BAB II TINJAUAN PUSTAKA - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/1243/3/Rian Pratama Pribadi_BAB...

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Buah Kemukus (Cubebae fructus)

2.1.1. Sistematika Tumbuhan

Kedudukan tanaman kemukus dalam sistem tumbuhan

diklasifikasikan sebagai berikut : Divisio : Spermatophyta Sub divisio :

Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Piperales Famili : Piperaceae

Genus : Piper Spesies : Piper cubeba Linne, Carl von

2.1.2. Deskripsi Tumbuhan

Tanaman Piper cubeba Linn adalah tanaman rempah yang berasal

dari family piperaceae. Nama lokal dari tanaman ini adalah kemukus

(Jawa) dan rinu (Sunda) (Heyne, 1987). Sistematika tanaman kemukus

sesuai dengan taksonominya Sinonim : Cubila Officinalis Miq.

Tanaman kemukus merupakan tanaman merambat dengan

ketinggian batang mencapai ± 15 meter (Heyne, 1987). Bentuk buah

kemukus mirip dengan buah lada, namun berbeda pada bagian ujung buah.

Pada ujung buah kemukus terdapat bagian yang menyerupai ekor

sedangkan pada lada tidak sehingga kemukus sering disebut sebagai lada

berekor (tailed cubeb) (Redgrove, 1933). Kemukus berbuah bulat dan

daunnya hampir sama dengan daun sirih. Buah kemukus kering berwarna

coklat keabu abuan, berbau aromatis, mempunyai rasa pahit dan getir

(Ketaren, 1985).

Kadar minyak atsiri dari buah kemukus menurut Heyne (1987)

adalah 10 – 18 persen dari berat kering, sedangkan menurut Guenther

Kinetika Ekstraksi Biji Kemukus..., Rian Pratama Pribadi, Fakultas Teknik UMP, 2013

5

(1952), kadar minyak atsiri buah kemukus sebesar 12,5 – 20 persen dari

berat kering.

Gambar 2.1 : Biji kemukus

2.1.3. Budidaya Kemukus

Tanaman ini tidak banyak memerlukan syarat istimewa, tetapi

lebih menghendaki tempat-tempat yang beriklim lembab. Dapat dipakai

sebagai tanaman sela diantara tanaman kopi dan karet yang sudah tua.

Untuk pohon panjatan diantara tanaman kopi dapat dipakai tanaman

kapok, bila ditanam diantara tanaman karet lebih baik dipakai tanaman turi

(Sesbania garndiflora) atau tanaman gamal (Glyricidia spec.) yang tahan

terhadap rayap sehingga tidak menggangu terhadap tanaman karetnya.

2.1.4. Kandungan Kimia

Buah kemukus mengandung minyak atsiri, seskuiterpen, asam

kubebat, zat pahit kubebin, piperina, piperidin, zat pati, gom dan resin.

Sedangkan minyaknya mengandung terpena, d-sabinene, dipentena,

sineol, d-terpeneol, kadinena, kadinol derivat seskuterpena

2.1.5. Manfaat Kemukus

Minyak kemukus banyak digunakan sebagai penguat rasa pada

makanan dan penggunaanya dalam bidang farmasi sudah diketahui sejak

zaman dahulu sebagai salah satu komponen ramuan tradisional/jamu

karena bersifat antiseptik, diuretik, karminatif, dan ekspektoran. Khasiat


6

kemukus terutama untuk penyakit kelamin (gonorhea), bronchitis, radang

kantung kemih, disentri dan penyakit perut lainnya. Bahkan minyak ini

juga digunakan sebagai campuran saus rokok untuk penyakit asma. Pada

tahun 2001, perusahaan flavor and fragrance terkemuka asal Swis,

Firmenich, mematenkan cubebol yakni salah satu komponen yang

terkandung dalam minyak kemukus sebagai cooling and refreshing agent.

2.2. Minyak Atsiri

Minyak atsiri yang dikenal juga dengan nama minyak eteris atau

minyak terbang ( essential oil, volatile oil) dihasilkan oleh tanaman.

Minyak tersebut mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami

dekomposisi, rasa getir, berbau wangi sesuai dengan bau tanaman

penghasilnya, umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam

air (Ketaren, 1985).

2.2.1 Aktivitas Biologi Minyak Atsiri dan Penggunaan

Pada tanaman, minyak atsiri mempunyai tiga fungsi yaitu:

membantu proses penyerbukan dan menarik beberapa jenis serangga atau

hewan, mencegah kerusakan tanaman oleh serangga atau hewan, dan

sebagai cadangan makanan bagi tanaman (Ketaren, 1985). Minyak atsiri

digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai industri, misalnya industri

parfum, kosmetika, farmasi, bahan penyedap (flavoring agent) dalam

industri makanan dan minuman (Ketaren, 1985).

