang diekstrak dengan 100% shortening. Semua minyak larut dalam alkohol dengan perbandingan antara minyak dengan alkohol 95% adalah 1:1. Kadar sisa pelarut minyak berkisar antara 2,18-4,58%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa absorben shortening menghasilkan minyak melati yang lebih baik dibandingkan minyak yang diekstrak dengan absorben butter.
Kata kunci : enfleurasi, minyak bunga melati, shortening, butter.
Abstract
Jasmine flowers contained aromatic compound that is potentially extracted to produce essential oil. The research aimed to study the enfluerage process in jasmine oil extraction using two adsorben (shortening and butter). Methodology of the research was laboratory experiment with fully randomized design in 5 replications, the treatments were composition of shortening and butter (100% of shortening, 30% : 50% of shortening : butter, 50% : 50% of shortening : butter, 70% : 30% of shortening : butter dan 100 % of butter). The study showed that extraction using 100% butter produced lowest yield, while highest yield was produced from the extraction using 100% shortening. Extraction using 100% shortening produced best fragrance using organoleptic assessment, highest ester number, and lowest acid number. Hue number for jasmine oils were 90o, the refractive index were 1.447 – 1.458, solubility in alcohol 96% of 1:1 and residual solvent of 2.18 – 4.58%. It can be concluded that enfluerage using shortening as its adsorben produced jasmine oils with better quality that butter.
Keyword : enfleurage, jasmine oil, shortening, butter.
1. PENDAHULUAN
Bunga melati merupakan salah satu jenis bunga yang cukup banyak ditanam di Indonesia.
Beberapa sentra budidaya bunga ini adalah di daerah Jawa Tengah yaitu Pemalang, Tegal dan Purbalingga. Selama ini bunga melati banyak dimanfaatkan sebagai hiasan dan bunga tabur pada saat upacara adat, sebagai pewangi teh dan sebagai bahan aromatherapy karena wanginya yang khas dan dapat menenangkan pikiran. Untuk meningkatkan nilai tambah, bunga melati dapat diekstrak minyak atsiri yang terkandung di dalamnya untuk menjadi bahan pewangi parfum.
Ekstraksi minyak atsiri yang berasal dari bunga-bungaan dapat dilakukan dengan metode maserasi, ekstraksi dengan pelarut dan dengan metode enfleurasi1. Dari ketiga metode tersebut metode enfleurasi adalah yang terbaik jika dilihat dari mutu minyak yang dihasilkan2. Pada metode ini digunakan lemak dingin sebagai adsorben komponen minyak atsiri bunga yang menguap. Proses enfleurasi dilakukan di atas chasis yang terbuat dari kaca, dengan cara mengoleskan adsorben di atas kaca dan menempatkan bunga di atas kaca tersebut. Minyak atsiri yang telah terserap oleh adsorben tersebut kemudian dilarutkan dalam pelarut organik, selanjutnya komponen minyak atsiri dipisahkan dari pelarut sehingga yang tertinggal adalah ekstrak minyak atsiri bunga yang diinginkan.
Proses enfleurasi sangat dipengaruhi oleh jenis adsorben yang digunakan. Adsorben yang digunakan adalah lemak yang pada suhu kamar berupa padatan yang berasal dari lemak hewani atau lemak nabati. Komposisi penggunaan lemak terbaik adalah dengan mencampurkan 1 bagian lemak sapi dan 2 bagian lemak babi sebagai adsorben1. Sebagai negara yang mayoritas penduduknya muslim maka perlu dihindari lemak yang berasal dari babi agar produk yang dihasilkan halal untuk digunakan. Untuk itu diperlukan penelitian untuk mendapatkan jenis lemak sebagai adsorben yang dapat menghasilkan minyak dengan rendemen tinggi dan mutu yang paling baik.
Penelitian ini bertujuan untuk mencari perbandingan shortening (lemak nabati) dan butter (lemak hewani) sebagai adsorben dalam ekstraksi minyak bunga melati dengan metode enfleurasi untuk mendapatkan minyak bunga dengan rendemen tinggi dan mutu yang terbaik.
