TEKNOLOGI PENGOLAHAN MINYAK ATSIRI

Oleh: SARIPUDIN (TPL-IKM Kuansing)
Pendahuluan

Minyak atsiri yang beredar dipasaran dunia sekitar 70 macam. Di Indonesia terdapat sekitar 40 spesies tanaman yang menghasilkan minyak atsiri.

Telah dikembangkan 12 macam dan baru diekspor 9 macam.

Minyak atsiri dapat dihasilkan dari berbagai macam bagian tanaman seperti ; Akar, batang, ranting dan daun bunga dan buah.

Jenis tanaman yang dapat menghasilkan minyak atsiri sekitar

150-200 spesies tanaman yang termasuk dalam famili pinaceae,

labiateae, compoisitae, lauraceae, myrtaceae dan umbelliferaceae

Perkembangan Minyak Atsiri Dunia

Negara-negara berkembang pada umumnya berusaha memproduksi jenis minyak atsiri yang menjadi andalannya, seperti :

- Madagaskar : minyak cengkeh, ylang-ylang

- Cina : minyak sereh, lemon, nilam, akar wangi

- Tanzania : minyak cengkeh

- Srilanka : minyak pala, cengkeh, kayu manis, palmarosa

- India : minyak lada, cendana, eucalyptus, jahe

- Taiwan : minyak sereh wangi

- Haiti : minyak akar wangi

- Thailand : minyak lada

- Malaysia : minyak sereh wangi, nilam, lada

- Indonesia : minyak kenanga, akar wangi, nilam,

cendana, cengkeh, sereh wangi, pala

Perkembangan Industri Minyak Atsiri Indonesia

Industri pengolahan minyak atsiri di Indonesia telah mulai didirikan sejak zaman penjajahan namun sangat lambat karena pengolahannya masih dengan cara tradisional.

Hingga tahun 1993 jumlah jenis minyak atsiri Indonesia yang berhasil memasuki pasaran dunia hanya 14 jenis, sedangkan jumlah komoditas minyak atsiri yang diperdagangkan di pasar dunia terus meningkat dari tahun ke tahun hingga mencapai sekitar 70 jenis dan sekitar 40 jenis diantaranya dapat diproduksi di Indonesia.

Jenis tanaman minyak atsiri yang saat ini telah dan sedang dikembangkan sekaligus diprduksi minyaknya, antara lain : akar wangi, cendana, cengkeh, jahe, kamper, kayu manis, kayu putih, kemukus, kenanga, lada, nilam, pala, dan sereh wangi.

Jenis tanaman minyak atsiri lainnya yang mempunyai peluang untuk dikembangkan yaitu : adas, eucalyptus, tangkai bunga cengkeh, gandapura, kapulaga, lemon, jeruk, melati, palmarosa, dan peppermint.

Sentra produksi minyak atsiri di Indonesia antara lain :

-Nangroe Aceh Darussalam (minyak nilam, pala)

-Sumatra Utara (minyak nilam)

-Bengkulu (minyak jahe)

-Jawa Barat (minyak akar wangi, daun cengkeh, sereh wangi, jahe)

-Jawa Tengah (minyak daun cengkeh, minyak jahe, minyak kenanga)

-Jawa Timur (minyak daun cengkeh, minyak kenanga)

-Maluku (minyak pala, kayu putih)

-Nusa Tenggara Timur (minyak cendana)

Karakteristik Minyak Atsiri

Minyak atsiri atau minyak etheris atau volatile oil merupakan minyak yang mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya. Pada umumnya minyak jenis ini larut didalam pelarut-pelarut organic dan tidak dapat larut didala air.

Minyak atsiri secara umum terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hydrogen (H), dan oksigen (O), kadang-kadang juga terdiri dari nitrogen (N) dan belerang (S). Minyak atsiri mengandung resin dan lilin dalam jumlah kecil yang merupakan komponen yang tidak menguap. Berdasarkan komposisi kimia dan unsur-unsurnya minyak atsiri deibagi dua, yaitu Hydrocarbon dan Oxygenated hydrocarbon.

Kegunaan Minyak Atsiri

1.Sebagai bahan pewangi dan penyedap.

