LAPORAN RESMI PRAKTIKUM
GALENIKA DESTILASI AIR DAN DESTILASI UAP-AIR MINYAK ATSIRI KAYU amomum burm burm annii (Ness.) Bl) SERTA KONTROL MANIS (Cinn amomum
KUALITASNYA
Disusun Oleh : Golongan III Kelompok 2 FBA 2010
1. Ratih Anggar K.
10/301570/FA/08584 10/301570/FA/08584
2. Anggie Wiyani
10/301573/FA/08585 10/301573/FA/08585
Hari praktikum
: Kamis
Dosen Jaga
: Dra. Sri Mulyani, SU., Apt.
LABORATORIUM GALENIKA BAGIAN BIOLOGI FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2013
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara pengekspor minyak atsiri, seperti minyak nilam, sereh wangi yang dikenal sebagai Java cittronellal oil, akar wangi, pala, kenanga, daun cengkeh, dan cendana. Beberapa daerah produksi minyak atsiri adalah daerah Jawa Barat (sereh wangi, akar wangi, daun cengkeh, pala), Jawa Timur (kenanga, daun cengkeh), Jawa Tengah (daun cengkeh, nilam), Bengkulu (nilam), Aceh (nilam, pala), Nias, Tapanuli, dan Sumatera Barat (Manurung, 2003). Kayu manis Indonesia telah dikenal di pasar internasional sejak zaman sebelum kemerdekaan. Sampai sekarang sebagian besar kebutuhan kulit kayu manis dunia dipasok dari Indonesia. Daerah penghasil utama tanaman ini adalah Sumatera Barat, Jambi, dan Sumater Utara. Tanaman kayu manis yang dibudidayakan di daerah tersebut adalah jenis Cinnamomum burmanii yang dalam dunia perdagangan dikenal dengan casiera vera (Rismunandar, 1995)
Pasaran produk kayu manis terutama adalah Amerika Serikat yang mengimpor sekitar 80% dari jumlah kulit kayu manis yang tersedia untuk ekspor. Negara pengimpor lainnya adalah negara-negara di Eropa Barat, Kanada dan Singapura. Hanya sedikit dari produksi kayu manis yang digunakan untuk pasaran dalam negeri. Produk utama dari tanaman kayu manis adalah kulit kering kayu manis yang digunakan sebagai rempah-rempah untuk penyedap makanan. Dari kulitkayu manis juga dapat dihasilkan beberapa produk lain seperti bubuk kayu manis, minyak atsiri kayu manis dan oleoresin kayu manis yang banyak digunakan dalam industri makanan minuman, farmasi dan kosmetika.
B. Tinjauan Pustaka B.1 Minyak Atsiri
Minyak atsiri merupakan minyak yang mudah menguap dan banyak digunakan dalam industri sebagai pemberi aroma dan rasa. Nilai jual dari minyak atsiri sangat ditentukan oleh kualitas minyak dan kadar komponen utamanya. Minyak atsiri di Indonesia sebagian besar masih diusahakan oleh masyarakat secara tradisional, sehingga minyak yang dihasilkan tidak memenuhi persyaratan mutu yang ditetapkan. Minyak atsiri dikenal dengan minyak eteris atau minyak terbang (essential oil atau volatile oil) yang merupakan minyak mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami
perubahan komposisi, larut dalam pelarut organik, memiliki komposisi yang berbeda-beda sesuai dengan sumber penghasilnya. Dalam keadaan segar dan murni minyak atsiri umumnya tidak berwarna, namun pada penyimpanan yang lama warnanya berubah menjadi lebih gelap. (Gunawan dan Mulyani, 2004). Banyak minyak atsiri yang mempunyai aktifitas fisiologis yaitu sebagai antiseptik, antimalaria, antibakteri, antifungi, karminative, analgetika, hemolitika, sedativa, an-telmetika, secara ekonomi senyawa ini penting untuk dasar wewangian alam dan juga untuk rempahrempah serta sebagai senyawa citarasa didalam industri makanan (Claus dkk, 1970; Harborne, 1987). B.2 Destilasi Minyak Atsiri
Minyak atsiri dapat diperoleh dengan 3 metode yaitu penyulingan atau destilasi, ekstraksi, dan melalui pengepresan atau penekanan (Ketarn,1985). Destilasi adalah proses pemisahan komponen yang berupa cairan atau padatan dari dua macam campuran atau lebih, berdasarkan perbedaan titik uapnya dan proses ini dilakukan terhadap minyak atsiri yang tidak larut dalam air. Titik didih komponen minyak mudah menguap berkisar antara 1500 C sampai 3000 C pada tekanan 760mmHg. Tergantung apakah komponen bertitik didih rendah atau bertitik didih tinggi yang bersifat dominan. Pada proses penyulingan, komponen – komponen yang bertitik didih rendah yang tersuling terlebih dahulu kemudian