2.2.2 Lokasi minyak atsiri

Minyak atsiri terkandung dalam berbagai organ, seperti didalam

rambut kelenjar (suku Labiatae), di dalam sel-sel parenkim (suku


7

Piperaceae), di dalam saluran minyak yang disebut vittae (suku

Umbelliferae), di dalam rongga-rongga skizogen dan lisigen (pada famili

Pinaceae dan Rutaceae), terkandung di dalam semua jaringan (suku

Coniferae), (Gunawan & Mulyani, 2004).

2.2.3 Komposisi kimia minyak atsiri

Minyak atsiri terdiri dari berbagai campuran persenyawaan kimia

dengan sifat fisika dan kimia yang juga berbeda. Pada umumnya

perbedaan komposisi minyak atsiri disebabkan perbedaan kondisi iklim,

tanah tempat tumbuh, umur panen, metode ekstraksi yang digunakan, cara

penyimpanan minyak dan jenis tanaman penghasil. Minyak atsiri biasanya

tersusun dari unsur Karbon (C), Hidrogen (H), dan oksigen (O). Pada

umumnya komponen kimia minyak atsiri dibagi menjadi dua golongan

yaitu: Hidrokarbon dan Hidrokarbon teroksigenasi.

a. Golongan hidrokarbon

Persenyawaan yang termasuk golongan ini terdapat hanya unsur

Karbon (C) dan Hidrogen (H). Jenis hidrokarbon yang terdapat dalam

minyak atsiri sebagian besar terdiri dari monoterpen (2 unit isopren),

sesquiterpen (3 unit isopren) dan diterpen (4 unit isopren)

b. Golongan hidrokarbon teroksigenasi

Komponen kimia dari golongan persenyawaan ini terbentuk dari

unsur Karbon (C), Hidrogen (H) dan Oksigen (O). Persenyawaan yang

termasuk dalam golongan ini adalah persenyawaan alkohol, aldehid, keton,

ester, eter dan fenol lakton. Ikatan karbon yang terdapat dalam molekulnya


8

dapat terdiri dari ikatan tunggal, ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap

tiga.

Senyawa terpen memiliki aroma kurang wangi, sukar larut dalam

alkohol encer dan jika disimpan dalam waktu lama akan membentuk resin.

Golongan hidrokarbon teroksigenasi merupakan senyawa yang penting

dalam minyak atsiri karena umumnya aroma yang lebih wangi (Ketaren,

1985)

2.3 Cara isolasi minyak atsiri

Isolasi minyak atsiri dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu:

1) penyulingan (distillation), 2) pengepresan (pressing), 3) ekstraksi

dengan pelarut menguap (solvent extraction), 4) ekstraksi dengan lemak

2.3.1 Metode penyulingan

a. Penyulingan dengan air

Pada metode ini, bahan tanaman yang akan disuling mengalami

kontak langsung dengan air mendidih. Bahan dapat mengapung di atas air

atau terendam secara sempurna, tergantung pada berat jenis dan jumlah

bahan yang disuling. Ciri khas model ini yaitu adanya kontak langsung

antara bahan dan air mendidih. Oleh karena itu, sering disebut penyulingan

langsung. Penyulingan dengan cara langsung ini dapat menyebabkan

banyaknya rendemen minyak yang hilang (tidak tersuling) dan terjadi pula

penurunan mutu minyak yang diperoleh.

b. Penyulingan dengan uap

Model ini disebut juga penyulingan uap atau penyulingan tak

langsung. Pada prinsipnya, model ini sama dengan penyulingan langsung.


9

Hanya saja, air penghasil uap dan bahan yang akan disuling berada pada

ketel yang berbeda. Uap yang digunakan berupa uap jenuh.

c. Penyulingan dengan air dan uap

Pada model penyulingan ini, bahan tanaman yang akan disuling

diletakkan di atas rak-rak atau saringan. Kemudian ketel penyulingan diisi

dengan air sampai permukaannya tidak jauh dari bagian bawah saringan.

Ciri khas model ini yaitu uap selalu dalam keadaan basah, jenuh, dan tidak

terlalu panas. Bahan tanaman yang akan disuling hanya berhubungan

dengan uap dan tidak dengan air panas (Lutony & Rahmayati, 2000)

2.3.2 Metode pengepresan

Ekstraksi minyak atsiri dengan cara pengepresan umumnya

dilakukan terhadap bahan berupa biji, buah atau kulit buah yang memiliki

kandungan minyak atsiri yang cukup tinggi. Akibat tekanan pengepresan,

maka sel-sel yang mengandung minyak atsiri akan pecah dan minyak atsiri

akan mengalir ke permukaan bahan. Contohnya minyak atsiri dari kulit

jeruk dapat diperoleh dengan cara ini (Ketaren, 1985).

