MAKALAH TEKNOLOGI KIMIA HASIL KEBUN DAN HUTAN
“CENGKEH”
Disusun Oleh :
1. 2. 3. 4.
Silva Kurniawan Cindy Mardhita Ardian Indra Bayu Lukman Hakim Harahap
(125061101111012) (125061107111001) (125061107111002) (125061107111006)
UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA 2013/2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan salah satu negara produsen minyak cengkeh ,utama dunia selain Tanzania dan Madagaskar. Sebagian besar minyak cengkeh Indonesia diekspor dan dikenal di pasar dunia sebagai Indonesia clove leaf oil. Minyak cengkeh merupakan salah satu minyak min yak atsiri yang mempunyai mempu nyai nilai ekonomis eko nomis cukup tinggi dan dihasilkan di hasilkan dalam jumlah yang cukup besar di d i Indonesia. Indo nesia. Minyak daun cengkeh diperoleh dengan cara distilasi dist ilasi uap u ap dari
daun
cengkeh, Syzygium aromaticum L
( Eugenia Eugenia caryophyllata Tumberg ,
ko nstituen minyak mi nyak daun Caryophyllus aromaticus L). Menurut Sastrohamidjojo (1981), konstituen cengkeh dibagi menjadi 2 kelompok yaitu eugenol (sekitar 80%) dan sisanya berupa senyawa fenolat (kariofilena). Eugenol termasuk senyawa alam yang menarik karena mengandung beberapa gugus fungsional, yaitu allil,fenol, dan eter. Gugus alil dapat diubah secara kimia me,njadi bermacam-macam gugus fungsional melalui reaksi adisi, reaksi hidrasi, isomerisasi dan oksidasi. Pada prinsipnya dari eugenol dapat diubah menjadi bahan dasar untuk pembuatan senyawa-senyawa yang lebih berguna dan lebih berdaya guna. Salah satu turunan dari eugenol adalah senyawa isoeugenol, dimana senyawa ini merupakan bahan dasar dalam industri parfum,industri perasa pada makanan dan minuman. Selain itu oksidasi isoeugenol lebih lanjut akan menghasilkan vanili. Kebutuhan vanili di dunia dari tahun ke tahun semakin meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dunia, dan tidak bisa lagi dipenuhi oleh vanili alami, untuk itu perlu dicari jalan keluar dengan cara sintesis.
BAB II PEMBAHASAN
1.1.Cengkeh
Gambar 1.1 Bentuk bunga dari Syzygium aromaticum
Kingdom
Plantae – Plants
Subkingdom
Tracheobionta – Vascular plants
Superdivision
Division
Spermatophyta – Seed plants
Magnoliophyta – Flowering plants
Class
Magnoliopsida – Dicotyledons
Subclass
Rosidae
Order
Myrtales
Family
Genus
Species
Myrtaceae – Myrtle family
Syzygium P. Br. ex Gaertn. – syzygium
Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M. Perry – clove
(plants.usda.gov/core/profile?symbol=SYAR2)
Gambar 1.2 Syzgyium aromaticum kering Nama latin pohon cengkeh adalah Eugenia aromatica. Pohon cengkeh merupakan tanaman tahunan yang dapat tumbuh dengan tinggi 10-20 m, mempunyai daun yang berbentuk lonjong dan berbunga pada pucuk-pucuknya. Tangkai buah
pada awalnya
berwarna hijau, dan berwarna merah jika bunga sudah mekar. Pohon cengkeh mempunyai kayu yang sangat keras cabang-cabangnya padat dan kuat, dan ranting-rantingnya tidak berserak, sehingga merupakan semak dan tajuk daunnya merupakan kerucut. Daun cengkeh bulat panjang, tebal dan kuat, warnanya ada yang kuning atau hijau muda helainya besar, ada pula yang berwarna hijau sampai hijau tua kehita-hitaman helainya lebih kecil, umumnya permukaan daun berwarna lebih tua dan mengkilat sedangkan sebelahnya berwarna kelam. Daun yang masih muda berwarna kemerah-merahan, bila tua berwarna gelap. Tangkai daun mempunyai panjang ±
