30
RINGKASAN
Minyak atsiri dikenal juga dengan nama minyak eteris atau minyak terbang (essential oil, volatil oil ) yang dihasilkan oleh tanaman. Diperoleh dari akar, batang, daun, bunga tanaman. Minyak atsiri mempunyai sifat-sifat mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dengan bau tanamannya, umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air.Minyak atsiri dalam industri digunakan untuk pembuatan kosmetik, parfum, antiseptik, obat-obatan, "flavoring agent" dalam bahan pangan atau minuman dan sebagai pencampur rokok kretek serta sebagai aromatheraphy.
Beberapa hal yang dapat dijadikan solusi untuk meningkatkan kualitas minyak nilam, antara lain adalah proses pembudidayaan tanaman nilam, teknik distilasi dan per alatan yang digunakan, perlakuan bahan baku, proses pemurnian minyak nilam serta pengemasan produk minyak nilam. Ada beberapa jenis metode yang bisa dilakukan untuk memisahkan atau mendapatkan minyak nilam, antara lain penyulingan (distilasi), ekstraksi dan lain – lain.
Untuk menaikkan harga jual minyak atsiri dan mengoptimalkan potensi minyak atsiri, maka perlu dilakukan usaha untuk menaikkan mutunya sehingga sesuai dengan standart mutu (SNI). Salah satu cara adalah memperbaiki teknik destilasi dan memperbaiki kondisi operasi agar proses distilasi dapat menghasilkan minyak atsiri dengan standart mutu yang berlaku. Penelitian ini dilakukan dengan memanfaatkan gelombang mikro (microwave), pertama daun nilam sebanyak 100 gram ditambahkan pelarut atau steam untuk variabel daun kering,untuk daun kering di labu distilasi II diberi steam dari labu distilasi I yang bersuhu 100oC dan tekanannya ± 1 atm yang dialirkan ke labu distilasi II, sedangkan untuk daun kering dengan penambahan pelarut kemudian memanaskan labu destilasi yang berisi daun nilam dengan mengatur daya pemanas dan suhu pada proses distilasi sesuai dengan variabel yang ditentukan. Kemudian menampung destilat dan memisahkan air dengan minyak menggunakan corong pemisah kemudian minyak disimpan ke dalam freezer, kemudian menganalisa minyak yang dihasilkan. Dari hasil penelitian diperoleh %rendemen minyak yang dihasilkan dengan menggunakan MDP lebih besar daripada menggunakan MDS untuk daun nilam utuh maupun daun nilam cacah (±2cm). Perlakuan daun cacah (±2cm) lebih baik secara kuantitas dibandingkan dengan perlakuan daun utuh. Dan % pactchouli alcohol pada daun nilam cacah lebih besar dibandingkan dengan daun nilam utuh.
BAB I
PENDAHULUAN
Minyak atsiri dikenal juga dengan nama minyak eteris atau minyak terbang (essential oil, volatil oil ) yang dihasilkan oleh tanaman. Diperoleh dari akar, batang, daun, bunga tanaman. Minyak atsiri mempunyai sifat-sifat mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dengan bau tanamannya, umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air.Minyak atsiri dalam industri digunakan untuk pembuatan kosmetik, parfum, antiseptik, obat-obatan, "flavoring agent" dalam bahan pangan atau minuman dan sebagai pencampur rokok kretek serta sebagai aromatheraphy.
Komposisi dari minyak atsiri sangatlah kompleks sekitar 40 atau lebih senyawa, terutama terpenoid, yaitu sesquiterpen - sesquiterpen dan ester[1]. Indonesia adalah satu penghasil minyak nilam terbesar di dunia. Minyak nilam merupakan komoditas ekspor, sebesar 85,6% dari total produksi diekspor ke luar negeri [2]. Sebagai komoditas ekspor, harga nilam di dalam negeri tergantung dari harga internasional, maka kesejah-teraan petani nilam juga sangat tergantung dari harga internasional. Walaupun Indonesia mensuplai sekitar 75% sampai 90 % [3,4] dari kebutuhan dunia, tetapi keberadaan nilam di negeri ini mengalami banyak kendala [5]. Beberapa kendala umum yang ditemui adalah a) rendahnya rendemen minyak nilam yang diperoleh, b) mutu minyak rendah dan beragam, c) penyediaan produk tidak kontinyu dan d) harga yang terjadi berfluktuasi. Permasalahan-permasalahan di atas erat kaitannya satu dengan yang lainnya sehingga diperlukan upaya dan terobosan-terobosan baru yang saling dapat menghilangkan permasalahan tersebut. Produksi minyak nilam di Indonesia terkonsentrasi di tiga wilayah yang berbeda: provinsi Aceh, Sumatera Utara dan Sumatera Barat. Provinsi lainnya seperti Bengkulu dan lampung dan beberapa wilayah lainnya di Jawa sekarang sedang berusaha untuk mengembangkan komoditas ini. Sekarang ini minyak nilam Indonesia untuk ekspor terutama di produkasi di Aceh, Sumatera Utara dan Sumatera Barat.
Minyak nilam Indonesia sangat terkenal karena memiliki kwalitas yang paling baik di pasar dunia. Ini ditunjukkan dengan pendudukannya mencapai 80-90% pangsa pasar global. Pada saat ini tidak ada cukup suplai nilam untuk memenuhi permintaan global. Volume ekspor minyak nilam semakin meningkat setiap tahunnya sebesar 6% selam 10 tahun terakhir [7,9] dan permintaan minyak nilam di seluruh dunia tiap tahunnya adalah antara 1200-1400 ton. Karena sebesar 80-90% produksi sekarang ini dipasok oleh Indonesia. Indonesia sebenarnya memonopoli komiditas ini. Hal ini menghadirkan peluang tertentu bagi industri minyak nilam di Indonesia.
Beberapa hal yang dapat dijadikan solusi untuk meningkatkan kualitas minyak nilam, antara lain adalah proses pembudidayaan tanaman nilam, teknik distilasi dan per alatan yang digunakan, perlakuan bahan baku, proses pemurnian minyak nilam serta pengemasan produk minyak nilam. Ada beberapa jenis metode yang bisa dilakukan untuk memisahkan atau mendapatkan minyak nilam, antara lain penyulingan (distilasi), ekstraksi dan lain – lain. Tetapi saat ini yang sering digunakan adalah penyulingan. Dari segi teknik distilasi yang digunakan, dengan menggunakan metode distilasi uap-air (steam-hydro distillation) dapat dihasilkan rendemen minyak nilam yang lebih bagus dibandingkan dengan metode konvensional yang menggunakan distilasi air (water distillation).