2.3.3 Ekstraksi dengan pelarut menguap

Prinsipnya adalah melarutkan minyak atsiri dalam pelarut organik

yang mudah menguap. Ekstraksi dengan pelarut organik pada umumnya

digunakan untuk mengekstraksi minyak atsiri yang mudah rusak oleh

pemanasan uap dan air, terutama untuk mengekstraksi minyak atsiri yang

berasal dari bunga misalnya bunga cempaka, melati, mawar dan kena

(Ketaren, 1985).


10

2.3.4 Ekstraksi dengan lemak padat

Proses ini umumnya digunakan untuk mengekstraksi bunga-

bungaan, untuk mendapatkan mutu dan rendeman minyak atsiri yang

tinggi. Metode ekstraksi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu enfleurasi

dan maserasi (Ketaren, 1985).

2.4. Kemukus

2.4.1. Klasifikasi Ilmiah

Kerajaan : Plantae

Divisi : Magnoliophyta

Kelas : Magnoliopsida

Ordo : Piperales

Famili : Piperaceae

Genus : Piper

Spesies : P. Cubeba

Nama binomial : Piper cubeba L.

Asal tanaman : Indonesia. Saat ini, sebagian besar kemukus

dipanen di Jawa dan pulau-pulau lain di Indonesia, tapi juga di beberapa

negara Afrika (Sierra Leone, Kongo). Kemukus merupakan rempah-rempah

yang diekspor. Bagian tanaman yang digunakan: Bagian yang banyak

digunakan adalah buah. Tangkai buahnya sedikit lebih besar daripada buah

lada, dan mempunyai permukaan yang beralur. Selain itu kebanyakan

buahnya berlubang. Kemukus dijual utuh dan sebaiknya dihancurkan atau

digiling sebelum digunakan.


11

Kualitas sensoris :

Pedas dan pahit dengan aroma terpene yang kuat. Aromanya digambarkan

dengan bermacam-macam: seperti kayu yang kering, warm-camphoraceous dan

seperti lada yang pedas.

Komponen utama:

Buah yang kering mengandung minyak esensial sampai 10% yang terdiri

dari monoterpenes (sabinene 50%, carene, α-thujene, 1,4-cineol dan 1,8-cineol)

dan sesquiterpenes (copaene, α- dan β-cubebene, δ-cadinene, caryophyllene,

garmacrene, cubebol). Monoterpenes mendominasi dalam jumlah, tetapi

sesquiterpenes penting untuk karakteristik aroma dan rasa.

2.4.2. Kandungan dan Pemanfaatan Kemukus

Kemukus (Piper cubeba L.) merupakan salah satu jenis tanaman obat yang

nyaris punah, padahal potensi tanaman tersebut cukup menjanjikan. Produksi

nasional buah kemukus saat ini hanya sekitar 223 ton/tahun, dengan luasan 517

ha, berarti produktivitasnya hanya 0.43 ton/ha/th. Bila diasumsikan pada

populasi/ha rata-rata 2.000 tanam, maka produktivitasnya setara dengan 0.215

kg/ph/th. Tingkat produktivitas sebesar tersebut masih terlalu rendah dan

berpeluang besar untuk ditingkatkan. Indonesia menjadi pengekspor buah

kemukus sejak jaman penjajahan Belanda. Periode tahun 1918 – 1925, ekspor

buah kering kemukus Indonesia ratarata mencapai 184.40 ton/tahun. Pada masa

sebelum perang kemerdekaan RI, jumlah ekspornya masih stabil, sedangkan pada

periode 1934-1939 rata-rata 134 ton/tahun. Beberapa tahun menjelang dan

sesudah perang kemerdekaan ekport buah kemukus terhenti, namun pada tahun

1956 mulai mengekspor kembali dan jumlah eksport mencapai 432 ton pada


12

periode tahun 1962. Setelah itu produksi buah kemukus Indonesia terus merosot,

eskport terakhir hanya sebanyak 93 ton terjadi pada tahun 1969. Tujuan ekspor

Indonesia waktu itu adalah ke negara Malaysia, Singapura, Hongkong, Jepang,

Jerman Barat, Amerika Serikat dan negara-negara Eropa lainnya. Sejak periode

1963 sampai saat ini Indonesia tidak lagi menjadi negara pengeksport buah

kemukus, karena untuk kebutuhan di dalam negeri saja tidak terpenuhi. Buah

kemukus banyak dibutuhkan dalam industri obat tradisional (IOT). Burkill (1935),

mengemukakan bahwa dalam obat tradisional Indonesia buah kemukus digunakan

untuk mengobati penyakit kelamin, brochitis, disentri dan penyakit perut. Di

negara-negara Eropa pada awalnya bahwa buah kemukus tersebut hanya

digunakan untuk rempah, namun belakangan digunakan juga sebagai obat,

terutama untuk mengobati penyakit gonorhea, disentri dan penyakit perut lainnya.