2. METODE PENELITIAN
2.1 Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bunga melati putih (Jasminum sambac) yang dipetik M-1 (sehari sebelum mekar) yang diperoleh dari petani bunga melati di Desa Kaliprau, Kabupaten Pemalang, Jawa Tengah. Adsorben yang digunakan adalah shortening dan butter. Bahan kimia yang digunakan adalah ethanol 95%, kalium hidroksida (KOH), felophtalin (pp) dan asam klorida (HCl). Sedangkan alat-alat yang digunakan adalah chasis kaca, beaker glass, buret, freezer, refractometer, black box CIE Lab, dan rotary vacuum evaporator.
2. 2. Metode Penelitian
Metode yang digunakan adalah eksperimen laboratorium dengan rancangan acak lengkap. Adapun perbandingan penggunaan shortening dan butter adalah : 100% shortening, 70% shortening dan 30% butter, 50% shortening dan 50% butter, 30% shortening dan 70%
butter, dan 100% butter. Setiap perlakuan diulang sebanyak lima kali ulangan. Parameter yang dikaji adalah rendemen, warna, bobot jenis, bilangan asam, bilangan ester, kelarutan dalam alkohol, sisa pelarut dan komponen pada minyak bunga melati.
Ekstraksi minyak atsiri bunga melati dilakukan dalam beberapa tahap yaitu sortasi bunga, pengolesan adsorben pada chasis, meletakkan bunga di atas chasis, mengganti bunga setiap hari sampai enam kali, pengambilan pomade (adsorben yang telah menyerap minyak bunga), pencampuran dengan pelarut (alkohol), pemisahan lemak, dan pemisahan pelarut dengan minyak bunga melati. Sortasi bunga dilakukan untuk memisahkan bunga M-1 dengan bunga yang bukan M-1 yang terikut, daun dan ranting yang kemungkinan masih ada. Adsorben sesuai dengan perbandingan antara shortening dan butter diratakan di atas chasis kaca dan digores untuk memperluas kontak adsorben dengan bunga. Bunga diletakkan di atas adsorben dengan posisi tertelungkup dan diganti setiap pagi hari dengan bunga yang baru sampai enam kali penggantian. Pomade (adsorben yang telah bercampur dengan minyak melati) diambil dan dilarutkan dengan pelarut alkohol. Untuk memisahkan lemak dengan pelarut dilakukan pengendapan pada suhu 5oC kemudian dilakukan penyaringan, hasil yang didapat adalah cairan pelarut dengan minyak bunga melati yang disebut ekstrait. Ekstrait selanjutnya dievaporasi untuk memisahkan pelarut etanol dengan minyak bunga melati (absolut).
Analisis bobot jenis, bilangan asam, bilangan ester, kelarutan dalam alkohol dan sisa pelarut dilakukan menggunakan metode sesuai dengan SNI 06-2385-2006. Rendemen merupakan perbandingan antara produk yang dihasilkan (absolut) dengan bunga melati segar yang digunakan. Pengujian warna dilakukan dengan menggunakan CIE Lab untuk melihat derajat h (Hue). Komponen minyak bunga melati dikaji dengan menggunakan GCMS (Gas Chromatography Mass Spectroscopy) Shimadzu QP 2010 Ultra dengan kolom ZB-5MS fused silica capillary column. Komponen diidentifikasi menggunakan data The National Institute of Standards and Technology (NIST 3.0) dan WILEY 275 libraries yang tersedia pada sistem GCMS tersebut.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3. 1. Rendemen Minyak Melati
Hasil penelitian menunjukkan bahwa rendemen minyak yang dihasilkan bernilai antara 0,20 – 0,47% (Tabel 1). Nilai ini merupakan perbandingan absolut dengan bunga melati segar sesudah sortasi. Nilai rendemen ini tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian Sani dkk3 yang mengekstrak minyak melati menggunakan metode enfleurasi dimana diperoleh rendemen tertinggi adalah 0,416%. Rendemen tertinggi pada penelitian ini dihasilkan dari ekstraksi dengan menggunakan shortening 100% sedangkan nilai rendemen terendah dihasilkan dari ekstraksi dengan butter 100%. Adanya perbedaan nilai rendemen ini diduga karena perbedaan konsistensi jenis absorben tersebut. Konsitensi mentega ditentukan oleh globula lemak penyusunnya, semakin besar ukuran globula maka mentega akan semakin lunak dan kebalikannya4. Absorben dengan konsistensi lunak dapat mempersulit proses enfluerasi5. Hal ini terbukti pada saat proses defluerasi (pemisahan bunga dari absorben). Proses defluerasi bahan pada ekstraksi yang menggunakan butter yang mempunyai konsistensi yang lebih lunak dari shortening menjadi lebih sulit sehingga banyak absorben yang masih menempel pada bunga. Hal ini menyebabkan minyak atsiri yang telah terserap pada absorben tersebut terbuang dan tidak ikut terekstrak pada proses berikutnya sehingga rendemennya lebih rendah.