Selain itu, diperlukan juga kondisi operasi dan desain alat yang optimal sehingga didapatkan minyak nilam yang memiliki kualitas yang baik. Namun dengan metode tersebut dibutuhkan waktu yang cukup lama untuk mendapatkan minyak nilam yang bagus. Oleh karena itu perlu ditemukan metode baru yaitu microwave distillation yang dapat mempercepat proses distilasi dengan waktu yang lebih cepat serta ketersediaan microwave yang cukup mudah didapatkan di masyarakat.
Adapun tujuan penelitian dari jurnal ini adalah untuk mempelajari proses pengambilan minyak nilam (patchouli alcohol) dari daun nilam dengan menggunakan microwave distillation. Mempelajari beberapa faktor yang berpengaruh seperti pengaruh waktu penyulingan minyak daun nilam, kondisi daun, perlakuan bahan (dicacah ± 2 cm dan daun utuh) terhadap rendemen dan mutu minyak nilam yang dihasilkan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Nilam
Spesies : Pogostemon cablin Benth
Famili : Labiatae
Hasil : minyak nilam atau minyak " patchouli"
Rendemen : 3,5 % Sumber : daun
Komponen Penyusun : senyawa-senyawa kelompok seskuiterpen Kegunaan : bahan pewangi tekstil, karpet, korigen odoris (Gunawan dan Mulyani, 2004).
2.2. Jenis-Jenis Tanaman Nilam
Pada dasarnya terdapat beberapa jenis tanaman nilam yang telah tumbuh dan berkembang di Indonesia. Namun, nilam aceh lebih dikenal dan telah ditanam secara meluas. Selain itu, dikenal pula jenis nilam jawa dan nilam sabun. Secara garis besar, jenis nilam menurut literatur yang ada sebagai berikut (Mangun,
2008).
2.2.1. Nilam Aceh
Nilam aceh (Pogostemon Cablin Benth atau Pogostemon Patchouli)
merupakan tanaman standar ekpor yang direkomendasikan karena memiliki aroma
khas dan rendemen minyak daun keringnya tinggi, yaitu 2,5-5% dibandingkan jenis lain. Nilam aceh dikenal pertama kali dan ditanam secara meluas hampir di seluruh wilayah Aceh. Sebenarnya jenis tanaman nilam ini berasal dari Filipina, yang kemudian ditanam dan dikembangkan juga di wilayah Malaysia, Madagaskar, Brazil, serta Indonesia. Saat ini, hampir seluruh wilayah Indonesia mengembangkan nilam aceh secara khusus (Mangun, 2008).
2.2.2. Nilam Jawa
Nilam jawa (Pogostemon heyneatus Benth) disebut juga nilam hutan. Nilam ini berasal dari India dan masuk ke Indonesia serta tumbuh meliar di beberapa hutan di Pulau Jawa. Jenis tanaman ini hanya memiliki minyak sekitar
0,5-1,5%. Jenis daun dan rantingnya tidak memiliki bulu-bulu halus dan ujung daunnya agak meruncing (Mangun, 2008).
2.2.3. Nilam Sabun
Zaman dahulu, tanaman nilam sabun (Pogostemon hortensis Backer) sering digunakan untuk mencuci pakaian, terutama kain jenis batik. Jenis nilam ini hanya memiliki kandungan minyak sekitar 0,5-1,5%. Selain itu, komposisi kandungan minyak yang dimiliki dan dihasilkannya tidak baik sehingga minyak dari jenis nilam ini tidak memperoleh pasaran dalam bisnis minyak nilam. Oleh sebab itu, nilam jawa dan nilam sabun tidak direkomendasikan sebagai tanaman komersial karena kandungan minyaknya relatif sangat sedikit. Selain itu, aroma yang dimiliki keduanya berbeda dengan nilam aceh dan komposisi kandungan
minyaknya tidak baik. Keunggulan minyak nilam Indonesia sudah dikenal sekaligus sudah diakui oleh berbagai negara yang menjadi konsumen (importir) minyak tersebut. Baunya lebih harum dan tahan lama bila dibandingkan nilam produksi negri lain. Hal ini menyebabkan nilam Indonesia disegani dipasaran internasional (Mangun, 2008) .
Andil Indonesia dalam perdagangan minyak nilam dunia mampu mencapai lebih dari 70%, selebihnya dipasok negara produsen lain terutama Cina, Malaysia, dan Brazil. Karena andil yang sangat besar itu, tidak heran kalau Indonesia pun memperoleh julukan terhormat dalam kaitannya dengan komoditas minyak nilam, yakni produsen minyak nilam terbesar di dunia. Meskipun demikian prestasi tersebut hendaknya tetap dipertahankan di kemudian hari. Artinya, kalau komoditas ini pada waktu mendatang tidak mendapat penanganan yang lebih seksama, tidak menutup kemungkinan kalau negara produsen yang lain akan dapat menggantikan posisi Indonesia. Hal ini tentu saja sangat merugikan, mengingat devisa yang berhasil diraih dari hasil ekspor minyak nilam selama ini telah cukup berperan nyata dalam ekspor nonmigas (Mangun, 2008).
Kendatipun mampu tampil pada peringkat paling atas sebagai Negara produsen sekaligus juga eksportir minyak nilam dunia, tetapi sampai saat ini volume ekspor minyak nilam Indonesia masih menunjukkkan angka yang senantiasa berfluktuasi. Salah satu penyebabnya yaitu tingkat produksi minyak nilam belum mantap (Mangun, 2008).