Di Amerika Serikat selain digunakan untuk mengobati jenis-jenis penyakit seperti

tersebut di atas juga digunakan untuk mengobati penyakit catarrhen dan

pembuatan sigaret asthma. Hasil penelitian de Jong (1948) dikemukakan bahwa

dalam buah kemukus terkandung 10 – 20% minyak atsiri, namun hasil penelitian

Rusli dan Soepandi (1981), buah kering kemukus asal Jawa Tengah hanya

mengandung sekitar 6.51% saja. Berdasarkan catatan sejarah, seperti yang

dikemukakan oleh Purseglove (1968) dalam bukunya berjudul Tropical Crops

Dycotyledonae, bahwa tanaman kemukus merupakan tanaman asli Indonesia.

Dahulu tanaman tersebut tumbuh secara liar di bagian Barat Nusantara, terutama

di tepi-tepi hutan payau. Dalam bahasa daerah dikenal dengan nama kemukus

(Indonesia), kemukus atau timukus (Jawa), rinu (Sunda), kamokos (Madura),

kemukuh (Simalur). Dalam bahasa Inggrisnya dinamakan cubeb pepper. Di


13

Eropa, kemukus yang pedas dan pahit sangat dikenal sebagai pengganti lada hitam

pada abad ke 16 dan 17, tapi kemudian kurang disukai. Nasibnya serupa dengan

lada negro, rempah-rempah dengan aroma dan rasa yang serupa, yang sekarang

juga jarang dijumpai di pasar Eropa. Alasan utama hilangnya kedua rempah-

rempah tersebut mungkin karena rasanya yang pahit, yang membuat kurang

disukai dibandingkan lada hitam, segera setelah lada hitam diimpor dengan harga

yang masuk akal. Saat ini, kemukus banyak digunakan di beberapa bagian di

Afrika Utara, khususnya di Tunisia dan Moroko.

Komposisi kimia minyak atsiri termasuk biji kemukus umumnya dapat dibagi

menjadi tiga kelompok, yaitu:

1. Kelompok hidrokarbon yang disusun oleh atom C dan H terutama terdapat

dalam bentuk senyawa terpen.

2. Kelompok oxygenated hydrocarbon yang disusun oleh atom C, H, O dan

terdapat dalam bentuk senyawa alcohol, ester, eter, keton, fenol dan asam-asam

organik. Kelompok ini disebut senyawa terpen-o.

3. Beberapa senyawa kimia yang mengandung atom nitrogen (N) dan belerang (S)

(Heat, 1978).

Menurut Guenther (1960), buah kemukus mengandung 33 % d sabinen, 12 %

d-δ4- karen dan sineol, 11 % d-terpinen-4-ol dan alkohol lain, 14 % 1-kadinen

dan seskuiterpen lain, 17 % seskuiterpen alkohol dan 13 % komponen yang

belum teridentifikasi. Secara umum, komposisi kimia yang menyusun kemukus

dapat dilihat pada tabel 2.1 Selain senyawa – senyawa yang disebutkan di atas,

pada biji kemukus juga terdapat senyawa kampor kubeb (terutama pada buah yang

tua). Hal ini menyebabkan densitas minyak yang berasal dari buah kemukus tua


14

lebih besar daripada yang berasal dari buah kemukus muda. Rumus molekul

senyawa ini adalah C15H24H2O (seskuiterpen hidrat) dengan titik cair 65 - 70°C

tidak berbau dan nilai optik (-) (levorotatori) (Ketaren, 1985).

Beberapa senyawa kimia yang terkandung dalam biji kemukus:

a. Sabinene (C10H16)

Sabinene adalah suatu monoterpen bisiklis yang secara alami terdapat

dalam bentuk dekstro dan levo. Merupakan cairan tidak berwarna dan

bersifat labil, memiliki berat jenis 0,844 g/ml dan titik didih 163 – 164° C

(www.wikipedia.com). Sabinen mempunyai aroma lada, memiliki rasa

hangat khas rempah-rempah dan pada konsentrasi diatas 50 ppm terasa

panas dan sedikit tajam di mulut. Banyak digunakan dalam pembuatan

minyak atsiri sintetis. Sabinene dapat diperoleh dari minyak kemukus

sebagai dekstro sabinene. Sabinene merupakan senyawa terpen.

