A. TINJAUAN PUSTAKA
G.1. Tanaman Sereh
Tanaman sereh dapur termasuk suku Poaceae, yang berupa rumpun, berumur tahunan, tegak, berakar dalam, kuat membiak dan merupakan rumpun besar, daun-daunnya panjang, sempit, hijau kebiru-biruan, bersembir kasar pada seluruh panjangnya dan berbau wangi jika dimemarkan (Heyne,1987).
Tanaman sereh dapur membutuhkan iklim tropik yang panas, cahaya matahari dan curah hujan yang tidak terlampau melimpah. Di daerah yang curah hujannya berlimpah,tanaman ini dapat dipanen lebih sering dibandingkan dengan daerah yang lebih kering, namun minyak yang dihasilkan berkadar sitral lebih rendah (Guenther,1990).
Sereh dapur termasuk di dalam klasifikasi berikut ini :
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas : Liliopsida (berkeping satu / monokotil)
Ordo : Poales
Genus : Cymbopogon
Spesies : Cymbopogon citratus
Minyak atsiri dari tanaman sereh dapur dalam perdagangan dikenal dengan nama Lemongrass Oil. Kandungan utama minyak sereh dapur adalah sitral dan juga mengandung sitronellal, metilheptan, n-desil aldehida, linalool, geraniol. Struktur beberapa kandungan minyak sereh dapur dapat dilihat pada gambar 1. (Ruslan Haris,1991 ; Guenther,1990; Sofyan Rusli et al,1985).
Geraniol merupakan terpen alkohol berada dalam bentuk bebas dan sebagai ester dalam fraksi minyak bertitik didih lebih tinggi. Geraniol mempunyai nilai lebih sebagai pengganti minyak yang dihasilkan dari bunga mawar. Sitral dengan perlakuan lebih lanjut diubah ke dalam bentuk ionon. Ionon mempunyai 2 macam isomer, yaitu α dan β ionon. Ionon lebih mudah larut dalam alkohol dan berbau wangi seperti bunga violet. (Burkill, 1966; Guenther, 1987; Ketaren, 1987)
Konstituen utama dari minyak sereh dapur yang berupa sitral sukar dipisahkan dan dimurnikan sebagai sitral karena adanya senyawa jenis aldehid lainnya (disamping sitral) yang dapat mengganggu. Struktur linallol kemungkinan terdapat dalam fraksi titik didih 198-200oC, senyawa yang tidak tahan panas dan harus dijaga agar tidak terurai. (Badan Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, 1985; Guenther, 1987; Ketaren 1987).
Sitronella adalah senyawa yang mempunyai banyak manfaat, diantaranya sebagai bahan baku pembuatan isopulegol yang dilakukan melalui proses siklilisasi. Siklilisasi sitronelal menjadi isopulegol merupakan tahapan penting dalam sintesis mentol. Mentol merupakan material penting dalam industri pewangi yang mempunyai karakteristik bau pappermint (Sastrohamidjojo, 2004).
Sifat fisika dan kimia minyak sereh dapur :
- Rumus kimia : C51H84O5
- Warna dan bau : kuning pucat-kuning cerah,berbau lemon
- Titik didih : 224oC pada tekanan 760 mmHg
- Titik nyala : > 197oF
- Tekanan uap : 0,07000 mm/Hg pada 25oC
- Volatilitas per volume : 100%
- Specific gravity : 0,88700 sampai 0,89900 pada 25oC
- Kelarutan dalam air : tidak larut
- Kelarutan : alkohol dan dan minyak parafin
Berikut ini adalah persyaratan mutu minyak sereh dapur menurut Essential Oil Association (EOA) :
Tabel 1 Standar Mutu Minyak Sereh Dapur Menurut EOA
| Karakteristik | East Indian Oil | West Indian Oil |
| Warna Berat jenis, 25oC Indeks bias, 25oC Putaran optik Kadar sitral Kelarutan dalam alkohol, 70% | Kuning tua sampai merah coklat muda 0,894-0,904 1,4830-1,4890 (-3o)-(+1o) Tidak kurang dari 75 % Larutan dalam 2-3 bagian volume | Kuning muda sampai coklat muda 0,869-0,894 1,4830-1,4890 (-3o)-(+1o) Tidak kurang dari 75 % Larutan tapi keruh |
Mutu minyak ditentukan berdasarkan kadar aldehidanya dengan metode hidroksilamina. Kadar sitral menurun secara bertahap pada penyimpanan dan pemeraman minyak. Pada penyimpanan minyak harus terlindung dari udara dan cahaya,serta bebas dari air sebelum diisikan ke tempat penyimpanan karena berpengaruh terhadap kadar sitral.
Kegunaan minyak sereh dapur untuk pewangi sabun,detergen dan jenis produk teknis.Sedangkan minyak kasar digunakan untuk pembuatan isolate sitral yang banyak digunakan dalam flavor, kosmetik, dan parfum atau diubah menjadi ionon. Minyak sereh dapur merupakan salah satu jenis minyak atsiri terpenting yang digunakan sebagai sumber pembuatan ionon (Guenther,1990).Minyak sereh dapur juga dapat digunakan sebagai bumbu masak,obat gosok terhadap sakit encok,sakit gigi dan obat sengatan serangga (Soepardi,1984).