2.3. Manfaat Dan Kegunaan Nilam
Tanaman nilam (Pogostemin Patchouli) disebut juga sebagai Pogostemon Cablin Benth merupakan tanaman perdu wangi berdaun halus dan berbatang segi empat. Daun kering tanaman ini disuling untuk mendapatkan minyak nilam (patchouli oil) yang banyak digunakan dalam berbagai kegiatan industri. Fungsi utama minyak nilam sebagai bahan baku (fiksatif) dari komponen kandungan utamanya yaitu patchouli alkohol (C15H26) dan sebagai bahan pengendali penerbang (eteris) untuk wewangian (parfum) agar aroma keharumannya bertahan lebih lama. Selain itu, minyak nilam digunakan sebagai bahan campuran produk kosmetik (diantaranya untuk pembuatan sabun, pasta gigi, sampoo, lotion, dan deodorant), kebutuhan industri makanan (di antaranya untuk essence atau penambah rasa), kebutuhan farmasi (untuk pembuatan anti radang, antifungi, anti serangga, afrodisiak, anti inflamasi, antidepresi, antiflogistik, serta dekongestan), kebutuhan aroma terapi, bahan baku compound dan pengawetan barang, serta berbagai kebutuhan industri lainnya (Mangun, 2008).
2.4. Minyak Atsiri
Minyak atsiri merupakan salah satu hasil sisa proses metabolisme dalam tanaman, yang terbentuk karena reaksi antara berbagai persenyawaan kimia dengan adanya air. Minyak tersebut di sintesis dalam sel kelenjar pada jaringan tanaman dan ada juga yang terbentuk dalam pembuluh resin, misalnya minyak terpentin dari pohon pinus. Minyak atsiri selain dihasilkan oleh tanaman dapat
juga terbentuk dari hasil degradasi trigliserida oleh enzim atau dapat dibuat secara sintesis (Ketaren, 1985).
Minyak atsiri umumnya terdiri dari berbagai campuran persenyawaan kimia yang terbentuk dari unsur karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) serta beberapa persenyawaan kimia yang mengandung unsur nitrogen (N) dan belerang (S). umumnya komponen kimia dari dalam minyak atsiri terdiri dari campuran hidrogen dan turunannya yang mengandung Oksigen yang disebut dengan Terpen atau terpenoid. Terpen merupakan persenyawaan hidrogen tidak jenuh dan satuan terkecil dari molekulnya disebut isopren (CsHa). Senyawa terpen mempunyai rangka Karbon yang terdiri dari 2 atau lebih satuan isopren. Klasifikasi dari terpen di dasarkan atas jumlah satuan isopren yang terdapat dalam molekulnya yaitu : monoterpen, seskuiterpen, diterpen, triterpen, tetraterpen dan politerpen yang masing-masing terdiri dari 2, 3, 4, 6, 8 dan n satuan isopren. Rantai molekul terpen dalam minyak atsiri merupakan rantai terbuka (terpen alifatis) dan rantai melingkar (terpen siklis) (Finer, 1959).
Dari 70 jenis minyak atsiri yang diperdagangkan di pasaran internasional, sekitar 9-12 macam atau jenis minyak atsiri di suplai dari Indonesia. Oleh sebab itu, Indonesia termasuk negara produsen besar yang cukup diandalkan dan menjadi negara pengekspor minyak atsiri dengan kualitas terbaik. Kondisi tersebut disebabkan faktor dan kondisi iklim serta jenis dan tingkat kesuburan tanah yang dimiliki Indonesia, yang sesuai dengan syarat tumbuh dari tanaman nilam (patchouli), akar wangi (vetyver), kenanga (cananga), kayu putih (cajeput), serta melati (yasmin) (Mangun, 2008).
Dari berbagai jenis tanaman penghasil minyak atsiri tersebut, didapat hasil berupa minyak nilam (patcauli oil), minyak sereh wangi (citronella), akar wangi (vetyver), kenanga (cananga), kayu putih (cajeput), serta minyak melati (yasmin) (Mangun, 2008).
2.4.1. Keberadaan Minyak Atsiri Dalam Tanaman
Minyak atsiri terkandung dalam berbagai organ, seperti di dalam rambut kelenjar (pada famili Labiatae), di dalam sel-sel parenkim (misalnya famili Piperaceae), di dalam saluran minyak seperti vittae (famili Umbelliferae), di dalam rongga-rongga skizogen dan lisigen (pada famili Pinaceae dan Rutaceae), terkadang dalam semua jaringan (pada famili Conaferae). Pada bunga mawar, kandungan minyak atsiri terbanyak terpusat pada mahkota bunga, pada kayu manis banyak ditemui pada kulit batang (korteks), pada famili Umbelliferae banyak terdapat pada perikarp buah, pada Menthae sp. terdapat dalam rambut kelenjar batang dan daun, serta pada jeruk terdapat dalam kulit buah dan helai daun (Gunawan dan Mulyani, 2004).
Minyak atsiri dapat terbentuk secara langsung oleh protoplasma akibat adanya peruraian lapisan resin dari dinding sel atau oleh hidrolisis dari glikosida tertentu. Peran paling utama dari minyak atsiri terhadap tumbuhan itu sendiri adalah sebagai pengusir serangga (mencegah daun dan bunga rusak) serta sebagai pengusir hewan-hewan pemakan daun lainnya. Namun sebaliknya, minyak atsiri juga berfungsi sebagai penarik serangga guna membantu terjadinya penyerbukan
silang dari bunga. Berdasarkan atas usul-usul biosintetik, konstituen kimia dari minyak atsiri dapat dibagi dalam dua golongan besar, yaitu:
Keturunan terpena yang terbentuk melalui jalur biosintetis asam asetat mevalonat.
Senyawa aromatik yang terbentuk lewat jalur sintetis asam sikimat, fenil propanoid (Gunawan dan Mulyani, 2004).
2.4.2 Sifat-Sifat Minyak Atsiri
Adapun sifat-sifat minyak atsiri diterangkan sebagai berikut :
Tersusun oleh bermacam-macam komponen senyawa.
Memiliki bau khas. Umumnya bau ini mewakili bau tanaman asalnya. Bau minyak atsiri satu dengan yang lain berbeda-beda, sangat tergantung dari macam dan intensitas bau dari masing-masing komponen penyusun.
Mempunyai rasa getir, kadang-kadang berasa tajam, menggigit, memberi kesan hangat sampai panas, atau justru dingin ketika sampai dikulit, tergantung dari jenis komponen penyusunnya.