Gambar 2.2 Rumus Bangun Sabinene

b. Cineol (C10H18O)/ Eucalyptol

Merupakan monoterpen monosiklik berbentuk cairan bening tidak

berwarna dan bersifat larut dalam alkohol, minyak, kloroform ester, asam

asetat glasial dan sedikit larut dalam air. Mempunyai titik didih 176°C –

177°C, bobot molekul 154,249 g/mol dan berat jenis 0,9225 g/cm3

(Boland et al., 1991). Memiliki bau segar, rasa pedas dan dingin.

Digunakan dalam perasa, parfum dan kosmetik serta bahan tambahan pada


15

rokok juga merupakan bahan yang digunakan dalam penyegar mulut dan

obat batuk. Eucalyptol telah ditemukan dapat membunuh sel leukemia

(Schiestl et al., 2004). Merupakan komponen utama dalam pembasmi

serangga Eugenia hailiensis. Eucalyptol memiliki aktifitas antiseptik dan

ekspektoran yang digunakan pada banyak pelega hidung dan tenggorokan.

Pada dunia kedokteran hewan eucalyptol dipraktekkan sebagai obat

rhinitis, laryngitis, pharyngitis dan bronchitis (Jenkins et al., 1957).

Eucalyptol merupakan senyawa monoterpen-o.

Gambar 2.3. Rumus bangun cineol

c. Terpineol (C10H18O)

Merupakan monoterpen alcohol yang memiliki 3 isomer yaitu α , β, γ

merupakan cairan transparan tidak berwarna yang memiliki bobot molekul

154,25 g/mol, berat jenis 0,938 g/cm3, indeks bias 1,4825 – 1,4850; dan

titik didih antara 219°C. Larut dalam air, gliserol dan alkohol.

Terpineol digunakan sebagai pelarut untuk hydrocarbon materials, pelarut

untuk resin dan ester selulosa, parfum, sabun, disinfectant, antioksida serta

perasa (www.wikipedia.com).


16

Gambar 2.4. Rumus bangun Terpineol

d. Kadinen (C15H24)

Merupakan senyawa yang tergolong kedalam bisiklis seskuiterpen yang

memiliki bobot jenis 0,92, titik didih 275°C, tidak larut dalam air dan larut

dalam alkohol. Senyawa ini dipakai dalam campuran parfum, campuran

flavor, terutama sebagai pengikat dalam flavor permen karena mempunyai

sifat tahan atau stabil terhadap panas dan meninggalkan aroma rempah-

rempah yang lama merupakan senyawa terpen.

Gambar 2.5. Rumus bangun Kadinen

e. α-Pinen (C10H16)

Merupakan cairan yang transparent dan tidak berwarna, mempunyai bau

terpen, tidak larut dalam air, larut dalam alkohol, kloroform dan eter.

Memiliki bobot jenis 0,8620 – 0,8645, titik didih antara 156 – 160°C,

indeks bias 1,4640 – 1,4660 dan nilai putaran optic -36°

(www.changsatopglorychemical.com) merupakan senyawa terpen.


17

f. Limonene (C10H16)

Limonene merupakan hidrokarbon monoterpen yang terdiri dari dua unit

isoprene. Limonene terdapat dalam dua bentuk optikal aktif yaitu l

limonene dan d-limonene. Kedua isomer tersebut memiliki bau yang

berbeda, l limonene memiliki bau cemara dan seperti turpentine sedangkan

d-limonene memiliki bau jeruk (www.phytochemical.com). Limonene

memiliki densitas 0,8411 g/cm3 dan titik ddih 176°C. Sebagai komponen

utama dalam citrus, d-limonene digunakan dalam industri makanan dan

beberapa obat-obatan sebagai flavoring dan juga ditambahkan pada produk

pembersih (Simonsen, 1947). D-limonene juga dapat digunakan sebagai

pelarut yang dapat menggantikan beberapa varietas produk seperti metil

etil keton, aseton, toluene, glikol eter, dan pelarut organic fluorinated dan

chlorinated (www.floridachemical.com).

g. Linalool (C10H18O)

Linalool merupakan monoterpen-o alami yang ditemukan pada bermacam

bunga dan tanaman rempah. Memiliki berat jenis 0,858 – 0,868 g/cm3,

titik didih 198 – 199°C dan putaran optik -16° - -19°.. Digunakan sebagai

wangi-wangian pada sabun, deterjen, sampo dan lotion.