bertitik didih tinggi. Metode destilasi ada 3 macam yaitu ; a. Destilasi Air Pada sistem distilasi (penyulingan) dengan air, bahan yang akan disuling langsung kontak dengan air mendidih. Bahan akan dapat melayang atau seluruhnya dapat tenggelam dalam air, hal ini tergantung pada berat jenis dan banyaknya bahan yang berada dalam ketel penyuling. Oleh karena itu sistem ini sangat baik digunakan untuk penyulingan bahan yang dapat bergerak bebas dalam air mendidih. Saat penyulingan berlangsung, setiap butir-butir minyak yang terdapat di dalam jaringan bahan dapat ditarik dari kelenjar dan di bawa ke permukaan bahan oleh peristiwa osmosis. Kemudian bersama dengan uap air menuju alat pendingin (kondensor), dan akhirnya ditampung dengan alat pemisah air dengan minyak. Sumber panas yang biasanya digunakan untuk menguapkan air adalah api langsung atau mantel-mantel panas (steam jocket), cepat atau lambatnya penyulingan dapat dikontrol dengan intensitas nyala api atau tekanan uap dalam mantel yang
mengatur kecepatan uap masuk. Untuk menghindari terlampaunya bahan yang disuling apabila menggunakan api langsung biasanya dipasang pengatur khusus. Distilasi dengan sistem air langsung, tekanan uap biasanya sama dengan tekanan udara luar, yakni 1 atsmosfer. Suatu kelemahan penyulingan dengan air langsung ialah sebagian zat kimianya yang dapat larut dalam air dan mempunyai titik didih yang tinggi akan tetap terikat bersama air dalam ketel. Alat-alat yang digunakan sederhana dan mudah dipindah-pindahkan. Rendemen minyak umumnya rendah. Air sulingan yang dipisahkan dengan minyak sebaiknya dikembalikan ke dalam ketel penyulingan agar minyak yang larut dalam air dapat tersuling kembali. b. Destilasi Uap Air Alasan pemilihan destilasi air uap yaitu selain cepat, alat sederhana dan praktis, juga senyawa-senyawa yang terkandung di dalamnya tidak akan rusak oleh proses hidrolisis akibat bersinggungan langsung dengan air. Destilasi dihentikan jika sudah tidak ada lagi minyak atsiri yang tersari keluar dari simplisia. Penyimpanan minyak atsiri ilakukan dalam flakon, ditutup aluminium foil, dan diberi serbuk Na2SO4 untuk mencegah ketengikan. Bahan yang akan disuling diletakkan di atas penangas pemisah yang terdapat beberapa cm di atas air. Pada sistem penyulingan air dan uap, kondisi dalam ketel penyulingan selalu jenuh dan basah. Bahan hanya berhubungan dengan uap, bukan dengan air yang mendidih. Uap bertekanan rendah dalam jenuh basah, melalui bahan dan keluarnya butir-butir minyak dari sel kelenjer dipengaruhi oleh kepadatan bahan dalam ketel tekanan uap, berat jenis dengan kadar air bahan serta berat molekul komponen bahan disuling. Salah satu keuntungan dari penyulingan air dan uap apabila dibandingkan dengan penyulingan langsung bahwa uap yang tidak merata dapat dihindarkan. Uap bergerak diseluruh permukaan dan dididihkan sehingga penetrasi uap kedalam jaringan-jaringan bahan berjalan dengan baik dan sempurna. Kecepatan penyulingan dengan sistem penyulingan air dan uap ini relatif lebih cepat apabila dibandingakan dengan sistem penyulingan air langsung, dan hasil minyak yang diperoleh lebih banyak jumlahnya serta mutu lebih baik. Penyulingan dengan uap air sangat cocok untuk bahan yang akan disuling berupa daun dan rumput-rumputan. Bahan di dalam ketel harus merata letak dan
ukurannya supaya jangan terjadi penggumpalan. Distilat yang telah dipisahkan dengan minyak dapat dibuang langsung (jika perlu). c. Destilasi dengan Uap Langsung ( steam distillation) Pada dasarnya prinsip penyulingan dengan uap hampir sama dengan penyulingan dengan air dan uap. Perbedaannya ialah bahwa air yang dipanaskan tidak terdapat dalam ketel penyulingan, tetapi dalam boiler yang terpisah. Uap yang dihasilkan mempunyai tekanan yang lebih tinggi dari tekanan udara luar dan dialirkan melalui bahan yang terdapat dalam ketel penyulingan. Dengan menggunakan uap dari boiler periode pertama suhu bahan dalam ketel akan naik, dan sebagian dari uap akan berkondensasi. Uap yang berkondensasi ini akan mengekstrak minyak yang terkandung dalam kelenjer-kelenjer minyak pada bahan dan di bawa ke permukaan. Apabila penyulingan