Dalam keadaan mur ni (belum tercemar oleh senyawa-senyawa lain) mudah menguap pada suhu kamar sehingga bila diteteskan pada selembar kertas maka ketika dibiarkan menguap, tidak meninggalkan bekas noda pada kertas yang ditempel.
Bersifat tidak bisa disabunkan dengan alkali dan tidak bisa berubah menjadi tengik (rancid). Ini berbeda dengan minyak lemak yang tersusun oleh asam-asam lemak.
Bersifat tidak stabil terhadap pengaruh lingkungan, baik pengaruh oksigen udara, sinar matahari (terutama gelombang ultra violet), dan panas karena terdiri dari berbagai macam komponen penyusun.
Indeks bias umumnya tinggi.
Pada umumnya bersifat optis aktif dan memutar bidang polarisasi dengan rotasi yang spesifik karena banyak komponen penyusun yang memiliki atom C asimetrik.
Pada umumnya tidak dapat bercampur dengan air, tetapi cukup dapat larut hingga dapat memberikan baunya kepada air walaupun kelarutannya sangat kecil.
Sangat mudah larut dalam pelarut organik (Gunawan dan Mulyani, 2004).
2.4.3. Parameter Minyak Atsiri
Beberapa parameter yang biasanya dijadikan standar untuk mengenali kualitas minyak atsiri meliputi:
2.4.3.1. Berat Jenis
Berat jenis merupakan salah satu kriteria penting dalam menentukan mutu dan kemurnian minyak atsiri. Nilai berat jenis minyak atsiri didefinisikan sebagai perbandingan antara berat minyak dengan berat air pada volume air yang sama dengan volume minyak pada yang sama pula. Berat jenis sering dihubungkan dengan fraksi berat komponen-komponen yang terkandung didalamnya. Semakin besar fraksi berat yang terkandung dalam minyak, maka semakin besar pula nilai
densitasnya. Biasanya berat jenis komponen terpen teroksigenasi lebih besar dibandingka n dengan terpen tak teroksigenasi (Sastrohamidjojo, 2004).
2.4.3.2. Indeks Bias
Indeks bias merupakan perbandingan antara kecepatan cahaya di dalam udara dengan kecepatan cahaya didalam zat tersebut pada suhu tertentu. Indeks bias minyak atsiri berhubungan erat dengan komponen-komponen yang tersusun dalam minyak atsiri yang dihasilkan. Sama halnya dengan berat jenis dimana komponen penyusun minyak atsiri dapat mempengaruhi nilai indeks biasnya. Semakin banyak komponen berantai panjang seperti sesquiterpen atau komponen bergugus oksigen ikut tersuling, maka kerapatan medium minyak atsiri akan bertambah sehingga cahaya yang datang akan lebih sukar untuk dibiaskan. Hal ini menyebabkan indeks bias minyak lebih besar. Menurut Guenther, nilai indeks juga dipengaruhi salah satunya dengan adanya air dalam kandungan minyak nilam tersebut. Semakin banyak kandungan airnya, maka semakin kecil nilai indek biasnya. Ini karena sifat dari air yang mudah untuk membiaskan cahaya yang datang. Jadi minyak atsiri dengan nilai indeks bias yang besar lebih bagus dibandingka n dengan minyak atsiri dengan nilai indeks bias yang kecil (Sastrohamidjojo, 2004).
2.4.3.3. Putaran optik
Sifat optik dari minyak atsiri ditentukan menggunakan alat polarimeter yang nilainya dinyatakan dengan derajat rotasi. Sebagian besar minyak atsiri jika
ditempatkan dalam cahaya yang dipolarisasikan maka memiliki sifat memutar bidang polarisasi ke arah kanan (dextrorotary) atau ke arah kiri (laevorotary). Pengukuran parameter ini sangat menentukan kriteria kemurnian suatu minyak atsiri (Sastrohamidjojo, 2004) .
2.4.3.4. Bilangan Asam
Bilangan asam menunjukkan kadar asam bebas dalam minyak atsiri. Bilangan asam yang semakin besar dapat mempengaruhi terhadap kualitas minyak atsiri. Yaitu senyawa-senyawa asam tersebut dapat merubah bau khas dari minyak atsiri. Hal ini dapat disebabkan oleh lamanya penyimpanan minyak dan adanya kontak antara minyak atsiri yang dihasilkan dengan sinar dan udara sekitar ketika berada pada botol sampel minyak pada saat penyimpanan. Karena sebagian komposisi minyak atsiri jika kontak dengan udara atau berada pada kondisi yang lembab akan mengalami reaksi oksidasi dengan udara (oksigen) yang dikatalisi oleh cahaya sehingga akan membentuk suatu senyawa asam. Jika penyimpanan minyak tidak diperhatikan atau secara langsung kontak dengan udara sekitar, maka akan semakin banyak juga senyawa-senyawa asam yang terbentuk. Oksidasi komponen-komponen minyak atsiri terutama golongan aldehid dapat membentuk gugus asam karboksilat sehingga akan menambah nilai bilangan asam suatu minyak atsiri. Hal ini juga dapat disebabkan oleh penyulingan pada tekanan tinggi (temperatur tinggi), dimana pada kondisi tersebut kemungkinan terjadinya proses oksidasi sangat besar. Bilangan asam adalah ukuran dari asam lemak bebas, serta dihitung berdasarkan berat molekul dari asam lemak atau campuran asam lemak.
Bilangan asam dinyatakan sebagai jumlah milligram KOH 0,1N yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam 1 gram minyak atau lemak (Sastrohamidjojo, 2004).
2.4.3.5. Kelarutan Dalam Alkohol
Telah diketahui bahwa alkohol merupakan gugus OH. Karena alkohol dapat larut dengan minyak atsiri maka pada komposisi minyak atsiri yang dihasilkan tersebut terdapat komponen-komponen terpen teroksigenasi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Guenther bahwa kelarutan minyak dalam alkohol ditentukan oleh jenis komponen kimia yang terkandung dalam minyak. Pada umumnya minyak atsiri yang mengandung persenyawaan terpen teroksigenasi lebih mudah larut daripada yang mengandung terpen. Makin tinggi kandungan terpen makin rendah daya larutnya atau makin sukar larut, karena senyawa terpen tak teroksigenasi merupakan senyawa nonpolar yang tidak mempunyai gugus fungsional. Hal ini dapat disimpulkan bahwa semakin kecil kelarutan minyak atsiri pada alkohol (biasanya alkohol 90%) maka kualitas minyak atsirinya semakin baik (Sastrohamidjojo, 2004) .
