PENDAHULUAN

Tanaman-tanaman yang mengandung minyak atsiri ± 150–200 spesies tanaman yang

termasuk ke dalam suku Pinaceae, Labiateae, Compositeae, Lauraceae, Myrtaceae, dan

Umbelliferae. Minyak nilam (patchouli) merupakan salah satu contoh minyak atsiri dari

suku Labiateae. Minyak nilam terdapat pada daun, batang, dan akar. Minyak nilam paling

banyak terdapat pada daunnya (Ketaren, 1975; Depkes RI, 1995).

Salah satu metode isolasi minyak atsiri adalah destilasi. Macam-macam metode destilasi

yang dapat digunakan adalah destilasi air, destilasi air dan uap, serta destilasi uap. Proses

destilasi yang dipilih tergantung pada simplisianya. Minyak nilam dapat diisolasi dari

daunnya (Pogostemonis cablin folium) dengan menggunakan destilasi (Tyler, 1988;

Ketaren, 1975).

Proses destilasi minyak atsiri memiliki beberapa kelemahan. Salah satunya yaitu

kehilangan minyak atsiri selama proses penyulingan. Faktor-faktor yang menyebabkan

terjadinya kehilangan minyak atsiri antara lain kandungan minyak atsiri berkurang secara

bertahap selama penyulingan, penguapan minyak tidak terhenti secara tiba-tiba pada akhir

penyulingan, dan minyak atsiri masih ada yang terperangkap dalam jaringan tanaman

sehingga tidak dapat kontak dengan uap air (Guenther, 1987).

Minyak nilam dapat dihasilkan dengan beberapa teknik antara lain teknik destilasi,

ekstraksi, dan fermentasi. Minyak nilam dari daun kering yang diperoleh dengan

menggunakan teknik destilasi sebanyak 0,73 %, dengan teknik ekstraksi sebanyak 3,56 %

sedangkan dengan teknik fermentasi sebanyak 6,22 % (Yuliana, 2003).

Proses destilasi yang dilakukan pada daun nilam dapat mengakibatkan kehilangan minyak

atsiri karena terjadinya penguapan. Selain itu, proses isolasi minyak nilam dari daunnya

tidak sempurna karena minyak nilam masih terikat pada jaringan daun. Oleh karena itu,

diperlukan suatu metode untuk menghancurkan jaringan daun nilam agar jumlah minyak

nilam yang dapat diisolasi semakin optimal.

Fermentasi merupakan salah satu metode untuk menghancurkan jaringan daun nilam.

Prinsip fermentasi pada isolasi minyak nilam adalah dengan cara memecahkan dinding sel

1

2

rambut kelenjar dari daun nilam dengan menggunakan enzim yang terdapat dalam

mikroorganisme. Hancurnya dinding sel dan rambut kelenjar mengakibatkan minyak nilam

terpisah dari daun dan dapat diisolasi lebih mudah. Penelitian ini bertujuan untuk

menganalisis pengaruh fermentasi terhadap rendemen dan kualitas minyak nilam

berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI).

BAB 1

TINJAUAN PUSTAKA

Tinjauan pustaka meliputi : tinjauan botani, minyak atsiri, minyak nilam, tinjauan

farmakologi, fermentasi, destilasi, dan karakteristik minyak nilam.

1.1 Tinjauan Botani

Pada penelitian ini tanaman yang digunakan adalah Pogostemon cablin Benth dan bagian

tanaman yang digunakan adalah daun.

1.1.1 Klasifikasi Tanaman

Pogostemon cablin Benth diklasifikasikan sebagai berikut :

Divisi : Spermatophyta

Sub Divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Bangsa : Solonales

Suku : Labiateae

Marga : Pogostemon

Jenis : Pogostemon cablin Benth.

Gambar 1.1 Pogostemon cablin.

3

4

1.1.2 Sinonim

Pogostemon javanicus Back. ex. Adelb, Pogostemon hortensis Backer, P. patchouli Pellet,

dan P. heyneanus Benth.

1.1.3 Nama Daerah

Ada beberapa nama daerah di Indonesia untuk tanaman ini, yaitu : nilam (Sumatera), dilem

(Jawa).