dimulai dengan uap bertekanan tinggi akan terjadi
penguraian dari kandungan bahan. Penyulingan dengan uap sebaiknya dimulai dengan uap bertekanan rendah kemudian secara berangsur-angsur tekanan dinaikkan. Biasanya tekanan mula-mula 1 atsmosfer, kemudian secara berangsur-angsur dinaikkan sampai 3 atmosfer. Apabila kadar minyak dalam bahan dianggap telah menurun sedengkan zat penting yang mempunyai titk-titik didih tinggi belum tersuling, maka tekanan uap dapat dinaikan lagi. Selama penyulingan suhu tekanan uap dalam ketel penyuling harus dijaga, karena ini akan mengakibatkan mengeringnya bahan yang disuling dan merendahkan kadar minyak yang dihasilkan, sedangkan tekanan uap yang tinggi menyebabkan terjadinya penguraian komponen-komponen minyak. Oleh sebab itu penyulingan harus dimulai dengan tekanan rendah, berangsur-a ngsur tekanan dinaikan. Cara penyulingan ini cocok sekali digunakan untuk mengekstraksi minyak biji-bijian, akar dan kayu-kayuan yang mengandung minyak dengan titik didih yang tinggi, tidak baik untuk serbuk. Jumlah dan mutu minyah lebih tinggi dibandingan dengan cara penyulingan terdahulu asal saja tidak terjadi atau pengumpulan waktu penyulingan. Air distilasi yang dipisahkan dengan minyak dapat dibuang langsung. Pembuatan minyak atsiri dengan penyulingan dipengaruhi oleh 3 faktor, yaitu: 1. Besarnya tekanan uap yang digunakan 2. Bobot molekul masing-masing senyawa 3. Kecepatan keluarnya minyak dari simplisia
Pembuatan minyak atsiri dengan cara penyulingan mempunyai beberapa kelemahan : a. Tidak baik terhadap beberapa jenis minyak yang mengalami kerusakan oleh adanya panas dan air. b. Minyak atsiri yang mengandung fraksi ester akan terhidrolisia karena adanya air dan panas. c. Komponen minyak yang larut dalam air tidak dapat tersuling. d. Komponen minyak yang bertitik didih tinggi yang menentukan bau wangi dan menentukan daya ikat terhadap bau, sebagian tidak ikut tersuling dan tetap tertinggal dalam bahan. B.3 Kayu Manis (Cinnamomum burmannii )
Pada percobaan ini simplisia yang digunakan untuk destilasi adalah kayu manis (Cinnamomum burmannii) yang dikenal dengan berbagai nama seperti berikut ini: Nama ilmiah : Cinnamomum burmani (Nees.) BI. Nama asing
: Kaneelkassia, Cinnamomum tree (inggris)
Nama daerah : Sumatera: Holim, holim manis, modang siak – siak (Batak), kanigar, kayu manis (Melayu), madang kulit manih (Minang kabau). Jawa: Huru mentek, kiamis (Sunda), kanyengar (Kangean). Nusa tenggara: Kesingar,
kecingar, cingar (bali), onte (Sasak),
Kaninggu (Sumba), Puu ndinga (Flores). Sedangkan klasifikasinya adalah sebagai berikut: Kingdom
: Plantae
Divisio
: Gymnospermae
Sub divisi
: Spermatophyta
Sub kelas
: Dialypetalae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Ranales
Famili
: Lauraceae
Genus
: Cinnamomum
Spesies
: Cinnamomum burmannii (Ness.) Bl Kayu manis ini sudah dikenal keberadaannya sejak 5000 tahun yang lalu. Sedangkan
pemanfaatannya dalam dunia pengobatan medis pertama kali diperkenalkan oleh bangsa Eropa dan Yunani pada 500 tahun Sebelum Masehi. Kayu manis merupakan tanaman asli yang berasal dari India, Srilangka, Cina, dimana negara-negara tersebut memiliki hutan yang bersifat tropis. (Sastroamidjojo, 1997). Kayu manis merupakan tanaman asli Indonesia yang
tersebar di beberapa propinsi di Indonesia seperti di Jawa, Sumatera, Maluku, Nusa Tenggara dan Papua. Kayu manis banyak dimanfaatkan untuk penyedap pada makanan, pengobatan medis, serta tak jarang digunakan sebagai dupa dalam upacara keagamaan. (Syamsuhidayat, 1991). Berbagai efek farmakologis yang dimiliki Kayu manis diantaranya sebagai peluruh keringat (diaphoretic),penambah nafsu makan (stomachiva), carminative, antibakteri, antijamur, dan lain-lain. Minyak asiri dapat dijadikan obat penyakit disentri, penyembuh reumatik, mencret, pilek, sakit usus, jantung, pinggang dan darah tinggi. Selain itu, minyaknya dapat digunakan dalam industri