2.4.4. Metode Penyulingan Minyak Atsiri
Dalam industri minyak atsiri dikenal tiga macam metode penyulingan, yaitu :
2.4.4.1. Penyulingan Dengan Air
Pada metode ini, bahan yang akan disuling kontak langsung dengan air mendidih. Bahan tersebut mengapung di atas air atau terendam secara sempurna tergantung dari bobot jenis dan jumlah bahan yang disuling. Air dipanaskan dengan metode pemanasan yang biasa dilakukan, yaitu dengan panas langsung, mantel uap, pipa uap melingkar tertutup, atau dengan memakai pipa uap melingkar terbuka atau berlubang. Ciri khas dari metode ini ialah kontak langsung antara bahan dengan air mendidih. Beberapa jenis bahan (misalnya bubuk buah badam, bunga mawar, dan orange blossoms) harus disuling dengan metode ini, karena bahan harus tercelup dan bergerak bebas dalam air mendidih. Jika disuling dengan metode uap langsung, bahan ini akan merekat dan membentuk gumpalan besar yang kompak, sehingga uap tidak dapat berpenetrasi ke dalam bahan (Guenther, 1987).
2.4.4.2. Penyulingan Dengan Air Dan Uap
Pada metode penyulingan ini, bahan olah diletakkan di atas rak-rak atau saringan berlubang. Ketel suling diisi dengan air sampai permukaan air berada tidak jauh dari bawah saringan. Air dapat dipanaskan dengan berbagai cara yaitu dengan uap jenuh yang basah dan bertekanan rendah. Ciri khas dari metode ini adalah:
1. uap selalu dalam keadaan basah, jenuh dan tidak terlalu panas.
2. bahan yang disuling hanya berhubungan dengan uap dan tidak dengan air panas (Guenther, 1987).
2.4.4.3. Penyulingan Dengan Uap
Metode ketiga disebut penyulingan uap, atau penyulingan uap langsung dan prinsipnya sama dengan yang telah dibicarakan diatas, kecuali air tidak diisikan dalam ketel. Uap yang digunakan adalah uap jenuh atau uap kelewat panas pada tekanan lebih dari 1 atmosfer. Uap dialirkan melalui pipa uap melingkar yang berpori yang terletak dibawah bahan, dan uap bergerak keatas melalui bahan yang terletak di atas saringan (Guenther, 1987).
Pada dasarnya tidak ada perbedaan yang mendasar dari ketiga proses penyulingan. Tetapi bagaimanapun juga dalam prakteknya hasilnya akan berbeda bahkan kadang-kadang perbedaan ini sangat berarti, karena tergantung pada metode yang dipakai dan reaksi-reaksi kimia yang terjadi selama berlangsungnya penyulingan (Guenther, 1987).
2.5. Kandungan Kimia Minyak Atsiri
Tidak satupun minyak atsiri tersusun dari senyawa tunggal, tetapi merupakan campuran komponen yang terdiri dari tipe-tipe berbeda. Berdasarkan cara isolasinya, komponen penyusun minyak atsiri dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok sebagai berikut :
1) Kelompok yang mengkr istal pada suhu rendah, misalnya stearoptena.
2) Kelompok senyawa yang dapat dipisahkan melalui proses destilasi bertingkat.
3) Kelompok senyawa yang dipisahkan melalui proses kristalisasi bertingkat.
4) Kelompok senyawa yang pemisahannya dilakukan melalui kromatografi.
5) Kelompok senyawa yang diisolasi melalui proses-proses kimia
(Gunawan dan Mulyani, 2004).
Dengan pesatnya kemajuan instrumentasi analitik, telah dapat dilakukan identifikasi yang tepat atas penyusun minyak atsiri, termasuk konstituen runutanya. Minyak atsiri sebagian besar terdiri dari senyawa terpen, yaitu suatu senyawa produk alami yang strukturnya dapat dibagi ke dalam satuan-satuan isopren. Satuan-satuan isopren (C5H8) ini terbentuk asetat melalui jalur biosintesis asam mevalonat dan merupakan rantai bercabang lima satuan atom karbon yang mengandung dua ikatan rangkap (Gunawan dan Mulyani, 2004).
Selama proses biosintesis, satuan isopren saling bergabung membentuk rantai yang lebih panjang dengan kepala ke ekor. Jumlah persatuan yang bergandengan dalam satuan terpen dapat dijadikan pedoman untuk klasifikasi senyawa-senyawa ini. Senyawa yang terdiri dari 2 satuan isopren disebut sebagai mono (rumus molekul C10H16), senyawa yang mengandung 3 satuan isopren disebut seskuiterpen (C15H24), yang mengandung 4 satuan isopren disebut triterpena (C30H48), dan seterusnya (Gunawan dan Mulyani, 2004).
Terpen yang paling sering terdapat sebagai komponen penyusun minyak
atsiri adalah monoterpen. Monoterpen banyak ditemui dalam bentuk asiklis, monosiklis, serta bisiklis sebagai hidrokarbon dan keturunan yang teroksidasi seperti alkohol, aldehid, keton, fenol, oksidasi, dan ester. Terpen lain di bawah
monoterpen yang berperan penting sebagai penyusun minyak atsiri adalah seskuiterpen dan diterpen (Gunawan dan Mulyani, 2004).
Kelompok besar lain dari komponen penyusun minyak atsiri adalah senyawa golongan fenil propan. Senyawa ini mengandung cincin fenil C6 dengan rantai samping berupa propana C3 (Gunawan dan Mulyani, 2004).
Minyak yang dihasilkan adalah minyak nilam (patchouli). minyak ini digunakan sebagai (fiksatif) dalam industri parfum, sabun, dan tonik rambut, minyak ini juga digunakan dalam pembuatan sabun dan kosmetik. Minyak nilam menciptakan bau yang khas dalam suatu campuran, karena bau minyak nilam yang enak dan wangi (Ketaren, 1985). Minyak nilam yang diperoleh dengan cara destilasi air dan uap dari daun nilam, dalam perdagangan disebut patchouli oil yaitu nama sejaenis tanaman yang banyak di Hindustan. Pada mulanya tanaman nilam dipakai sebagai pewangi selendang oleh orang India, karena baunya yang khas (Guenther, 1987).