Tabel 1. Rendemen minyak melati pada beberapa imbangan abdorben Perlakuan Bunga
Melati (g)
Minyak Atsiri (g)
Rendemen (%)
Standar Deviasi
Hasil Uji lanjut (Turkey 5%)
(A) 100% S* 1500,7 7,01 0,47 0,066 0,47 a
(B) 30% S : 70% B 1500,6 3,80 0,25 0,043 0,25 b
(C) 50% S : 50% B 1500,6 4,94 0,33 0,025 0,33 b
Perlakuan Bunga Melati (g)
Minyak Atsiri (g)
Rendemen (%)
Standar Deviasi
Hasil Uji lanjut (Turkey 5%)
(D) 70% S : 30% B 1500,5 5,34 0,36 0,050 0,36 ab
(E) 100 % B** 1500,6 2,95 0,20 0,015 0,20 b
*Shortening **Butter
3. 2. Warna Minyak Melati
Pengukuran warna dilakukan untuk mendapatkan parameter nilai L* (lightness), a*
(merah dan hijau), b* (kuning dan biru) dan nilai kroma C serta derajat h (Hue). Nilai L* yang positif menunjukkan bahwa semua sampel minyak melati yang dihasilkan berpenampakan cerah. Hal ini menunjukkan bahwa proses ekstraksi yang dilakukan tidak menurunkan mutu minyak yang dihasilkan sehingga warna minyak cerah. Diantara proses yang dapat menurunkan mutunya adalah proses evaporasi yang menggunakan suhu tinggi. Jika suhu evaporasi terlalu tinggi akan dapat merubah warna minyak akibat dari perubahan komponen yang dapat mengakibatkan warna gelap. Nilai a* negatif menunjukkan semua sampel berwarna cenderung ke hijau bukan ke merah, sedangkan nilai positif pada parameter b* menunjukkan semua sampel berwarna kekuningan. Derajat h yang dihitung dari nilai ketiga nilai tersebut dan menggambarkan jenis warna minyak melati menunjukkan bahwa jenis warnanya adalah warna kuning dimana derajat hue nya berkisar antara 95,48o – 98,37o. Derajat hue 90o – 126o dikelompokkan dalam bahan berwarna kuning6. Nilai parameter L*, a*, b* dan derajat hue disajikan pada Tabel 2. Pengujian Anova tidak menunjukkan berbedaan nyata diantara perlakuan yang diberikan.
Tabel 2. Parameter warna minyak melati pada beberapa imbangan absorben
Perlakuan L* a* b*
Derajat h (hue)
Standar Deviasi h
(A) 100% S* 95,19 -1,97 20,04 95,48 3,71
(B) 30% S : 70% B 96,75 -4,22 28,25 97,91 0,40 (C) 50% S : 50% B 94,59 -4,15 28,30 98,37 3,12 (D) 70% S : 30% B 96,56 -4,02 31,11 97,37 1,16
(E) 100% B** 96,13 -3,92 30,40 97,37 1,66
*Shortening **Butter
3. 3. Bobot Jenis Minyak Melati
Bobot jenis bahan menunjukkan perbandingan antara bobot minyak dengan bobot air pada suhu dan volume yang sama. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai bobot jenis sampel minyak melati berkisar antara 0,9381 g/ml– 0,9467 (Tabel 3). Pengujian Anova tidak menunjukkan berbedaan nyata diantara perlakuan yang diberikan. Hasil penelitian Sani dkk3 menunjukkan bahwa bobot jenis minyak melati yang diperoleh berkisar antara 0,943 – 0,967 g/ml. Jika dibandingkan dengan hasil tersebut maka nilai bobot jenis minyak melati yang dihasilkan pada penelitian ini tidak jauh berbeda. Bobot jenis dapat menunjukkan komponen yang terkandung di dalam bahan serta dapat pula menunjukkan kemurnian minyak. Semakin besar fraksi dengan bobot molekul tinggi maka semakin tinggi pula nilai bobot jenis. Adanya kotoran atau bahan lain yang tidak diinginkan juga dapat meningkatkan nilai bobot jenis minyak.