h. Charyophyllene (C13H24)

Merupakan senyawa seskuiterpen bisiklis salah satu komponen

penyumbang rasa pedas pada lada hitam. Memiliki bobot molekul 204,36

g/mol, densitas 0,9052 dan titik didih sebesar 262 – 264°C (Corey et al.,

1964). Caryophyllene merupakan cairan minyak jernih tidak berwarna dan

merupakan senyawa terpen


18

i. .Copaene (C15H24)

Nama copaene diturunkan dari resin tanaman copaiba. Copaene

merupakan hidrokarbon yang terdapat dalam bentuk α dan β. Copaene

merupakan trisiklik seskuiterpen dengan bentuk molekul chiral, umumnya

memiliki putaran optik ke kiri -6°, memiliki bobot jenis 0,910 g/cm3 dan

titik didih sebesar 124°C (15mmHg).

j. Germacrene (C15H24)

Germacrene merupakan senyawa hidrokarbon seskuiterpen yang dapat

diperoleh dari beberapa spesies tanaman. Germacrene digunakan sebagai

antimicrobial dan pestisida juga pheromones serangga. Terdapat dalam

dua bentuk molekul yaitu germacrene A dan germacrene D.

k. Cubebol (C15H26O)

Cubebol adalah seskuiterpen alcohol alami yang pertama kali

diidentifikasi dari cubeb oil. Pada tahun 2001 telah dipatenkan oleh

sebagai cooling agent oleh Firmenich perusahaan flavor internasional.

Cubebol memiliki rasa dingin dan menyegarkan (Leffingwell, 2001).

Cubebol diaplikasikan sebagai penyegar pada berbagai produk seperti

permen karet, minuman, pasta gigi, dan gelatin (US Patent 6,214,788).

l. Nerolidol (C15H26O)

Nerolidol merupakan seskuterpen-o alami yang memiliki dua isomer yaitu

cis dan trans yang berbeda secara geometri pada ikatan rangkapnya.

Nerlidol merupakan cairan jernih kekuningan beraroma seperti mawar dan

apel, sangat manis dan menyegarkan. Digunakan sebagai pemberi rasa dan

parfum. Memiliki densitas 0,870 – 0,880 g/cm3, titik didih 145°C (12


19

mmHg) dan indeks bias 1,4780 – 1,4830 (20 °C) serta larut dalam 70%

etanol dengan perbandingan 1:4.

Gambar 2.6. Rumus bangun Kadinen

Tabel 2.1 Komposisi kimia minyak biji kemukus


20

2.5 Pemisahan fraksi minyak atsiri

Dalam rangka menjaga kestabilan mutu minyak atsiri maka penanganan,

pengemasan dan penyimpanan minyak perlu mendapat perhatian. Minyak atsiri

apabila dibiarkan di udara terbuka dapat mengalami oksidasi dan resinifikasi

sehingga minyak yang dihasilkan lebih kental. Hasil dari oksidasi akan terbentuk

asam organik, aldehid dan keton dengan berat molekul yang rendah. Hasil dari

polimerisasi aldehid atau persenyawaan terpen dapat terbentuk resin dan bersifat

sukar larut dalam alkohol dan menyebabkan minyak berwarna keruh (Ketaren,

1985).

Sebagian besar dari minyak atsiri terdiri dari campuran hidrokarbon

(terpen, seskuiterpen dan sebagainya); persenyawaan hidrokarbon beroksigen

(oxygenated hydrocarbon) misalnya alkohol, ester, aldehid, ether, keton, lakton,

fenol, dan sebagainya; dan sejumlah kecil residu tidak menguap misalnya lilin dan

parafin. Persenyawaan hidrokarbon beroksigen (non terpen) merupakan penyebab

utama bau wangi dalam minyak atsiri, sedangkan terpen dan seskuiterpen mudah

mengalami proses oksidasi dan resinifikasi dengan pengaruh cahaya dan udara

atau pada kondisi penyimpanan yang kurang baik sehingga merusak bau dan

flavour serta menurunkan kelarutan minyak dalam alcohol (Ketaren, 1985).

Karakter dari campuran hidrokarbon (terpenoid) menurut Heath (1978)

adalah:

1. Sukar larut dalam alkohol. karakter ini yang sering digunakan untuk

mengetahui kualitas minyak atsiri.

2. Cenderung untuk teroksidasi yang mengakibatkan penurunan bau dan

rasa dari minyak. Oksidasi juga dapat diikuti dengan polimerisasi dan


21

resinifikasi yang mengakibatkan minyak menjadi kental selama

penyimpanan.