sebagai obat kumur dan pasta, penyegar aroma sabun, deterjen, lotion, parfum dan cream. Untuk pengolahan makanan dan minuman, minyak kayu manis dipergunakan sebagai pewangi dan peningkat cita rasa kue/masakan (gulai dan sup), aroma minuman ringan ( soft drink ) dan minuman keras. (Rismunandar dan Paimin, 2001) Tinggi tanaman kayu manis berkisar antara 5 – 15 m, kulit pohon berwarna abu-abu tua berbau khas, kayunya berwarna merah coklat muda. Daun tunggal, kaku seperti kulit, letak berseling, panjang tangkai daun 0,5 – 1,5 cm, dengan 3 buah tulang daun yang tumbuh melengkung. Bentuk daun elips memanjang, panjang 4 – 14 cm, lebar 1,5 – 6 cm, ujung runcing, tepi rata, permukaan atas licin warnanya hijau, permukaan bawah bertepung warnyanya keabu-abuan. Daun muda berwarna merah pucat. Bunganya berkelamin dua atau bunga sempurna dengan warna kuning. Ukurannya kecil. Kelopak bunga berjumlah 6 helai dalam dua rangkaian. Bunga ini tidak bertajuk bunga. Benang sarinya besrjumlah 12 helai yang terangkai dalam empat kelompok, kotak sarinya beruang empat. Persariann berlangsung dengan bantuan serangga. Buahnya buah buni berbiji satu dan berdaging. Bentuknya bulat memanjang. Warna buah muda hijau tua dan buah tua ungu tua. Panjang buah sekitar 1,3 – 1,6 cm, dan diameter 0,35 – 0,75 cm. Panjang biji 0,84 – 1,32 cm dan diameter 0,59 - ,68 cm. Kulit kayu manis mempunyai komposisi kimia yang sangat bermanfaat seperti minyak asiri. Minyak atsiri yang berasal dari kulit komponen terbesarnya ialah cinnaldehida 60 – 70% ditambah dengan eugenol, beberapa jenis aldehida, benzyl-benzoat, phelandrene dan lain – lainnya. Kadar eugenol rata – rata 80 – 66%. Dalam kulit masih banyak komponen – komponen kimiawi misalnya: damar, pelekat, tanin, zat penyamak, gula, kalsium, oksalat, dua jenis insektisida cinnzelanin dan cinnzelanol, cumarin dan sebagainya (Rismunandar, 1995). Kadar komponen kimia kulit kayu manis, tergantung pada daerah asal, secara rinci komposisi kimia kayu manis sebagai berikut: kadar air 7,9%, minyak asiri 3,4%, alkohol ekstrak 8,2%, abu 4,5%, abu larut dalam air 2,23%, abu tidak dapat larut 0,013%, serat kasar
29,1%, karbohidrat 23,3%, eter ekstrak yang tidak menguap 4,2%, nitrogen 0,66%. (Rismunandar dan Paimin, 2001) Patokan mutu cinnamon bark oil menurut Essential oil Association of USA (EOA) meliputi sifat alami dan kimiawi terlihat pada tabel berikut: No. 1
Parameter Warna, penampilan, dan bau
Zat/Ukuran Cairan kuning dengan bau kayu manis dan rasa pedas yang membakar;
2
Berat jenis pada 250C
1,010 sampai 1,030;
3
Putaran optic
0 sampai 2 ;
4
Refractive index, 20 C
1.5730 sampai 1.5910;
5
Kandungan cinnamicaldehyde
55% sampai 78%
6
Kelarutan dalam alkohol 70%
Larut dalam 3 volume
B.4. Kontrol Kualitas Minyak Atsiri
Pada praktikum kali ini dilakukan kontrol kualitas terhadap minyak atsiri yang diperoleh dari destilasi air dan uap-air. Kontrol kualitas yang dilakukan adalah dengan mengidentifikasi kandungan kimia dalam minyak atsiri tersebut menggunakan metode kromatografi gas dan spektrofotometri massa. Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) merupakan metode pemisahan senyawa organik yang menggunakan dua metode analisis senyawa yaitu kromatografi gas untuk menganalisis jumlah senyawa secara kuantitatif dan spektrometri massa untuk menganalisis kandungan dan struktur molekul senyawa analit. Gas kromatografi merupakan salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepat an migrasi komponen-komponen penyusunnya. Gas kromatografi biasa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fas e gas. Spektrometri massa adalah suatu metode untuk mendapatkan bobot molekul dengan cara mencari perbandingan massa terhadap muatan dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari-jari orbit melingkarnya dalam medan magnetik seragam. Penggunaan kromatografi gas dapat dipadukan dengan spektroskopi massa. Paduan keduanya dapat menghasilkan data yang lebih akurat dalam pengidentifikasian senyawa yang dilengkapi dengan struktur molekulnya.