Tabel 2 Harga Minyak Sereh Dapur dan Turunannya
| Nama Bahan | Harga / 100 gram |
| Minyak sereh dapur (lemongrass oil east indian) | Rp 160.000,00 |
| Sitronelol (95-100%) | Rp 130.000,00 |
| Geraniol (98%) | Rp 140.000,00 |
| Hidroksi sitronelal (98-100%) | Rp 140.000,00 |
| Citral (99%) | Rp 150.000,00 |
| Geranyl acetate (98-100%) | Rp 160.000,00 |
| Citronelyl acetate (98-100%) | Rp 150.000,00 |
| Citronelyl nitrile (98-100%) | Rp 150.000,00 |
| α-ionon (90-100%) | Rp 170.000,00 |
| β-ionon (98-100%) | Rp 180.000,00 |
Sumber : www.the goodscentscompany. com, 13 Oktober 2010
Minyak sereh dapur tidak larut dalam air, tapi larut dalam alkohol dan minyak parafin. Tipe East Indian larut sempurna 1 : 2 volume dalam alkohol 70%, sedangkan tipe West Indian larut pada 1 : 4 volume. Hal ini menandakan bahwa pada minyak tipe West Indian terdapat banyak kandungan terpen-terpen tak beroksigen (terutama mirsen) yang sukar larut dalam alkohol. Terpen-terpen tak beroksigen ini kurang disukai kehadirannya dalam minyak atsiri (www.ferry-atsiri.blogspot.com).
G.2. EKSTRAKSI
Prinsip ekstraksi dengan pelarut mudah menguap adalah melarutkan minyak atsiri yang terdapat dalam bahan dengan menggunakan pelarut organik yang mudah menguap.
Berdasarkan bentuk campuran yang diekstraksi dapat dibedakan dua macam ekstraksi, yaitu :
1. Ekstraksi padat-cair (Solid-Liquid Extraction)
Dalam hal ini substansi yang diekstrak terdapat di dalam campuran yang berbentuk padat. Proses ini paling banyak ditemui di dalam usaha mengisolir substansi berkhasiat yang terkandung di dalam bahan dari alam. Sifat-sifat bahan alam tersebut merupakan faktor yang berperan terhadap sempurna/mudahnya ekstraksi dilakukan.
2. Ekstraksi cair-cair (Liquid-Liquid Extraction)
Ekstraksi ini adalah suatu proses yang berdasarkan kepada distribusi dari solute dari dua macam pelarut yang satu sama lain saling tidak larut. Solute tersebut (dalam hal ini solute dapat larut di dalam kedua macam pelarut yang saling tidak campur tersebut) akan terbagi ke dalam kedua macam pelarut tersebut sampai dicapai suatu keadaan yang setimbang. Berhubungan dengan hal tersebut di atas, perlu diketahui tentang :
1. Koefisien partisi
Koefisien partisi berhubungan dengan tenaga bebas yang dibutuhkan untuk memindahkan satu molekul solute dari pelarut yang satu ke pelarut yang lainnya. Besarnya koefisien partisi :
kd = koefisien partisi
Nm, Ns = mol fraksi solute di dalam masing-masing larutan.
2. Ratio distribusi
Pada umumnya ektraksi cair-cair melibatkan dua macam pelarut yang masing-masing berupa pelarut organik dan air. Bila kedalam kedua campuran ini ditambahkan solute A, maka ratio distribusinya adalah :
D = ratio distribusi
(A)0 = konsentrasi solute A di dalam semua bentuk kimianya yang terdapat di dalam pelarut organik (g/ml).
(A) = konsentrasi solute A di dalam semua bentuk kimianya yang terdapat di dalam air.
Kesempurnaan suatu ekstraksi sangat dipengaruhi oleh faktor pH, macam pelarut, ratio distribusi, faktor jumlah volume pelarut dan jumlah ekstraksi yang dilakukan. Konsentrasi solute yang tertinggal di dalam air setelah satu kali ekstraksi dengan pelarut organik adalah :
v = volume larutan di dalam air
v0 = volume pelarut organik
D = ratio distribusi
C = konsentrasi solute yang tertinggal di dalam air setelah satu kali ekstraksi.