1.1.4 Morfologi

Pogostemon cablin (Blanco) Benth. merupakan semak, tumbuhan tahunan, dan tingginya

1-2 m. Batangnya berkayu, beralur, berambut, beruas-ruas, ketika masih muda warnanya

hijau setelah tua warnanya putih kotor. Daun tunggal, helaian daun berbentuk bulat telur

sampai jorong memanjang, ujungnya runcing, pangkal tumpul, tepi bergerigi, pertulangan

menyirip, permukaan berbulu, panjang sampai 7 cm, lebar sampai 6 cm, permukaan atas

hijau dan permukaan bawah hijau keunguan. Bunga majemuk, berwarna putih, biji kecil

dan coklat. Akar tunggang dan berwarna putih kecoklatan.

1.1.5 Ekologi dan Penyebaran

Nilam dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah (andosol, latosol, regosol, podsolik, dan

grumusol) dengan tekstur lempung, liat berpasir dengan drainase yang baik dan pH tanah

5-7. Tanah yang mengandung bahan organik (humus) memberikan hasil yang paling baik.

Nilam tumbuh baik pada daerah dengan ketinggian <700 m dpl, karena pada dataran tinggi

kadar minyaknya menurun (<2%). Demikian pula pada keadaan ternaungi (<50% cahaya),

kadar minyaknya akan berkurang. Tanaman nilam membutuhkan curah hujan atau

ketersediaan air yang cukup. Curah hujan yang dikehedaki berkisar 2.500 – 3.500

mm/tahun, dengan suhu 24 – 28 ºC. Nilam membutuhkan 9 - 11 bulan basah per tahun.

Penyebaran tanaman nilam di Indonesia terdapat di beberapa daerah, yaitu NAD (Nanggro

Aceh Darussalam), Sumatera Barat, Sumatera Utara, Bengkulu, Jawa Tengah, dan Jawa

Barat. Tanaman nilam terdapat juga di Malaysia, Brazil, Cina, dan India.

5

1.2 Tinjauan Kimia

Daun nilam mengandung flavonoid, tanin, saponin, steroid/triterpenoid, dan minyak atsiri.

1.2.1 Minyak Atsiri

Minyak atsiri dikenal juga dengan nama minyak eteris atau minyak terbang (essential oil,

volatile oil) yang dihasilkan oleh tanaman. Pada suhu kamar minyak ini mudah menguap,

berbau wangi sesuai bau tanaman penghasilnya. Minyak atsiri merupakan salah satu hasil

sisa dari proses metabolisme dalam tanaman yang terbentuk karena reaksi antara berbagai

persenyawaan kimia dengan adanya air. Minyak atsiri disintesis dalam sel glandular

misalnya minyak nilam, ada juga yang terbentuk dalam pembuluh resin misalnya minyak

terpentin dari pohon pinus.

Fungsi minyak atsiri adalah membantu proses penyerbukan dengan menarik beberapa jenis

serangga atau hewan, mencegah kerusakan tanaman dari binatang maupun tanaman parasit,

dan sebagai cadangan makanan dalam tanaman. Selain itu, kontak antara tanaman secara

terus-menerus terhadap uap minyak atsiri akan mengakibatkan keracunan, kerusakan pada

zat-zat tumbuh, sifat permeabilitas semakin besar dan akhirnya tanaman akan mati.

Berdasarkan komponennya minyak atsiri digolongkan menjadi dua bagian, yaitu

hidrokarbon terutama dari golongan terpen, dan oxygenated hydrocarbon. Golongan

hidrokarbon yang terdapat dalam minyak atsiri terdiri dari monoterpen, sesquiterpen,

diterpen, politerpen, paraffin, dan hidrokarbon aromatik. Senyawa-senyawa yang termasuk

golongan oxygenated hydrocarbon adalah alkohol, aldehida, keton, oksida, dan ester.

Secara umum minyak atsiri tidak berwarna, kekuning–kuningan, beberapa jenis berwarna

kemerah–merahan, hijau, atau biru. Jika terkena udara dan sinar matahari maka akan

terjadi absorpsi oksigen udara sehingga menghasilkan warna minyak yang lebih gelap.