Kromatografi
gas ini
juga
mirip
dengan destilasi
fraksional,
karena kedua
proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan pada perbedaan titik didih
(atau
tekanan
uap).
Tetapi
destilasi
fraksional
biasanya
digunakan
untuk
memisahkan komponen-komponen dari campuran pada skala besar, sedangkan kromatografi gas dapat digunakan pada skala yang lebih kecil yaitu mikro (Pavia, 2006).
C. Tujuan Praktikum
1. Agar mahasiswa dapat memahami prinsip dan dapat melakukan penyarian minyak atsiri dengan metode destilasi 2. Agar mahasiswa mampu melakukan kontrol kualitas terhadap minyak atsiri 3. Agar mahasiswa dapat menganalisa hasil minyak atsiri dari metode destilasi air dan uap-air
D. Rumusan Masalah
1. Bagaimana prinsip penyarian minyak atsiri kulit batang kayu manis ( Cinnamomum burmannii (Ness.) Bl) menggunakan metode destilasi air dan metode destilasi uapair? 2. Metode apa yang lebih baik digunakan untuk mengisolasi minyak atsiri dari kulit batang kayu manis (Cinnamomum burmannii (Ness.) Bl)? 3. Bagaimana analisis kandungan senyawa minyak atsiri kulit batang kayu manis (Cinnamomum burmannii (Ness.) Bl) secara destilasi air dan uap air berdasarkan GC-MS?
II. ALAT DAN BAHAN 1. Destilasi Air
Alat
:
Bahan :
1. Dandang
1. Kulit batang krangean
2. Pemanas (kompor gas)
2. Air
3. Kondensor (pendingin)
3. Natrium sulfat anhidrat
4. Penampung destilat 5. Gelas ukur 6. Corong pisah 7. Wadah minyak (flakon) 8. Kertas saring
9. Alumunium foil
2. Destilasi Uap-Air
Alat
:
Bahan :
1. Dandang berangsang
1. Kulit batang krangean
2. Pemanas (kompor gas)
2. Air
3. Kondensor (pendingin)
3. Natrium sulfat anhidrat
4. Penampung destilat 5. Gelas ukur 6. Corong pisah 7. Wadah minyak (flakon) 8. Kertas saring 9. Alumunium foil
III. CARA KERJA
a. Destilasi Air Ditimbang kulit batang kayu manis 1 kg ↓
Dandang diambil dan diisi dengan air secukupnya ↓
Bahan diletakkan dalam dandang yang terisi air ↓
Dandang dihubungkan dengan kondensor yang telah dilengkapi alat penampung minyak atsiri ↓
Dandang dipanaskan sehingga minyak akan terdestilasi sampai tidak ada yang menetes ↓
Minyak atsiri ditampung dalam alat penampung ↓
Minyak diambil, dimasukkan ke dalam corong pisah dan dipisahkan antara minyak dengan air ↓
Lapisan minyak ditambah dengan Na 2SO4 anhidrat secukupnya, saring ↓
Minyak dimasukkan ke dalam flakon dan tutup dengan aluminium foil ↓
Simpan di tempat yang sejuk (lemari es) ↓
Hitung Rendemen (%)
b. Destilasi Uap-Air Ditimbang kulit batang kayu manis 1 kg ↓
Ambil dandang dan isi air secukupnya ↓
Letakkan bahan di atas penyekat berpori (angsang) dalam dandang ↓
Hubungkan dandang dengan kondensor yang telah dilengkapi dengan alat penampung minyak atsiri ↓
Dandang dipanaskan sehingga minyak akan terdestilir sampai tidak ada lagi minyak yang menetes ↓
Minyak diambil, dimasukkan ke dalam corong pisah ↓
Pisahkan minyak dan air ↓
Lapisan minyak ditambah dengan Na 2SO4 anhidrat secukupnya ↓
Saring ↓
Minyak dimasukkan ke dalam flakon dan tutup dengan Aluminium foil ↓
Simpan di tempat yang sejuk (lemari es) ↓
Hitung rendemen (%)
IV. DATA PERCOBAAN
a. Organoleptis Sifat
Destilasi Air
Destilasi Uap-Air
Warna
Kuning cerah
Kuning
Bau
Khas kayu manis
Khas
Konsistensi
Encer (cair)
Encer (cair)
b. Rendemen
()
() ()
Metode
Volume Hasil
Bobot Simplisia
Rendemen
Destilasi
(ml)
Awal (mg)
(% v/b)
Air
1
1000000
0,0001
Uap-Air
1,2
1000000
0,00012
c. Profil Kromatografi GC-MS Dari profil GC-MS diperoleh tiga data peak dengan luas area terbesar dibandingkan peak-peak lain, yaitu: No. Peak
Luas Area
Area %
BM
Struktur dari profil GC-MS
Nama Komponen Senyawa 1,8-Epoksi-para-
5
41215821
13.28
154
Menthana, Eucalyptol, Cineole, Cajeputol
12
177757584
57.29
132
Cinnamaldehyde, 3Phenyl-2-Propenal
Cinnamyl alcohol, 14
37490276
12.08
176
Cinnamyl acetate, 2Propen-1-ol, 3-Phenyl2-propenyl acetate
V. PEMBAHASAN Pada percobaan ini, dilakukan salah satu metode untuk memperoleh minyak