2.Sebagai bahan antiseptic internal dan eksternal, bahan analgesic, haemolitic atau sebagai antizymatik, sebagai sedative, stimulats untuk obat sakit perut, dan sebagai obat cacing.

3.Sebagai penyedap yang mepunyao bau yang menyenangkan dan juga membantu pencernaan dengan merangsang sistem saraf sekresi.

4.Sebagai penetralisir bau yang tidak enak dari bahan, seperti bau busuk dari kulit sintetis.

Metode Pengambilan Minyak Atsiri

Metode pengambilan minyak atsiri dapat dilakukan melalui 3 metode, yaitu :

1. Metode Penyulingan.

2. Metode Ekstraksi Dengan Pelarut.

3. Metode Pengempaan.

1. Metode Penyulingan

Dalam industri minyak atsiri dikenal 3 macam metode penyulingan, yaitu :

1. Penyulingan dengan air (water destilation).

2. Penyulingan dengan air dan uap (water and

steam destilation).

3. Penyulingan dengan uap langsung ( steam

destilation)

Peralatan Penyulingan

Alat-alat yang diperlukan dalam penyulingan tergantung pada banyaknya bahan dan metode penyulingan yang dilakukan. Ada tiga bagian alat yang merupakan peralatan dasar, yaitu : ketel suling (retor), pendingin (kondensor), dan penampung hasil kondensasi (receiver), sedangkan untuk penyulingan uap diperlukan bagian tambahan yaitu ketel uap.

1.Ketel Suling (retor), berfungsi sebagai wadah air dan atau uap untuk mengadakan kontak dengan bahan serta untuk menguapkan minyak atsiri.

2.Pendingin (kondensor), berfungsi untuk mengubah seluruh uap air dan uap minyak menjadi fase cair. Kondensor terdiri dari 4 tipe, yaitu : kondensor kisi, kondensor pipa lurus, kondensor berpilin, kondensor tubular.

3.Penampung hasil kondensasi (receiver) yang berupa alat pemisah minyak (decanter) yang berfungsi untuk memisahkan minyak dari air suling (condesed water), dimana air suling tersebut akan terpisah secara otomatis dari minyak atsiri.

4. Ketel uap berfungsi sebagai sumber penghasil uap.

Kelemahan – kelemahan Metode Penyulingan

1.Penyulingan dengan uap air atau air mendidih yang relatif lama cenderung merusak komponen minyak karena proses hidrolisasi, polimerisasi, dan resinifikasi.

2.Komponen minyak yang bertitik didih tinggi, khususnya yang larut dalam air tidak dapat diangkut oleh uap air sehingga rendemen minyak yang dihasilkan lebih rendah.

3.Komponen tertentu dapat terurai di dalam air suling dan tidak dapat diperoleh kembali.

Peralatan Penyulingan Minyak Atsiri



2. Metode Ekstraksi Dengan Pelarut

Cara kerja ekstraksi dengan pelarut yaitu dengan memasukkan bahan ke dalam ketel ektraktor khusus dan kemudian ekstraksi berlangsung secara sistematik pada suhu kamar dengan menggunakan petroleum eter sebagai pelarut yang akan berpenetrasi ke dalam bahan dan melarutkan minyak serta beberapa jenis lilin serta pewarna. Larutan tersebut kemudian di pompa ke dalam evaporator dan minyak dipekatkan pada suhu rendah dalam keadaan vakum sehingga diperoleh minyak yang pekat.

Minyak hasil ekstraksi dengan pelarut mempunyai keunggulan, yaitu mempunyai bau yang mirip bau wangi ilmiah.

Pelarut yang ideal harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

1. Dapat melarutkan semua jenis zat wangi dengan cepat dan sempurna tetapi sedikit melarutkan bahan seperti lilin, pigmen, dan senyawa albumin (selektif).

2. Mempunai titik didih yang cukup rendah supaya pelarut mudah diuapkan tanpa menggunakan suhu tinggi.

3. Pelarut tidak boleh larut dalam air.

4. Bersifat inert, sehingga tidak bereaksi dengan komponen minyak.

5. Mempunyai titik didih yang seragam, dan jika diuapkan tidak akan tertinggal dalam minyak.

6. Harga pelarut harus serendah mungkin, dan tidak mudah terbakar.

3. Metode Pengempaan

Metode ini biasanya digunakan untuk mendapatkan minyak jeruk seperti minyak lemon dan minyak orange.