Tabel 3. Bobot jenis minyak melati pada beberapa imbangan absorben Perlakuan Bobot Jenis
(g/ml)
Standar Deviasi
(A) 100% S* 0,9409 0,0082
(B) 30% S : 70% B 0,9403 0,0023 (C) 50% S : 50% B 0,9392 0,0073 (D) 70% S : 30% B 0,9381 0,0046
(E) 100 % B** 0,9467 0,0084
*Shortening **Butter
3. 4. Indeks Bias Minyak Melati
Indeks bias merupakan perbandingan kecepatan cahaya pada ruang hampa udara dengan kecepatan cahaya pada bahan. Hasil penelitian menunjukkan nilai indeks bias sampel minyak melati berkisar antara 1,447 – 1,458. Nilai indeks bias dari lima kali ulangan pengukuran untuk semua sampel disajikan pada Tabel 4. Uji Anova tidak menunjukkan adanya perbedaan yang nyata diantara semua sampel. Nilai indeks bias hasil penelitian ini tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian Sani dkk3 yang menguji nilai indeks bias minyak melati hasil enfleurasi sebesar 1,480-1,499. Jika dibandingkan dengan nilai indeks bias air (1,333) maka nilai indeks bias minyak melati lebih besar. Besarnya indeks bias suatu bahan dapat menunjukkan panjang pendeknya rantai karbon bahan. Semakin panjang rantai karbon dapat meningkatkan kerapatan bahan. Tingginya kerapatan pada minyak dapat menyulitkan proses pembiasan sinar datang sehingga nilai indeks biasnya meningkat.
Tabel 4. Indeks bias minyak melati pada beberapa imbangan absorben Perlakuan Indeks
Bias
Standar Deviasi
(A) 100% S* 1,451 0,0060
(B) 30% S : 70% B 1,458 0,0023 (C) 50% S : 50% B 1,453 0,0036 (D) 70% S : 30% B 1,447 0,0005 (E) 100% B** 1,457 0,0001 *Shortening
**Butter
3. 5. Bilangan Asam Minyak Melati
Bilangan asam menunjukkan jumlah milligram KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas pada satu gram minyak. Bilangan asam sampel minyak yang dihasilkan dari penelitian ini berkisar antara 18,83 – 29,85 mg KOH/ g sampel (Tabel 5). Hasil pengujian Anova menunjukkan bahwa perlakuan memberikan perbedaan nyata pada nilai bilangan asam. Minyak melati yang diekstrak dengan absorben shortening 100% mempunyai bilangan asam terendah, sedangkan minyak melati yang diekstrak dengan absorben butter 100%
mempunyai bilangan asam tertinggi. Hal ini diduga disebabkan karena butter mengandung FFA (Free Fatty Acid/ Asam Lemak Bebas) lebih banyak yang turut terekstrak oleh etanol sebagai pelarut dan tidak menguap selama proses evaporasi7. Kandungan FFA pada shortening adalah 0,13% sedangkan kandungan FFA pada butter sebesar 0,14%8. Kandungan FFA akan
meningkat seiring dengan lamanya waktu enfleurasi. Selama proses enfleurasi berlangsung absorben akan didiamkan selama enam hari (enam kali penggantian bunga). Lemak absorben yang dibiarkan pada udara terbuka pada suhu ruang dapat menyebabkan kerusakan lemak dengan adanya proses oksidasi dan hidrolisis yang akan menghasilkan FFA4.