atsiri dari suatu tanaman yaitu destilasi. Selain metode destilasi terdapat metode enfleurage untuk minyak melati, penyarian yang digunakan pada minyak atsiri yang tidak tahan panas seperti minyak cendana, dan pengepressan atau pemerasan pada minyak citrus. Destilasi yang dilakukan adalah destilasi air dan uap-air. Pada umumnya metode destilasi menggunakan uap langsung lebih baik daripada metode penyulingan dengan air maupun penyulingan dengan air dan uap ditinjau dari segi biaya, kecepatan penyulingan, dan kapasitas produksi minyak. Pada metode destilasi uap terjadi pemecahan dari sebagian eugenol dan aceteugenol, sedangkan pada destilasi uap-air kerusakan komponen-komponen aromatiknya lebih kecil. Meskipun efisiensi penyulingan tinggi, metode destilasi uap tidak dilakukan karena ketidaktersediaan alat di laboaratorium. Pada destilasi air, ekstraksi minyak tidak dapat berlangsung sempurna, sebab beberapa jenis ester, seperti linail asetat akan terhidrolisis sebagian. Metode destilasi air menggunakan ketel suling yang besar, ruangan yang luas, dan jumlah bahan bakar yang banyak, sehingga membutuhkan biaya yang tinggi. Komponen-komponen minyak yang bertitik didih tinggi dan bersifat larut air tidak dapat menguap secara sempurna, sehingga minyak yang tersuling mengandung komponen yang tidak lengkap. Untuk itu dipilih penyaringan dengan uap-air, dimana dekomposisi minyak lebih kecil, efisiensi penyulingan lebih baik karena jumlah bahan bakar yang dibutuhkan lebih kecil, waktu penyulingan yang lebih singkat, rendemen min yak yang dihasilkan lebih besar, dan kualitas lebih baik walaupun dengan kecepatan penguapan yang lebih lama. Pada suhu air mendidih, sebagian minyak atsiri akan terlarut dalam air yang terdapat dalam kelenjar. Campuran minyak dalam air ini berdifusi keluar dengan
peristiwa osmosis melalui selaput membran yang sedang mengembang sampai permukaan bahan, dan selanjutnya menguap. Untuk mengganti minyak yang diuapkan ini, sejumlah minyak masuk ke dalam larutan di dalam kelenjar dan menembus membrane sel bersamaan dengan masuknya air. Proses ini berlangsung terus sampai seluruh zat menguap didifusikan dari dalam kelenjar dan diuapkan oleh uap air panas. Akan dihasilkan dua fase cairan yaitu fase min yak atsiri dan fase air suling. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah kulit batang kayu manis sebanyak satu kilogram. Destilasi dijalankan selama 3 jam atau sampai minyak atsiri yang tertampung tidak mengalami penambahan volume. Selanjutnya dilakukan pemisahan antara kedua fase tersebut di dalam corong pisah. Selanjutnya untuk fase minyak diambil dan dimasukkan dalam flakon. Pada saat penyimpanan ini ditambahkan kedalamnya natrium sulfat anhidrat yang dimaksudkan untuk menghilangkan sisa air dari minyak sehingga akan diperoleh minyak murni. Hasil minyak atsiri dari metode destilasi air adalah sebanyak 1 ml sedangkan dari metode destilasi uap-air sebanyak 1,2 ml. Selanjutnya akan dilakukan kontrol kualitas terhadap minyak atsiri yang diperoleh. Kontrol kualitas yang dilakukan antara lain: menghitung rendemen dan penentuan kandungan kimia penyusun minyak atsiri melalui kromatografi gasspektrometri massa. 1. Penentuan rendemen Perhitungan rendemen dilakukan untuk menentukan perbandingan antara volume minyak atsiri yang diperoleh dari destilasi terhadap bobot simplisia awal (kulit batang kayu manis kering). Dari hasil perhitungan didapatkan hasil rendemen minyak kayu manis dengan metode destilasi air yaitu 0,0001% v/b dan dengan metode uap-air sebesar 0,00012% v/b. Bila dilihat dari hasil rendemen minyak atsiri dengan dua metode tersebut, rendemen lebih banyak dihasilkan dengan metode destilasi uap-air. Untuk mengetahui apakah antara kedua hasil tersebut ada perbedaan signifikan atau tidak dapat dilakukan uji statistik t-test tetapi tidak dilakukan praktikan. Kecilnya rendemen yang diperoleh disebabkan sebagian besar komponen aromatik minyak kayu manis larut dalam air sehingga pemisahan minyak dan air agak sulit, akibatnya rendemen minyak menjadi rendah (Guenther, 1990). Selain itu minyak juga dapat mengalami hidrolisis, oksidasi, resinifikasi, dan reaksi kimia lainnya yang terjadi selama proses destilasi. Kandungan minyak atsiri kulit
kayu manis berkisar antara 1,3 – 2,7% tergantung daerah asal dan tingkat mutunya. (Purseglove, dkk., 1981).