Metode pengempaan biasanya dilakukan dengan alat pengempaan (lumpang dan alu).

Pengelahan Minyak Atsiri

Proses pengolahan minyak atsiri dengan metode penyulingan dapat dilakukan melalui tahapan-tahapan berikut :

1. Tahapan Persiapan Bahan

Tahapan persiapan bahan meliputi perajangan / pengecilan ukuran dengan ukuran tergantung pada jenis bahan, kecuali untuk bunga, daun atau bahan yang berukuran tipis. Perajangan dimaksud membuka kelenjar minyak selebar mungkin sehingga rendemen minyak lebih banyak dan waktu penyulingan lebih singkat.

2. Tahap Proses Penyulingan

Adapun tahap penyulingan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a.Bahan tanaman sumber minyak atsiri dimasukkan dalam ketel suling sesuai dengan kapasitas suling. Pengisian bahan diusahkan jangan terlalu padat karena dapat mengurangi efesiensi jumlah minyak yang tersuling, dan untuk penyulingan air bahan harus terendam.

b.Bahan yang ada dalam ketel suling selanjutnya akan dipanasi dengan uap panas yang basah serta memenasi sel atau kantung kelenjar yang berisi minyak.

c.Uap yang telah memasuki seluruh bahan akan keluar melalui leher ketel suling menuju kondensor atau pendingin.

d.Selanjutnya di dalam kondensor, uap yang terdiri dari air dan minyak akan diembunkan menjadi fase cair/destilat.

e.Destilat akan tertampung dalam wadah pemisah air dan minyak. Karena ada perbedaan berat jenis maka minyak dan air akan terpisah.

f.Proses penyulingan selesai apabila destilat atau hasil sulingan yang ditampung tidak mengandung minyak lagi. Lamanya proses penyulingan tergantung bahan tanaman yang disuling.

Pengujian Minyak Atsiri

Pengujian Sifat Fisika

A.Bobot Jenis

-Nilai bobt jenis minyak atsiri berkisar antara 0,696-1,188 pada suhu 15oC dan pada umunya nilai tesebut lebih kecil dari 1.000 untuk tiap jenis minyak

-Nilai bobot jenis (BJ) minyak atsiri pada suhu 15oC / 15oC didefinisikan sebagai perbandingan antara berat minyak pada suhu 15oC dengan berat air pada volume air yang sama dengan volume minyak pada suhu 15oC.

-Untuk penetapan nilai bobot jenis, ketelitian angka ditentukan sampai 3 desimal, sehingga alat hydrometer jarang digunakan. Neraca Mohrwestphal dapat juga digunakan, tetapi membutuhkan sejumlah besar contoh minyak. Piknometer dapat digunakan untuk menetapkan nilai bobot jenis secara praktis.

-Untuk pekerjaan rutin nilai bobot jenis minyak dapat ditentukan pada suhu kamar, kemudian dibandingkan dengan bobot jenis air pada suhu 15oC dengan cara mengurangi nilai bobot jenis tersebut dengan faktor koreksi pada suhu 15oC/ 15oC.

-Dalam penyidikan oleh Bosart, nilai koreksi berkisar antara 0,00070 sampai 0,00099 per 1oC berlaku untuk 42 jenis minyak atsiri yang diuji.

-Menurut “The United States Pharmacopoeia” dan “The National Formulary” sebagian besar nilai bobot jenis minyak atsiri dinyatakan dalam 25oC/ 25oC, sedangkan menurut “The British Pharmacopoiea” penentuannya dilakukan pada 15,5oC/ 15,5oC.

-Bobot jenis dapat dihitung dengan rumus :



B. Putaran Optik

-Sebagian besar minyak atsiri jika ditempatkan dalam sinar atau cahaya yang dipolarisasikan mempunyai sifat memutar bidang polarisasi ke arah kanan (dektrotatory) atau Kekiri (laevorotatory).

-Sudut rotasi tergantung dari sifat cairan, panjang tabung yang dilalui sinar, panjang gelombang sinar yang digunakan dan suhu.

-Derajat rotasi dan arahnya penting untuk menentukan criteria kemurnian arah perputaran bidang polarisasi biasanya menggunakan tanda (+) untuk menunjukkan dextrorotation dan tanda (-) untuk laevorotation.