Minyak Nilam adalah minyak yang diperoleh dengan cara penyulingan uap daun tanaman Pogostemon cablin BETNH (Dewan Standarisasi Nasional,
1998). Standar mutu minyak nilam belum seragam untuk seluruh dunia, karena setiap negara penghasil dan pengekspor menentukan standar mutu minyak nilam sendiri, misalnya standar mutu minyak nilam dari Indonesia (SNI 06-2385-1998) Spesifikasi minyak nilam menurut SNI dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Syarat Mutu Minyak Nilam Menurut SNI 06-2385-1998,
No.
Jenis Uji
Satuan
Persyaratan
1.
2.
3.
4.
5
.6.
7.
7.1
7.2
7.3
7.4
Warna
Bobot jenis 20°C /20°C Indeks bias
Kelarutan dalam etanol 90%
pada suhu 20°C ± 3°C
Bilangan asam Bilangan ester Zat-zat asing Lemak
Minyak kruing Alkohol tambahan Minyak pelican
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Kuning muda sampai
coklat tua
0,943-0,983
1,504-1,514
Larutan (jernih) atau opalesensi ringan dalam perbandingan volume
1:10
Maks. 5.0
Maks. 10.0
Negatif Tidak nyata Negatif Negatif
2.5.1. Kandungan Utama Minyak Nilam
Minyak nilam terdiri dari persenyawaan terpen dengan alkohol-alkohol. Aldehid dan ester-ester memberikan bau khas misalnya patchouli alkohol. Patchouli alkohol merupakan senyawa yang menentukan bau minyak nilam dan
merupakan komponen yang terbesar. Komponen penyusun dari minyak nilam adalah benzaldehid, karyofilen, patchoulena, bulnesen dan patchouli alkohol (Ketaren, 1985).
2.5.2. Parameter Mutu Minyak Nilam
Beberapa parameter yang digunakan untuk mengetahui standar mutu minyak nilam meliputi:
2.5.2.1.Bobot Jenis Minyak Nilam
Prinsip Bobot jenis minyak nilam berdasarkan perbandingan antara berat minyak dengan berat air pada volume dan suhu (Dewan Standarisasi Nasional,
1995). Cara penentuan bobot jenis minyak nilam yaitu dengan menggunakan alat piknometer. Piknometer dicuci dan dibersihkan, kemudian dibasuh berturut-turut dengan etanol dan dietil eter. Bagian dalam piknometer dan tutupnya dikeringkan dengan arus udara kering. Didiamkan pinometer di dalam lemari timbangan selama 30 menit dan ditimbang (m). Piknometer diisi dengan air suling yang telah dididihkan pada suhu 20°C. sambil menghindari adanya gelembung gelembung udara. Piknometer dicelupkan ke dalam penangas air pada suhu 20°C ± 0,2°C selama 30 menit sisipkan penutupnya kemudian dikeringkan piknometernya. Piknometer didiamkan dalam lemari timbangan selama 30 menit, kemudian ditimbang dengan isinya (m1). Piknometer tersebut dikosongkan, dan dicuci dengan etanol dan dietil eter. Kemudian dikeringkan dengan arus udara kering. Piknometer diisi dengan contoh minyak dan hindari adanya gelembung- gelembung udara. Piknometer dan penutupnya dimasukkan kembali dalam
penangas air pada suhu 20°C ± 0,2°C selama 30 menit dan dikeringkan piknometer tersebut. Piknometer dibiarkan di dalam lemari timbangan selama 30 menit kemudian ditimbang dengan isinya (m2) (Dewan Standarisasi Nasional,
1995).
2.5.2.2.Indeks Bias Minyak Nilam
Prinsip indeks bias minyak nilam didasarkan pada pengukuran langsung sudut bias minyak yang dipertahankan pada kondisi suhu yang tetap (Dewan Standarisasi Nasional, 1995). Cara penentuan indeks bias minyak nilam yaitu dengan menggunakan alat refraktometer. Air dialirkan melalui refraktometer agar alat ini berada pada suhu dimana pembacaan akan dilakukan, Suhu tidak boleh berbeda lebih dari ± 2°C dari suhu referensi dan terus dipertahankan dengan toleransi ± 0,2°C. Sebelum minyak tersebut diletakkan di dalam alat, minyak harus berada pada suhu yang sama dengan suhu dimana pengukuran akan dilakukan. Pembacaan dilakukan bila suhu sudah stabil (Dewan Standarisasi Nasional, 1995).
2.5.2.3.Bilangan Asam Minyak Nilam
Prinsip bilangan asam minyak nilam didasarkan atas Jumlah milligram KOH yang diperlukan untuk menentralkan asam –asam bebas yang terdapat dalam 1 gram minyak Nilam (Dewan Standarisasi Nasional, 1995). Cara penentuan bilangan asam minyak nilam sangat sederhana, yaitu dengan cara minyak nilam ditimbang 4 ± 0,05 gram, dilarutkan dalam 4ml etanol netral pada
labu saponifikasi. ditambah 5 tetes larutan Fenolftaein sebagai indikator. Larutan tersebut dititrasi dengan KOH 0,4 N sampai warna merah muda (Dewan Standarisasi Nasional, 1995).
2.5.2.4. Bilangan Ester Minyak Nilam
Prinsip bilangan ester minyak nilam berdasarkan penyabunan ester-ester dengan larutan alkali mentitrasi kembali kelebihan alkali tersebut (Dewan Standarisasi Nasional, 1995). Cara penentuan bilangan ester minyak nilam terlebih dahulu dilakukan pengujian blanko, caranya labu penyabunan diisi dengan beberapa potong batu didih atau porselen, lalu ditambahkan 5ml etanol dan 25ml larutan KOH 0,5 N dalam alkohol, direfluks di atas penangas air mendidih selama 1 (satu) jam setelah larutan mendidih, diamkan larutan hingga menjadi dingin. Kondensor refluks dilepaskan dan ditambahkan 5 tetes larutan Fenolftaein dan kemudian dinetralkan dengan HCl 0,5 N (Dewan Standarisasi Nasional, 1995).