3. Kontribusi yang rendah terhadap bau dan aroma minyak atsiri yang

dihasilkan.

Karena sifat yang disebutkan tersebut maka penghilangan atau

pengurangan terpen sangat menguntungkan dan dapat meningkatkan kualitas dari

minyak tersebut. Deterpenasi merupakan penghilangan seluruh atau sebagian dari

hidrokarbon terpen. Setiap jenis minyak atsiri mempunyai komposisi kimia yang

berbeda sehingga pemisahan terpen dari masing-masing minyak membutuhkan

proses yang khusus. Metoda umum pemisahan atau pengurangan terpen yang

digunakan menurut Heath (1978) yaitu distilasi bertingkat dalam kondisi vakum,

ekstraksi secara selektif dengan menggunakan pelarut (cair-cair), dan

kromatografi menggunakan gel silika. Salah satu teknik pemisahan yang paling

umum digunakan adalah dengan metode ekstraksi cair-cair atau ekstraksi

menggunakan pelarut.

Deterpenasi dengan cara distilasi bertingkat dilakukan melalui

pengurangan komponen terpen yang bertitik didih rendah sehingga komponen

yang berat atau bertitik didih tinggi dapat terakumulasi. Menurut Guenther (1952),

kelemahan cara distilasi bertingkat adalah proses pemisahan terpen berlangsung

tidak sempurna, sedangkan kelebihannya adalah proses berjalan cepat. Sedangkan

menurut Ketaren (1985), kelemahan cara distilasi bertingkat adalah adanya

perlakuan pemanasan terhadap minyak yang berulang-ulang akan menyebabkan

kerusakan dan komposisi dalam minyak atsiri akan berubah, sehingga suhu

penyulingan harus dijaga serendah mungkin dengan bantuan vakum. Vakum yang


22

digunakan harus dalam kondisi yang baik dan lebih disukai yang bertekanan 1-2

mmHg. Pada tekanan yang rendah tersebut, titik didih dari komponen minyak

atsiri menjadi lebih rendah tetapi juga menjadikan titik didihnya berdekatan satu

sama lain sehingga membuat pemisahan yang efisien semakin sulit (Heath, 1978).

Proses deterpenasi melalui teknik kromatografi dilakukan dengan

menggunakan gel silica sebagai absorbannya. Caranya dengan mengalirkan

minyak atsiri ke dalam kolom yang berisi absorban diikuti dengan elusi kolom

tersebut dengan pelarut non polar. Cara tersebut menghilangkan residu terpen

sehingga senyawa tanpa terpen dapat dihasilkan dengan mengekstraksi gel silika

menggunakan etil asetat atau pelarut polar bertitik didih rendah lainnya.

Pengontrolan suhu kolom diperlukan untuk mengurangi kerusakan minyak akibat

panas (Heath dan Reineccius, 1986).

Metode ekstraksi dengan pelarut dilakukan dengan cara mencampurkan

minyak atsiri dengan alkohol sejumlah 3 atau 4 kali volume minyak atsiri dalam

ketel yang dilengkapi corong pemisah dan pendingin balik agar kondensasi

berlangsung terus (Heath, 1978). Teknik lainnya adalah dengan menggunakan dua

macam pelarut polar dan non polar. Fraksi terpen akan terlarut dalam pelarut non

polar dan fraksi terpen-o akan terlarut dalam pelarut polar. Setelah campuran

memisah dalam dua fase, pelarut dipisahkan dengan cara penyulingan pada suhu

rendah. Menurut Ketaren (1985), keuntungan dari cara ini adalah rendemen

minyak murni tanpa terpen yang dihasilkan cukup besar. Kelemahannya adalah

membutuhkan volume pelarut yang cukup besar. Disamping itu ada kemungkinan

terbentuknya emulsi, namun hal tersebut dapat diatasi dengan menambahkan asam

sitrat atau asam tartarat sebanyak 0.1%.


23

Pada minyak atsiri yang tidak tahan panas dapat dilakukan metode

ekstraksi pelarut dingin. Pelarut yang umum digunakan adalah ethanol 95% (v/v)

kemudian ditambahkan air sedikit demi sedikit hingga konsentrasi etanol

mencapai 35% (v/v). Terpen tidak akan larut dalam konsentrasi tersebut sehingga

setelah didiamkan beberapa lama akan terpisah membentuk lapisan tipis di

permukaan. Kemudian lapisan bawahnya dapat dikeluarkan dan dipisahkan

larutan alkohol dengan minyak dan ditambahkan sodium klorida untuk

memecahkan emulsi. Walaupun memakan waktu yang lama, metode ini dapat

menghasilkan minyak dengan mutu yang baik (Heath, 1978). Namun menurut

Kirk dan Othmer (1967), memisahkan minyak tanpa terpen dari alkohol encer

merupakan proses yang sulit.