Minyak atsiri mudah menguap pada suhu kamar dan penguapan akan semakin cepat jika

suhu semakin tinggi. Umumnya tidak dapat bercampur dengan air, namun baunya dapat

terlarut dalam air. Minyak atsiri dapat larut dalam eter, alkohol, dan pelarut organik lainnya,

kurang larut dalam alkohol yang konsentrasinya kurang dari 70 %. Kelarutannya akan

menurun jika minyak atsiri mengandung terpen. Selain itu, minyak atsiri dapat mengalami

oksidasi, hidrolisis, polimerisasi (resinifikasi), dan penyabunan.

6

1.3 Minyak Nilam

Minyak nilam merupakan minyak atsiri yang diperoleh dari tanaman nilam (Pogostemon

cablin Benth.). Minyak nilam terdapat pada bagian batang, akar, dan daun tanaman nilam.

Minyak nilam berwarna coklat kehijauan sampai tua kemerahan, aromanya khas, awet, dan

mirip kamper. Kandungan minyak nilam adalah patchouli alkohol, patchoulene, azulene,

pogostol, norpaculenol, nortetrapaculol, seyselen, kariofilen, dan golongan sesquiterpen

lainnya yang belum teridentifikasi. Kandungan utama minyak nilam adalah patchouli

alkohol. Kadar patchouli alkohol dalam minyak nilam merupakan parameter yang

menunjukkan kualitas minyak nilam. Berdasarkan rancangan SNI tahun 2003 kadar

minimal patchouli alkohol adalah 31 %.

Patchouli alkohol (C15H26O) merupakan senyawa yang termasuk golongan sesqueterpen.

Patchouli alkohol meleleh pada suhu 39 – 40 oC, mendidih pada suhu 140 oC, tidak larut

dalam air, larut dalam alkohol, eter, dan pelarut organik lainnya.

Gambar 1.2 Struktur patchouli alcohol.

Syarat mutu minyak nilam berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI 06-2385-1998)

adalah seperti pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Syarat Mutu Minyak Nilam (SNI 06-2385-1998)

Karakteristik Syarat Bobot jenis 25/25 oC 0,943 – 0,983 g/mL Indeks bias 20 oC 1,506 – 1,516

(-47o) – (-66o) Putaran optik Kelarutan dalam alkohol 90 %

Larut jernih atau opalisensi ringan dalam perbandingan volume 1 sampai 10 bagian

Bilangan asam maksimal 5,0 Bilangan ester maksimal 10,0 Kadar patchouli alkohol 31,0 %

7

1.4 Tinjauan Farmakologi

Minyak nilam menunjukkan aktivitas penghambatan terhadap bakteri Staphylococcus

aureus, E. coli dan jamur Micosporum gypscum. Ekstrak daun nilam meningkatkan

pertumbuhan rambut pada tikus jantan, tetapi pada tikus betina tidak menunjukkan

peningkatan (Marliani,2001 ; Yulianti, 2002).

1.5 Fermentasi

Fermentasi merupakan proses penguraian senyawa organik menjadi senyawa organik yang

lebih sederhana. Proses fermentasi menghasilkan energi, namun energi yang dihasilkan

lebih sedikit jika dibandingkan dengan proses respirasi aerobik. Energi yang dihasilkan

dalam proses fermentasi akan dimanfaatkan oleh mikroba untuk tumbuh dan berkembang

(Wanto, 1980).

Tahapan-tahapan yang terjadi pada proses fermentasi adalah terbentuknya enzim yang

berfungsi sebagai katalis pada perubahan senyawa organik, kemudian adanya pertumbuhan

mikroba yang mendapatkan energi dari perubahan senyawa organik tersebut, proses

selanjutnya adalah terjadinya proses kimia untuk mengubah senyawa organik tersebut

menjadi senyawa yang memiliki ukuran lebih kecil (Wanto, 1980).

Mikroorganisme mempunyai peranan penting dalam proses fermentasi. Mikroba yang

dapat menghasilkan enzim tertentu dapat dimanfaatkan dalam proses fermentasi. Enzim

merupakan zat yang berasal dari mahluk hidup yang dapat mempercepat reaksi kimia,

misalnya enzim selulase. Enzim tersebut dapat mempercepat proses penguraian selulosa

menjadi β-selobiosa. Salah satu penggunaannya adalah untuk menghancurkan selulosa

pada daun nilam sehingga senyawa yang terlindungi oleh selulosa dapat terlepas. Enzim

selulase dapat dihasilkan oleh beberapa mikroba, misalnya Trichoderma sp., Bacillus sp.,

dan Saccharomyces cereviceae (Mayende, 2006).