Pada waktu yang sama dan dalam kondisi yang sama, ditimbang contoh 4 gram ± 0,05 gram dan dimasukan ke dalam labu. Dididihkan dengan hati-hati ditambahkan 25 ml larutan KOH 0,5 dalam alkohol dan beberapa potong batu didih atau porselen kemudian dibiarkan larutan menjadi dingin. Kondensator refluks dilepaskan, ditambahkan 5 tetes larutan PP dan larutan dinetralkan dengan HCl 0,5 N seperti pada penentuan blanko (Dewan Standarisasi Nasional, 1995).
2.5.3. Manfaat Dan Kegunaan Minyak Nilam
Fungsi utama minyak nilam sebagai bahan baku pengikat (fiksatif) dari kandungan utamanya patchouli alcohol (C15H26) dan sebagai bahan pengendali penerbang (eteris) untuk wewangian (Parfum) agar aroma keharumannya bertahan lebih lama. Selain itu, minyak nilam digunakan sebagai salah satu bahan campuran produk kosmetik (di antaranya untuk pembuatan sabun, pasta gigi, sampo, lotion dan deodorant), kebutuhan industri makanan (di antaranya untuk essence atau penambah rasa), kebutuhan farmasi (untuk pembuatan obat anti radang, antifungi, antiserangga, serta dekongestan), kebutuhan aroma terapi, bahan baku compound dan pengawet barang, serta berbagai kebutuhan industri lainnya (Mangun, 2008).
Minyak nilam mempunyai banyak keunggulan. Selain bermanfaat bagi berbagai ragam kebutuhan industri, masa panen tanaman nilam relaif singkat dan pengendalian tanaman relative mudah dan potensi pasarnya sudah jelas. Pola perdagangan minyak nilam tidak terkena kuota ekspor dan sampai saat ini belum ditemukan bahan sintetis atau bahan pengganti yang dapat menyamai manfaat minyak nilam ini. Oleh sebab itu, kondisi dan potensi minyak nilam tersebut merupakan basic power (Mangun, 2008).
BAB III
PEMBAHASAN
Pada penelitian ini, digunakan daun nilam aceh (Pogostemon cablin Benth) sebagai objek penelitian. Pada daun nilam aceh (Pogostemon cablin Benth) diberikan beberapa perlakuan untuk menghasilkan minyak atsiri yang sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI). Adapun perlakuan yang diberikan untuk meningkatkan mutu dari minyak atsiri nilam aceh ini adalah sebagai berikut :
Penggunaan metode destilasi microwave baik dengan pelarut, steam, maupun daun basah
Perbedaan ukuran daun baik dicacah dan dibiarkan utuh
Perbedaan suhu pada proses pemanasan
Perbedaan waktu destilasi
Pada penelitian ini, pertama-tama daun nilam aceh yang akan diisolasi minyak atsirinya diambil. Adapun varietas daun nilam aceh yang digunakan adalah varietas sidikalang yang dialmbil dari daerah Klaten. Setelah itu, daun dijemur kurang lebih selama 3-4 hari sehingga kandungan air yang terdapat pada daun tersebut sekitar 14-17%.
Terdapat perbedaan perlakuan yang dilakukan yaitu daun nilam aceh yang digunakan adalah daun yang dicacah dengan ukuran ± 2cm dan daun nilam utuh yaitu dengan ukuran sekitar 4-5cm. Selain itu juga digunakan daun yang tidak melewati proses pengeringan dan langsung di destilasi.
Untuk meningkatkan kualitas dari minyak atsiri yang dihasilkan oleh daun nilam aceh ini adalah penggunaan gelombang mikro(microwave) yang akan meningkatkan randemen dari minyak atsiri yang dihasilkan. Adapun prinsip dari microwave distillation atau destilasi uap air dengan gelombang mikro ini adalah penambahan microwave akan berpengaruh pada variabel suhu. Adapun fungsi microwave ini adalah agar pemanasan lebih merata sehingga panas dibangkitkan dari dalam bahan dan sifat panasnya lebih selektif sehingga energi yang digunakan akan lebih kecil.
Adapun rangkaian alat dari micriwave distillation ini adalah sebagai berikut :
Keterangan gambar 1 :
1. Labu leher dua 7.Termokopel
2. Pengatur daya 8 .Heating mantle
3. Pengatur timer 9. Pengatur suhu
4. Kondensor Liebig 10.termometer
5. Corong pemisah 11.Labu (1000 ml)
6. Erlenmeyer
Gambar 1. Skema Peralatan Microwave Distillation dengan Steam
Pertama, sebanyak 100 gram daun nilam aceh ditimbang dan kemudian dimasukkan kedalam labu destilasi berleher dua. Selanjutnya, air dimasukkan kedalam labu destiasi yang lain dan dipanaskan dengan menggunakan heating mantle. Adapun fungsi dari air yang dipanaskan ini adalah sebagain steam generator yang merupakan salah satu variabel dalam penelitian ini. setelah itu, pemanas microwave dinyalakan dan diatur suhunya sesuai dengan variabel suhu yang telah ditentukan. Adapun fungsi penggunaan microwave agar pemanasan mrata dan panas bersifat selektif serta berasala dari komponen yang didestilasi itu sendiri.
Selanjutnya, waktu diukur dari destilat pertama menetes hingga proses destilasi dihentikan. Destilat yang dihasilkan langsung menetes menuju corong pemisah. Hal ini dikarenakan komponen destiulat yaitu minyak atsiri akan dipisahkan dari air yang masih terkandung di dalamnya.
Setelah minyak atsiri dipisahkan dengan air, kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi untuk selanjutnya disimpan di dalam freezer. Adapun fungsi penyimpanan minyak atsiri di dalam freezer aga dihasilkan minya atsiri yang telah bebas dari air. Selanjutnya dilakukan penelitian dengan menggunakan metode microwave distillation dengan menggunakan pelarut. Adapun langkah kerjanya sama, namun tidak menggunakan steam generator.