Tabel 5. Bilangan asam minyak melati pada beberapa imbangan absorben
Perlakuan
Bilangan Asam (mg KOH/g)
Standar Deviasi
Uji Turkey (5%)
(A) 100% S* 18,83 1,836 18,83 a
(B) 30% S : 70% B 26,33 0,7196 26,33 b
(C) 50% S : 50% B 25,86 0,7150 25,86 bc
(D) 70% S : 30% B 22,89 1,811 22,89 c
(E) 100% B** 29,85 0,7511 29,85 d
*Shortening **Butter
3. 6. Bilangan Ester Minyak Melati
Bilangan ester merupakan jumlah milligram KOH yang digunakan untuk menyabunkan ester yang terdapat pada satu gram sampel minyak. Hasil penelitian menunjukkan nilai bilangan ester minyak berkisar antara 143,408 – 186,556 mg KOH/ g minyak (Tabel 6). Hasil uji Anova menunjukkan bahwa perlakuan mempengaruhi nilai bilangan ester sampel. Bilangan ester dapat menunjukkan mutu minyak atsiri karena semakin tinggi bilangan ester semakin banyak komponen pembentuk aroma minyak. Senyawa ester merupakan senyawa golongan oxygenated hydrocarbon yang merupakan senyawa penyebab bau wangi pada minyak atsiri5. Minyak yang diekstrak dengan absorben 100% shortening mempunyai bilangan ester tertinggi sedangkan minyak melati yang diekstrak dengan 100% butter mempunyai bilangan ester terendah. Hal ini diduga karena shortening yang mempunyai konsistensi lebih keras dibandingkan butter dapat lebih mengikat minyak melati sehingga nilai bilangan esternya lebih tinggi4,5.
Tabel 6. Bilangan ester minyak melati pada beberapa imbangan absorben Perlakuan Bilangan Ester
(mg KOH/g)
Standar Deviasi
Uji Turkey (5%)
(A) 100% S* 186,556 47,301 186,5562 a
(B) 30% S : 70% B 146,147 29,242 146,1468 b
(C) 50% S : 50% B 155,433 78,678 155,4326 b
(D) 70% S : 30% B 172,4926 55,712 172,4926 c
(E) 100% B** 143,4081 21,664 143,4081 b
*Shortening **Butter
3. 7. Kelarutan dalam Alkohol Minyak Melati
Kelarutan dalam alkohol menunjukkan perbandingan volume minyak atsiri dan alkohol 95% agar terlarur sempurna. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua sampel larut dalam alkohol 95% dengan perbandingan 1:1 (Tabel 7). Hal ini menunjukkan bahwa perbandingan penggunaan absorben tidak mempengaruhi nilai kelarutan minyak melati dalam alkohol.
Kelarutan dalam alkohol dapat menunjukkan komponen pembentuk minyak atsiri. Minyak
yang larut dalam alkohol adalah minyak yang banyak mengandung oxygenated hydrocarbon2 dan terpen alkohol. Hal ini ditunjukkan dengan banyaknya komponen ester yang merupakan senyawa oxygenated hydrocarbon dan terpen alkohol yang terdapat pada minyak melati yang dihasilkan (Tabel 9). Beberapa senyawa tersebut diantaranya adalah linalool (21,88%) dan benzyl acetate (8,26%) yang merupakan senyawa paling banyak terdapat pada sampel minyak melati.
Tabel 7. Kelarutan dalam alkohol minyak melati pada beberapa imbangan absorben Perlakuan Kelarutan dalam
Alkohol
(A) 100% S* 1:1 (Larut)
(B) 30% S : 70% B 1:1 (Larut) (C) 50% S : 50% B 1:1 (Larut) (D) 70% S : 30% B 1:1 (Larut) (E) 100 % B** 1:1 (Larut) *Shortening
**Butter
3. 8. Kadar Sisa Pelarut
Nilai kadar sisa pelarut menunjukkan besarnya pelarut yang terikut pada sampel minyak melati. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sisa pelarut sampel minyak melati berkisar antara 2,18 – 4,58% (Tabel 8). Persentase sisa pelarut dalam sampel masih cukup tinggi dan belum memenuhi standar sisa pelarut yang diijinkan untuk penggunaan farmasi dan bahan pangan.
Besarnya sisa pelarut yang diijinkan untuk penggunaan bahan pangan dan farmasi adalah kurang dari 1%9. Kadar sisa pelarut tidak ditentukan oleh bahan baku ataupun bahan pengekstrak tetapi ditentukan oleh proses evaporasi atau pemisahan sisa pelarut dan minyak melati. Semakin lama proses evaporasi maka sisa pelarut akan semakin kecil akan tetapi hal ini akan dapat menyebabkan evaporasi minyak melati yang akan dapat menurunkan rendemennya.