2. Profil GC-MS Profil GC-MS digunakan untuk mengetahui komponen kimia yang terkandung dalam sampel melalui bobot molekul dan fragmentasi molekul sehingga dapat diketahui struktur kimia dari senyawa yang terekam. Komponen kimia dalam minyak kayu manis yang diuji dapat diketahui jenisnya dengan membandingkan spektra dari spektroskopi massa sampel uji dengan spectra library yang telah tersimpan dalam peralatan GC-MS. Pada kromatogram ini terdapat waktu retensi ( R.Time) yang menyatakan waktu dimana komponen ini terpisahkan atau menguap dan terdeteksi oleh detektor pada GC-MS. Setiap puncak memiliki nilai luas area tertentu, luas area ini berbanding lurus dengan kadar komponen senyawa yang menyebabkan terbentuknya puncak ini. Oleh karena itu dalam analisis ini perbandingan kadar bisa dilihat dari luas area yang dibentuk oleh puncak. Profil GC-MS menunjukkan 14 peak dengan intensitas yang berbeda pada minyak kayu manis destilasi air. Dari kromatogram tampak tiga peak dengan intensitas tertinggi dan diasumsikan tiga komponen tersebut memiliki kadar yang tinggi dalam minyak kayu manis tersebut. Tiga puncak tersebut adalah puncak milik senyawa cineole, cinnamaldehyde, dan cinnamyl acetate. Puncak nomor 5 memiliki R.Time 9.670 menit yang berarti komponen penyusun minyak atsiri ini terpisah dan mencapai detektor setelah 9.670 menit dan dapat dikatakan komponen minyak atsiri ini menguap pada menit ke 9.4678. Puncak ini memiliki luas area 41215821 dan merupakan 13.28% komponen minyak atsiri. Selanjutnya dilihat pada spektra massa diperoleh spektra dengan pita paling kiri pada angka 154, menunjukkan BM molekul adalah 154 dapat pula disebut molekul induk. Base peak pada angka 43, adalah fragmen dari molekul induk yang paling stabil dan dinilai sebagai 100% kemudian fragmen lain menyesuaikan terhadapnya. Keuntungan menggunakan GC-MS adalah adanya bank data yang dapat disimpan dan secara otomatis akan memberikan beberapa jawaban kemungkinan senyawa dengan prosentase kemiripan tinggi. Untuk puncak ini dari bank data diperoleh bahwa spektra massa senyawa memiliki kemiripan (Similarity Index atau SI) 97% dengan senyawa yang memiliki formula
C10H18O, dan dalam komputer bernama 1,8 cineole atau eucalyptol atau cajeputol. Dicocokan dengan literatur memang minyak kayu manis memiliki kandungan terpen cineol (eucalyptol) (Inna, dkk, 2010). Selanjutnya pada puncak nomor 12, terdapat suatu puncak tinggi meruncing dengan R.Time 14.105 menit, yang menunjukan komponen senyawa ini menguap atau mengenai detektor pada menit ke 14.105 atau dapat dikatakan titik didih senyawa lebih tinggi dari terpen sineol pada puncak ke-5. Senyawa ini dominan terdapat dalam minyak kayu manis dengan luas area 177757584 dan prosentase area 57.29%. Berlanjut dengan analisis spektra massa, senyawa ini terfragmentasi membentuk beberapa pita dengan base peak pada 131. Fragmen molekul induk pada sebelah kiri menunjuk angka 131, menunjukan BM molekul sekitar 131. Dari bank data didapatkan senyawa yang spektranya mirip (pola fragmentasinya mirip) dengan SI 95% yaitu dengan senyawa yang memiliki formula C9H8O yaitu Cynamaldehyde dengan BM 132. Literatur mengatakan bahwa memang komponen minyak kayu masnis yang paling dominan adalah sinamaldehid 55%65% dan eugenol 4%-8%, beberapa jenis aldehida, benzil