Minyak dapat dilarutkan dalam pentana dan alkohol. Terpen, seskuiterpen,

dan lilin akan tercampur dalam pentana sedangkan senyawa non terpen akan

terlarut dalam alkohol. Penguapan pentana dan alcohol akan menghasilkan

golongan terpen dan non terpen (Kirk dan Othmer, 1967).

Belum ada informasi yang standar mengenai pelarut yang terbaik dan

dapat dipakai secara umum dalam proses ekstraksi pada pemisahan frkais terpen

dan terpen-o minyak atsiri. Masing-masing minyak atsiri memiliki karakteristik

yang berbeda sehingga perlu dicari pelarut dan konsentrasi yang tepat dalam

melakukan pemisahan fraksi terpen dan non terpen. Menurut Guenther (1952)

indikator untuk menentukan tingkat kemurnian minyak atsiri tanpa terpen dapat

dilihat melalui nilai berat jenis dan nilai putaran optis. Hidrokarbon mempunyai

berat jenis yang rendah, pemurnian minyak yang sempurna akan menaikkan berat

jenis minyak bebas terpen sampai menjadi minyak murni. Nilai putaran optis juga


24

indikator yang baik untuk menentukan fraksi terpen telah habis terpisah atau

belum.

Beberapa informasi penelitian terdahulu mengenai deterpenasi yaitu: 1)

Safril Siregar (1993) meneliti pengaruh jenis dan perbandingan pelarut pada

proses deterpenasi minyak akar wangi kasar terhadap rendemen dan mutu minyak

bebas terpen, kombinasi perlakuan yang memberikan hasil terbaik adalah dengan

menggunakan campuran pelarut asetonitril, aseton dan heksan pada perbandingan

1:2,5. 2) Hasil penelitian Armen (2001) mengenai deterpenasi minyak pala

dengan metode ekstraksi metanol, hasil penelitian menunjukkan bahwa

deterpenasi sudah dapat dilakukan pada konsentrasi metanol 95% dimana

rendemen fraksi non terpen yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan dengan

metanol 90%, namun dari segi kualitas dengan menggunakan metanol 90%

memberikan kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan metanol 95%.

2.6. Kinetika Ekstraksi Orde Nol

Kinetika ekstraksi orde nol dapat dinyatakan dengan persamaan:

kdt

dq =

Dimana diketahui:

qa = konsentrasi minyak

k = konstanta kecepatan ekstraksi

t = waktu ekstraksi

dq = kt

Jika persamaan tersebut diintegrasikan akan diperoleh:

q = kt + c


25

Dengan membuat plot q terhadap t akan diperoleh garis lurus dengan kemiringan

(slope) = k.

2.7. Penelitian yang Telah Dilakukan

Kajian terhadap tanaman kemukus telah dilakukan oleh peneliti lain.

Antonius Dian, dkk dari Institut Teknologi Bandung pada 2007 melakukan kajian

terhadap distilasi dan kemanfataan minyak kemukus (piper cubeba). Waktu untuk

melakukan distilasi dibuat seragam untuk setiap tempuhan, yakni empat jam.

Rasio buah digerus dan air sebesar 1:5, 1:7,5, dan 1:10 g/ml memberikan

perolehan berturut-turut sebesar 11%, 11,1%, dan 11,3.%. Variasi perlakukan

awal buah meliputi buah yang digerus tanpa penginapan, tidak digerus tanpa

penginapan, dan digerus disertai penginapan memberikan perolehan minyak

berturut-turut sebesar 11,3%, 2,3%, dan 9,1%. Variasi kondisi buah yang meliputi

buah tua, buah muda, dan campuran memberikan perolehan minyak berturut-turut

adalah 9,7%, 10,7%, dan 11,3%. Hasil optimum dapat tercapai pada buah

campuran yang digerus dengan perbandingan buah dan air 1:10. Soerawidjaja,

2006 dalam Endar (2007) menyatakan bahwa tanaman kemukus banyak ditanam

di Jawa dan Sumatra, sehingga seringkali disebut sebagai merica jawa. Tanaman

kemukus merupakan merdu merambat. Buah / bijinya mengandung 10 – 18 %

minyak yang bisa diperoleh dengan distilasi kukus/uap.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/1243/3/Rian Pratama Pribadi_BAB...

Documents

Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/1243/3/Rian Pratama Pribadi_BAB...