C0 = konsentrasi solute di dalam air sebelum ekstraksi (g/ml)
Dari rumus di atas terlihat bahwa jumlah solute yang tertinggal setelah satu kali ekstraksi tergantung kepada ratio distribusi dan ratio volume pelarut. Setelah n kali ekstraksi, solute yang tertinggal di dalam air adalah :
Cn = Konsentrasi solute yang tertinggal di dalam air setelah n kali ekstraksi (g/ml) (Treybal, 1981)
Suatu pelarut dikatakan sesuai sebagai pelarut pengekstraksi bila memenuhi syarat-syarat berikut :
1. Pelarut harus bersifat selektif.
2. Dapat membentuk sistem pelarut yang memungkinkan substansi mempunyai ratio distribusi yang besar.
3. Dapat membentuk sistem dengan faktor pemisahan yang besar.
4. Tidak campur dengan air
5. Inert, tidak bereaksi dengan komponen minyak atsiri
6. Mempunyai titik didih yang seragam
7. Mudah digunakan
8. Harga murah
9. Bila mungkin tidak mudah terbakar.
Suatu zat dapat larut dalam pelarut dipengaruhi oleh kepolaran zat yang akan diisolasi. Zat yang polar akan larut dalam pelarut yang polar, sedangkan zat non polar larut dalam pelarut non polar. Macam-macam pelarut berdasarkan kepolarannya :
1. Pelarut yang polar, misalnya air
2. Pelarut yang semi polar, misalnya alkohol dan aseton
3. Pelarut yang non polar, misalnya ether, heksan, CHCl, benzena.
(Foust et al, 1990)
G.3. PEMURNIAN
Komponen-komponen yang terdapat dalam minyak atsiri, terutama komponen utamanya dapat dipisahkan baik secara fisika maupun secara kimiawi, seperti kristalisasi, penguapan, ekstraksi, penyulingan vakum terfraksi, distilasi molekuler, proses reaksi katalisis dan sebagainya (Joddy dkk, 2002). Sebagai bahan yang bisa digunakan dalam wangi-wangian atau formula khusus adalah turunan yang dibuat dari isolat komponen-komponen minyak atsiri. Untuk membuat turunan ini umumnya dilakukan melalui proses kimia, antara lain oksidasi, esterifikasi, hidrogenasi, dan sebagianya. Isolat dan turunannya inilah yang menambah nilai minyak atsiri menjadi lebih tinggi.
Pemisahan komponen-komponen dalam minyak atsiri salah satunya dapat dilakukan dengan pemisahan secara fisika dengan menggunakan distilasi terfraksi vakum. Distilasi terfraksi digunakan untuk menghasilkan perolehan/distilat yang lebih murni, sedangkan vakum dalam proses ini digunakan untuk menjaga agar suhu yang digunakan tidak terlalu tinggi, sehingga mencegah kerusakan/dekomposisi bahan akibat panas yang terlalu tinggi dan lama.
Prinsip dari distilasi fraksionasi atau rektifikasi atau distilasi bertahap adalah pemisahan campuran yang berbentuk cair berdasarkan perbedaan tekanan uap senyawa-senyawa yang ada dalam campuran tersebut. Proses fraksionasi merupakan suatu seri proses tahapan penguapan flash yang tersusun dalam suatu seri uap dan cairan, dari setiap tahap mengalir secara bolak-balik ke tahap berikutnya, di mana cairan akan mengalir ke tahap bawahnya sedangkan uap mengalir naik dari tahap ke tahap di atasnya. Dengan distilasi fraksionasi, hasil yang didapat dari proses pemisahan akan memiliki kemurnian yang cukup tinggi, lebih tinggi dibanding distilasi biasa. Selain itu distilasi fraksionasi dalam pemisahannya tidak membutuhkan tambahan bahan lain (solvent, gas, dll). Distilasi fraksionasi ini dilengkapi dengan unit refluks yang digunakan untuk meningkatkan mutu/kemurnian fraksi yang diperoleh.
Jenis kolom yang digunakan pada fraksionasi minyak atsiri ini adalah kolom packed dan bubble cap, kedua kolom tersebut mempunyai luas permukaan yang berbeda. Semakin luas bidang permukaan, laju penguapan akan meningkat (Foust et al, 1990).
G.4. PENELITIAN-PENELITIAN SEBELUMNYA
Penelitian yang dilakukan oleh Ma’mun dan Nanan Nurdjanah (1993) dari Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat tentang Pengaruh Perajangan dan Lama Pelayuan Terhadap Rendemen dan Mutu Minyak Atsiri Serai Dapur (Cymbopogon citatus stapf) menghasilkan kesimpulan pelayuan hingga 96 jam tanpa perajangan dapat meningkatkan rendemen minyak sampai 1,51%. Perajangan dan lama pelayuan tidak berpengaruh nyata terhadap kandungan sitral dalam minyak yang dihasilkan yaitu berkisar antara 80-85%. Perajangan bahan dapat mengakibatkan penguapan minyak sereh sebelum dilakukan ekstraksi sehingga menyebabkan berkurangnya rendemen minyak yang dihasilkan sedangkan perajangan dan pelayuan tidak terlalu berpengaruh terhadap komposisi kimia minyak sereh dapur (Ma’mun et al, 1993).
Penelitian yang dilakukan oleh Haznan Abimanyu dkk (2003) dari LIPI, tentang Teknologi Distilasi Terfraksi dalam Pemurnian Komponen Minyak Atsiri mengemukakan bahwa distilasi dengan kolom bubble cap pada kondisi yang digunakan untuk fraksionasi minyak atsiri menghasilkan fraksi yang lebih baik kemurniannya daripada distilasi dengan packed column (Haznan et al, 2003).
0 comments:
Posting Komentar