Tabel 8. Kadar sisa pelarut minyak melati pada beberapa imbangan absorben Perlakuan Sisa Pelarut
(%)
Standar Deviasi
(A) 100% S* 2,18 0,0503
(B) 30% S : 70% B 3,28 0,1457
(C) 50% S : 50% B 4,58 0,2684
(D) 70% S : 30% B 4,26 0,0838
(E) 100 % B** 2,42 0,1501
*Shortening **Butter
3. 9. Komposisi Kimia Minyak Melati
Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstraksi dengan absorben shortening 100%
menghasilkan minyak dengan rendemen dan mutu terbaik (rendemen tertinggi, derajat h terendah untuk warna, bilangan asam terendah, bilangan ester tertinggi dan sisa pelarut terendah). Komposisi kimia minyak melati yang diekstrak dengan absorben shortening 100%
disajikan pada Tabel 9. Komponen tertinggi pada sampel yang dihasilkan adalah linalool
(21,88%), diikuti oleh benzyl acetate (8,26%) dan alpha farnesene (7,27%). Komponen kimia yang terdapat pada sampel minyak melati yang dihasilkan sama dengan hasil penelitian Rao and Rout10 yang menyatakan bahwa komponen linalool dan benzyl acetate merupakan komponen utama pembentuk minyak melati, dimana jumlah dan jenis komponen tergantung pada lokasi tanam.
Tabel 9. Komposisi kimia minyak melati No Waktu
retensi Komponen Persentase
(%)
1 4,414 Benzaldehyde 0,14
2 5,040 Hexen ol acetate 2,65
3 5,184 Hexen ol acetate 0,27
4 6,572 Linalool oxide 0,67
5 6,703 Methyl benzoate 0,33
6 6,813 Linalool 21,88
7 7,556 Benzeneacetonitrile 0,56
8 8,010 Benzyl acetate 8,26
9 8,046 Acetic acid, 2-ethylhexyl ester 0,87
10 8,348 Butanoic acid,4-hexen-1-yl ester 0,34
11 8,505 Butanoic acid, 2-hexenyl ester 0,13
12 8,626 Methyl salicylate 0,29
13 9,775 Acetic acid, phenethyl ester 0,47
14 10,585 Indole 2,94
15 10,655 2-Phenylnitroethane 0,31
16 11,457 Benzoic acid, 2-amino-, methyl ester 0,33
17 11,499 Triacetin 0,35
18 12,143 Cis 3 hexenyl lactate 0,14
19 13,984 Germacrene 0,06
20 14,333 alpha Farnesene 7,27
21 14,550 Germacrene 0,05
22 14,685 Cadina-1(10),4-diene 0,14
23 15,483 Benzoic acid cis-3-hexenyl ester 1,44
24 15,707 9-(Benzoyloxy)-9-borabicyclo[3.3.1]nonane 0,30
4. KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan perbedaan lemak sebagai adsorben dalam ekstraksi minyak melati secara enfleurasi memberikan pengaruh pada beberapa nilai mutu. Penggunaan shortening (mentega putih) 100% dalam ekstraksi minyak melati memberikan hasil dengan nilai mutu yang lebih baik jika dibandingkan dengan penggunaan penambahan butter (mentega kuning) maupun butter 100%, dengan rendemen 0,47%, bilangan asam 18,83 mg KOH/g, bilangan ester 186,55. mg KOH/ g. Komponen kimia utama yang terdapat pada sampel minyak melati adalah linalool, benzyl acetate, dan alpha farnesene.