-Pembacaan skala untuk cairan optis aktif berbanding lurus dengan kolom tranmisi cairan, maka digunakan tabung standar yang panjangnya 100 mm. jika tabung lebih panjang atau lebih pendek dari 100 mm maka perhitungan rotasi dikalibrasikan dengan nilai rotasi yang menggunakan tabung 100 mm.

Nilai putaran optik dari minyak atsiri pada berbagai suhu biasanya tidak dihitung dan biasanya pengukuran rotasi optik dilakukan pada suhu kamar. Biasanya tidak dibuat koeksi putaran optil pada berbagai tingkat suhu kecuali pada minay sitrus yang mengandung terpen aktif dalam jumlah besar.

C. Indek Bias

-Jika cahaya melewati media kurang padat ke media lebih pada, maka sinar akan membelok atau membias dari garis normal, jika e adalah sudut sinar bias dan I sudut datang maka menurut hukum pembiasan;



Dimana n adalah indeks bias media kurang padat dan N indeks bias media lebih padat

-Refraktometer adalah alat yang tepat dan cepat untuk menentukan indeks bais. Dari beberapa tipe refraktometer yang dianggap paling baik adalah refraktormeter Pulfrich dan Abbe dengan kisaran 1,3-1,7.

-Dalam menentukan indeks bias,minyak harus dijatuhkan dari panas dan cuaca lembab sebab uadara dapat berkondensasi pada permukaan prisma yang dingin.

-Semua Pengukuran dilakukan pada suhu 20oC dan tidak diperkenankan menggunakan factor koreksi dibawah suhu 20oC.

-Pengukuran indeks bias di atas atau dibawah suhu 20oC harus dilakukan koreksi. Jika indeks bias suhu diatas 20oC maka nilai harus ditambah dengan faktor koreksi dan sebaliknya.

D. Kelarutan

1.Kelarutan Dalam Alkohol

Kelarutan minyak tergantung pada kecepatan daya larut dan kualitas minyak. Kelarutan dapat mudah diketahui dengan menggunakan alkohol pada berbagai tingkat konsentrasi.

Kelarutan Dalam Media Non-Alcohol

Pada minyak yang kaya akan komponern oksigeneted seringkali mengadung air terlarut. Hal ini terutama terjadi pada minyak yang banyak mengandung fenolat misalnya : Minyak Bay

E. Kenampakan dan Warna

Warna dan kenmpakan minyak dilakukan secara organoleptik

F. Bilangan Asam

Pengujian terhadap bilangan asam suatu minyak atsiri sebagai berikut :

a.Menimbang 2,5 gram minyak atsiri dan labu Erlenmeyer 250 ml.

b.Menambahkan 25 ml ethanol 95% dan 3 tetes indicator PP (phenophtalein)

c.Mentitrasi dengan NaOH 0,1 N hingga tercapai warna merah muda dan mencatat ml NaOh yang digunakan

d.Apabila dalam penentuan ini diperlukan NaOH 0,1 lebih dari 10 ml, maka analisis harus diulangi lagi tetapi dengan menggunakan sampel 1 gr minyak yang dititrasi dengan NaOH 0,5 N.

e.Bilangan asam suatu minyak didefenisikan sebagai jumlah milligram KOH/NaOH yang diperlukan untuk menetralisir asam bebas dalam 1gr minyak atsiri dan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut





G. Bilangan Ester

a.Menimbang 1,5 gr sampel minyak dalam Erlenmeyer 250 ml

b.Menambahkan 5 ml ethanol 95% dan 3 tetes indicator PP

c.Menetralkan asam bebas yang terdapat dalam larutan tersebut dengan menggunkan NaOH 0,1 N hingga terbentuk warna merah

d.Menambahkan beberapa tetas lagi indicator PP dan titrasi kelebihan NaOH 0,5 N dengan menggunkan HCL 0,5 N hingga kembali semula

e.Melakukan cara yang sama untuk memperoleh titrasi blanko

f.Bilangan ester didefenisikan sebagai jumlah miligram KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan ester yang terdapat dalam 1 gram minyak dan dihitung dengan rumus :



Bilangan Penyabunan

Bilangan penyabunan dapat ditentukan dengan bilangan asam dan bilangan ester