Setelah proses destilasi selesai dilakukan, dilanjutkan dengan analisa minyak atsiri yang telah bebas dari air. Dari segi waktu destilasi, diperoleh hasil yang berbeda. Adapun perbedaan ini disajikan pada grafik seperti yang terdapa di bawah ini :
Hubungan rendemen terhadap waktu minyak untuk suhu 1200C
Dari grafik diatas, dapat dianalisa bahwa pada sumbu x terdapat waktu yang digunakan sedangkan pada sumbu y terdapat rendemen yang dihasikan untuk setiap waktu. Adapun waktu optimum yang dapat menghasilkan rendemen maksimum adalah sekitar 60-120 menit. Walaupun pada wakru sekitar 120-140 menit terdapat peningkatan rendeman, namun kandungan minyak atsiri pada daun nilam sudah berkurang dan kemungkinan daun nilam akan hangus.
Selain itu, tujuan digunakannya microwave distillation pada penelitian ini agar waktu yang digunakan untuk mengisolasi minyak atsiri dari daun nilam ini menjadi lebih efektif dan singkat dibandingkan metode yang digunakan sebelumnya yaitu hydro distillation maupun hydro-steam distillation. Berikut merupakan tabel perbandingan rendeman yang dihasilkan serta lama waktu proses pengisolasian minyak atsiri dari daun nilam aceh.
Hasil penelitian microwave distillation
Bangkit Yotama dan Yuni
Pratidina 2011
Parameter yang
Dianalisa
% rendeman1,36-2,46 1,46-waktu
MDP MDS
1,36-2,46 1,46-1,95
60-120menit 120-140menit
Convential steam
sprager agigator
1,94 1,97
8 jam 8 jam
dari tabel diatas dapat diketahui bahwa dengan menggunakan metode microwave distillation akan mempersingkat waktu dan rendeman yang dihasilkan lebih tinggi.
Dari pengaruh ukuran daun, dapat dianalisis bahwa ukuran mempengaruhi rendeman yang dihasilkan. Dimana daun yang dicacah akan menghasilkan rendeman yang lebih tinggi. hal ini disebabkan, dengan memperluas permukaan bidang sentuh akan memercepat laju reaksi. Selain itu juga, menurut literatur proses pencacahan(perajangan) akan menyebabkan kelenja-kelenjar minyak menjadi terbuka sehingga lebih mudah dihasilkan minyak atsirinya. Sehingga volume minyak atsiri yang dihasilkan akan lebih tinggi dibandingkan minyak atsiri yang dihasilkan oleh daun yang utuh. Hal itu dapat dilihat dari grafik dibawah ini.
Hubungan rendemen terhadap waktu minyak pada MDP suhu 1050C
Hubungan rendemen terhadap waktu minyak pada MDS suhu 1050C
Dari grafik diatas, dapat dianalisis bahwa dengan metode apapun, apabila daun nilam yang digunakan telah dicacah akan menghasilkan minyak atsiri dengan rendeman yang lebih tinggi.
Selanjutnya, yang terpenting adalah pengaruh metode destilasi yang digunakan. Karena variabel yang diberi yaitu microwave distillation dengan steam serta microwave distillation dengan pelarut. Dari kedua metode tersebut, dapat diketahui bahwa metode microwave distillation dengan pelarut menghasilkan rendeman yang lebih tinggi, seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Hubungan rendemen terhadap waktu minyak pada daun utuh (4-5cm) suhu 1200C
Hubungan rendemen terhadap waktu minyak pada daun cacah(±2cm) suhu 1200C
Dari kedua gtafik diatas, terlihat bahwa dengan menggunakan metode microwave distillation dengan pelarut menghasilkan rendeman yang lebih tinggi dengan waktu 60 menit karena dengan menggunakan pelarut dapat membantu membuka pori-pori daun nilam yang mana terdapat kantung-kantung minyak di dalamnya. Sehingga pada proses destilasi, minyak-minyak tersebut akan ikut menguap beserta pelarut yang digunakan.
Selain variabel-variabel diatas, suhu juga mempengaruhi rendeman dari minyak atsiri nilam yang dihasilkan. Dimana pada penelitian, suhu optimum untuk mengasilkan minyak atsiri dengan rendeman yang tinggi adalah suhu 120°.
Pengaruh suhu ini dapat kita lihat dari grafik dibawah ini.
Grafik hubungan waktu vs rendemen minyak pada daun MDP
daun cacah (±2cm)
Dari beberapa variabel diatas dan hasil analisa kualitas minyak nilam, diketahui bahwa minyak nilam yang dihasilkan sudah sesuai dengan SNI. Hanya terdapat perbedaan pada densitas karena minyak nilam yang dihasilkan ada percobaan mengandung molekul air sehingga densitas yang dihasilkan lebih berat dibandingkan densitas minyak nilam yang sesuai dengan SNI.
Adapun komponen utama dari minyak nilam ini adalah patchouli alcohol, dimana patchouli alcohol lebih banyak dihasilkan dari daun nilam yang dicacah dibandingkan daun nilam yang utuh.
BAB IV
PENUTUP
KESIMPULAN
Dari pembahasan di dalam makalah ini, dapat diperoleh beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut :
Untuk meningkatkan kualitas dari minyak atsiri dari daun nilam dapat digunakan metode microwave distillation
Metode yang lebih baik untuk meningkatkan nilai rendeman dari minyak atsiri daun nilam adalah metode microwave distillation dengan pelarut.
Variabel yang mempengaruhi kualitas dari minyak atsiri daun nilam adalah waktu, suhu, metode, serta ukuran dari daun nilam
Komponen utama dari minyak atsiri daun nilam adalah patchouli alcohol.
SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut :
Pada metode microwave distillation dengan pelarut, sebaiknya minyak atsiri yang dihasilkan dikurangi kandungan airnya agar densitasnya sesuai dengan densitas yang sudah ditetapkan oleh SNI.
DAFTAR PUSTAKA
Guenther, E. 1987. Minyak Atsiri (Jilid I). Penerjemah S. Ketaren. Universitas Indonesia (UI- Press). Jakarta
Ketaren, S., 1985. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Balai Pustaka. Jakarta.
Mangun, H.M.S. (2009). Nilam. Penebar Swadaya. Jakarta.
Sastrohamidjojo,H. 2002. Kimia MinyakAtsiri. FMIPA UGM. Yogyakarta.
Standar Nasional Indonesia (SNI). 1991."Minyak Nilam". Dewan Standarisasi Nasional. Jakarta.