benzoat dan felandren yang terdapat dalam kulit batangnya (Inna, dkk, 2010). Puncak selanjutnya yang muncul sebagai puncak ke-14 dalam spektra GC, dengan R.Time 16.721 menit, luas area 37490276, dan prosentase 12.08%. Analisis spektra massa menyatakan senyawa terfrakmentasi kedalam beberapa fragmen dengan fragmen paling stabil (base peak) pada angka 43 dengan nilai angka fragmen paling kanan 176, adalah BM molekul induk. Merujuk pada database, pola fragmentasi senyawa ini memiliki Similarity Index (SI) 97% dengan senyawa C11 H12 O2 dan BM 176 yaitu cinnamyl asetat. Selain 3 komponen senyawa penyusun minyak atsiri yang memiliki puncak puncak tertinggi ini, terdapat puncak-puncak lainnya namun memiliki luas area dan kadar relatif kecil. Analisis dengan GC-MS sangat bagus sekali untuk bisa mengetahui komponen-komponen dalam minyak atsiri.
VI. KESIMPULAN
1. Minyak atsiri kulit batang kayu manis dapat diperoleh dengan cara destilasi, baik destilasi air maupun destilasi uap dan air. 2. Secara organoleptis minyak atsiri yang dihasilkan sudah sesuai dengan literatur yaitu berwarna kuning dan berbau khas kayu manis
3. Rendemen minyak atsiri pada destilasi uap-air lebih besar yaitu 0,00012% v/b dibandingkan destilasi air yaitu 0,0001% v/b. 4. Hasil dari analisis GC-MS, terdapat kandungan terpen sineol (13.28%) BM 154, Sinamaldehid (57.29%) BM 132, dan sinamil asetat (12.08%) BM 176 dalam hasil destilasi minyak kayu manis secara destilasi air. 5. Hasil analisis GC-MS menunjukkan minyak atsiri dari destilasi uap-air memiliki kandungan yang sama tetapi kadarnya berbeda
VII. DAFTAR PUSTAKA
Claus, E.P dan Tyler, V.E, Brady,. L.R., 1970, Pharmacognosy Sixth Edition, Lea and Febiger, Philadelphia Guenther, E., 1990, Minyak Atsiri Jilid IV A (Terjemahan Ketaren), UI Press, Jakarta Gunawan, Didik, dan Sri Mulyani, 2004, Ilmu Obat Alam (Farmakognosi) Jilid 1, Penebar Swadaya, Jakarta Harborne, J.B., 1987, Metode Fitokimia Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan Terbitan kedua, Penerbit ITB , Bandung Inna, Mutma, dkk, 2010, Potential Use of Cinnamomum burmanii Essential Oil-based Chewing Gum as Oral Antibiofilm Agent, Journal of Dentistry Indonesia 2010, Vol. 17, No. 3, 80-86 Ketaren, S., 1985, Pengantar Teknologi Minyak AtsiriI, PN Balai Pustaka, Jakarta Manurung, T.B., 2003, Usaha Pengolahan dan Perdagangan Minyak Atsiri Indonesia dan Permasalahannya dalam Menghadapi Era Perdagangan Global , Sosialisasi Temu Usaha Peningkatan Mutu Bahan Olah Industri Minyak Atsiri, Dirjend. Industri Kimia Agro dan Hasil Hutan, Jakarta Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel (2006), Introduction to Organic Laboratory Techniques (4th Ed.), Thomson Brooks/Cole. pp. 797 – 817 Purseglove, J.W., E.G. Green, C.L. Robbins, S.R.J., 1981, Spices, Longman, New York Rismunandar, 1995, Kayu Manis, Penebar Swadaya, Jakarta Rismunandar, Paimin, F.B., 2001, Kayu Manis Budidaya dan Pengolahan Edisi Revisi, Penebar Swadaya, Jakarta Sastroamidjojo, S., 1997, Obat Asli Indonesia Cetakan keempat, Dian Rakyat, Jakarta Syamsuhidayat, S.S., Hutapea, 1991, Inventaris Tanaman Obat Indonesia, Departemen
Kesehatan Republik Indonesia, Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan, Jakarta
Yogyakarta, 20 April 2013 Mengetahui,
Praktikan, 1. Ratih Anggar K. 2. Anggie Wiyani