1.6 Destilasi

Destilasi adalah proses pemisahan komponen-komponen suatu campuran dari dua jenis

cairan atau lebih berdasarkan perbedaan tekanan uap dari masing-masing zat tersebut.

Metode destilasi yang sering digunakan adalah penyulingan dengan air, penyulingan

dengan air dan uap, dan penyulingan dengan uap langsung. Prinsip penyulingan dengan air

adalah adanya kontak langsung antara bahan dengan air mendidih (Guenther, 1987).

8

Prinsip penyulingan dengan air dan uap adalah adanya kontak antara bahan dengan uap dan

tidak dengan air panas, uap selalu dalam keadaan basah, jenuh dan tidak terlalu panas.

Metode lainnya adalah penyulingan dengan uap, prinsipnya sama dengan penyulingan

dengan air dan uap, bedanya adalah pendidihan air dilakukan pada wadah yang berbeda

dengan bahan.

1.7 Karakteristik Minyak Nilam

Karakteristik minyak nilam yang ditentukan meliputi bobot jenis, indeks bias, bilangan

asam, kelarutan dalam etanol 90 %, dan kadar patchouli alkohol.

1.7.1 Bobot Jenis

Nilai bobot jenis minyak atsiri pada suhu 15 oC didefinisikan sebagai perbandingan antara

berat minyak pada suhu 15 oC dengan berat air pada volume air yang sama dengan volume

minyak pada suhu 15 oC.

1.7.2 Indeks Bias

Jika cahaya melewati media kurang padat ke media lebih padat, maka sinar akan

membelok atau membias dari garis normal. Jika e adalah sudut sinar pantul, dan i adalah

sudut sinar datang, maka menurut hukum pembiasan,

nN

eSiniSin=

⋅⋅

N adalah indeks bias media lebih padat, dan n adalah indeks bias media kurang padat.

1.7.3 Bilangan Asam

Bilangan asam dari suatu minyak didefinisikan sebagai jumlah miligram KOH yang

dibutuhkan untuk menetralkan asam bebas dalam 1 gram minyak. Bilangan asam minyak

atsiri dapat bertambah bila minyak tersebut disimpan dalam jangka waktu yang lama,

terutama bila cara penyimpanan minyak kurang baik. Proses oksidasi aldehida dan

hidrolisis ester yang terjadi pada minyak atsiri dapat menambah bilangan asam.

1.7.4 Kromatograf Gas – Spektrometri Massa

Kromatografi gas–spektrometri massa (KG–SM) merupakan teknik analisis terpadu. Setiap

komponen dalam teknik analisis terpadu mempunyai fungsi analisis tertentu. Pada teknik

KG–SM, kromatografi gas mempunyai fungsi untuk memisahkan senyawa analit yang

atsiri atau dapat dibuat atsiri dengan pembentukkan derivat, pada temperatur tinggi. Setiap

9

senyawa analit meninggalkan kolom sebagai pita sempit yang terpisah dengan waktu

keluar dari kolom yang berbeda.

Dalam ruang ionisasi, molekul analit atau molekul derivatnya bertumbukkan dengan aliran

elektron yang energinya cukup tinggi yang menggunakan potensial filamen 70 V,

terbentuk ion molekul analit dan sebagian terpecah menjadi fragmen molekul yang khas.

Parameter kromatografi gas adalah kromatogram dari senyawa yang dipisahkan, waktu

retensi, dan area di bawah puncak. Parameter spektrometri massa adalah massa ion

molekul, spektrum rasio m/z dari ion fragmen molekul dengan kelimpahannya dari setiap

komponen campuran senyawa yang telah dipisahkan pada kromatografi gas.

Pada penelitian ini kromatografi gas – spektrometri massa digunakan untuk mengetahui

komponen senyawa kimia yang terkandung dalam minyak nilam. Selain itu, kromatografi

gas – spektrometri massa dapat digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa

yang terkandung dalam minyak nilam.