.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Guenther, E., 1987, Minyak Atsiri jilid I, Penerjemah Ketaren, S., Universitas Indonesia Press, Jakarta
[2] Satuhu, S., 2004. Penanganan Segar dan Pembuatan Minyak Bunga Melati, Penebar Swadaya, Depok
[3] Sani, NS., Rachmawati, R., Mahfud, 2012. Pengambilan Minyak Atsiri dari Melati dengan Metode Enfleurasi dan Ekstraksi Pelarut Menguap. Jurnal Teknik Pomits Vol 1 : 1, hal 1-4
[4] Ketaren, S., 1986, Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan, Universitas Indonesia Press, Jakarta
[5] Ketaren, S., 1985, Pengantar Teknologi Minyak Atsiri, Balai Pustaka, Jakarta
[6] Hutching, JB., 1999, Food Color and Appearance, 2nd ed, Aspin Publ., Inc., Maryland [7] Lubis, IH., 1999, Pengaruh Jenis Lemak dan Frekuensi Penggantian Bunga pada Proses
Enfleurasi terhadap Rendemen dan Mutu Minyak Melati. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB
[8] Pujiono, 2000, Karakteristik Absorben sebagai Media pada ENfleurasi Bunga Sedap Malam (Polianthes tuberose L.), Fakultas Teknologi Pertanian, IPB
[9] Apriantono, A, 2001, Tinjaun Kritis Status Kehalalan Alkohol (Etanol), Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor, www.://Indohalal.com/artikel.php?noid=79//
[10] Rao, YR, and Rout, PK, 2003. Geographical Location and Harvest Time Dependent Variation in the Composition of Essential Oils of Jasminum sambac. (L). Aiton, Journal of Essential Oil Research 15:6, page 398-401
DIVERSIFIKASI PRODUK FARMASI DARI MINYAK LAWANG DENGAN PENDEKATAN SINTESIS
KIMIA
Imanuel Berly D. Kapelle a,c*, Tun Tedja Irawadi b, Meika Syahbana Rusli a, Djumali Mangunwidjaja a, Zainal Alim Mas’ud b
a Teknologi Industri Pertanian, FATETA, Institut Pertanian Bogor, Bogor
b Kimia, FMIPA, Institut Pertanian Bogor, Bogor
c KIMIA, FMIPA, Universitas Pattimura, Ambon
* Email : [email protected]
Abstrak
Indonesia merupakan negara yang terkenal dengan jenis–jenis tumbuhan penghasil minyak atsiri namun penggunaannya tidak banyak digunakan untuk diolah menjadi produk jadi seperti obat–obatan. Salah satu minyak atsiri yang sangat potensial dan diproduksi di wilayah Indonesia Timur khususnya Maluku dan Papua adalah minyak lawang. Tujuan yang ingin dicapai adalah membuat produk farmasi analog kurkumin dari minyak lawang dengan jalur sintesis kimia. Terdapat beberapa tahapan proses yang dilakukan, mulai dari proses isolasi safrol dari minyak lawang, proses isomerisasi safrol, proses oksidasi isosafrol dan tahapan proses reaksi kondensasi. Safrol diisolasi dari minyak lawang menggunakan metode kimia (NaOH) dan menghasilkan safrol 17,21%. Proses isomerisasi safrol menghasilkan isosafrol menggunakan sistem bebas pelarut dengan katalis alkali KOH pada suhu 120oC selama 6 jam diperoleh rendemen 77,56%. Piperonal diperoleh dari reaksi oksidasi isosafrol menggunakan oksidator KMnO4 sebanyak 65,63%. Produk analog kurkumin simetris (1,5-bis-benzo[1,3]dioxol-5-yl- penta-1,4-dien-3-one) yang diperoleh dari reaksi kondensasi antara piperonal dengan aseton.
Rendemen produk menggunakan metode gelombang mikro pada daya 140 watt selama 2 menit adalah 53,3% (t.l=180 oC) dan metode konvensional selama 3 jam adalah 78,43% (t.l=191 oC).
Produk analog kurkumin tidak simetris (5-benzo[1,3]dioxol-5-yl-1-phenyl-penta-2,4-dien-1- one) disintesis menggunakan dua tahapan reaksi kondensasi. Tahapan kondensasi yang pertama antara piperonal dengan asetaldehid menggunakan katalis basa dan metanol selama 3 jam diperoleh produk intermediate (3-benzo[1,3]dioxol-5-yl-propenal) 70,28%. Reaksi kondensasi tahap kedua antara produk intermediate dengan asetofenon menggunakan metode gelombang mikro pada daya 140 watt selama 2 menit diperoleh rendemen 82,82% (t.l = 104 oC) dan metode konvensional selama 3 jam diperoleh 99,55% (t.l = 111 oC).
Kata kunci : Minyak lawang, safrol, sintesis, analog kurkumin
Abstract
Indonesia is a country with these kinds of plant essential oil producer but its use was not widely used for processed into finished products such as drugs. One of the essential oils are highly potential and produced in the territory of Indonesia's Eastern Maluku and Papua in particular is Mace oil. The goal to be achieved is to make pharmaceutical products of Curcumin analogues with Mace oil chemical synthesis. There are several stages of the process, starting from the process of insulating oil of safrol Mace, isomerization process of the oxidation process, isosafrol oxidation process and the process of condensation reaction. Safrol isolated from oil-chemical method using Mace (NaOH) and produce safrol 17, 21%. Isomerization