panjang daun dan mempunyai bunga
bertangkai pendek yang tumbuh pada tandan. Tiap tandan tumbuh 4-10 rumpun dan tiap rumpun tumbuh bunga tidak lebih dari tiga bunga. (Reza, 2010) Tanaman cengkeh (Syzygium aromaticum)(L) Merr & Perry) di Indonesia lebih kurang 95 % diusahakan oleh rakyat dalam bentuk perkebunan rakyat yang tersebar di seluruh propinsi. Sisanya sebesar 5% diusahakan oleh perkebunan swasta dan perkebunan negara. Cengkeh merupakan tanaman rempah yang termasuk dalam komoditas sektor perkebunan yang mempunyai peranan cukup penting antara lain sebagai penyumbang
pendapatan petani dan sebagai sarana untuk pemerataan wilayah pembangunan serta turut serta dalam pelestarian sumber daya alam dan lingkungan. Pada mulanya bagian dari tanaman cengkeh yaitu bunga cengkeh hanya digunakan sebagai obat terutama untuk kesehatan gizi. Menurut Chaniago (1980), sejak tahun 2 sebelum Masehi, cengkeh digunakan sebagai rempah – rempah, diantaranya di Tiongkok digunakan dalam upacara keagamaan yaitu dimasukan ke dalam peti mayat. Begitu juga bagi perwira yang ingin menghadap kaisar diharuskan mengunyah cengkeh, sedang di Persia cengkeh digunakan sebagai lambang cinta. kemudian berkembang lagi dan sejak tahun 1980 cengkeh digunakan sebagai periang yaitu sebagai pencampur tembakau ditambah rempah – rempah (Kemala, 1988). Rokok hasil campuran antara cengkeh dan rempah lainnya disebut rokok kretek, sedang rokok campuran tembakau dan rempah atau saus lainnya tanpa cengkeh disebut rokok sigaret atau lebih populer disebut rokok putih. Sepuluh tahun kemudian dengan berkembangnya pemakaian cengkeh sebagai bahan campuran rokok, Indonesia menjadi konsumen cengkeh terbesar di dunia. Sekarang Indonesia merupakan negara produsen dan konsumen cengkeh terbesar di dunia, terutama untuk memenuhi kebutuhan bahan baku rokok kretek. Bunga cengkeh kering mengandung minyak atsiri, fixed oil(lemak), resin, tannin, protein, cellulosa, pentosan dan mineral. Karbohidrat terdapat dalam jumlah dua per tiga dari berat bunga. Komponen lain yang paling banyak adalah minyak atsiri yang jumlahnya bervariasi tergantung dari banyak faktor diantaranya jenis tanaman, tempat tumbuh dan cara pengolahan (Purseglove, et al.,1981). Komposisi kimia bunga cengkeh dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Kandungan Bunga Cengkih
Konstituen utama di tunas, daun dan batang minyak adalah eugenol, dengan meningkatnya persentase dari tunas (72,08-82,36%) ke daun (75,04-83,58%) dan batang (87,52-96,65%). Dalam tunas cengkeh penting eugenol minyak asetat merupakan komponen utama kedua (8,6-21,3%) sementara terdeteksi dalam jumlah yang jauh lebih rendah dalam daun (0-1,45%) dan batang (0,07-2,53%) Dalam minyak atsiri daun, utama kedua senyawa β caryophyllene (11,65 -19,53%) dan α -humulene (1,38-2,17%), kurang terwakili dalam minyak esensial tunas (2,76-8,64% dan 0,34 - 1,04% masing-masing) dan minyak esensial batang (1,66-9,7% dan 0,22-1,31% masing-masing) Minyak cengkeh dapat diisolasi dari daun (1-4%), batang (5-10%), maupun bunga cengkeh (10-20%). Minyak atsiri dari bunga cengkeh memiliki kualitas terbaik dan harganya mahal karena rendemennnya tinggi dan mengandung eugenol mencapai 80-90%. Kelimpahan komponen-komponen dalam minyak cengkeh bergantung dari jenis, asal tanaman, metode isolasi, dan metode analisa yang digunakan. Minyak cengkeh umumnya diisolasi dari bunga cengkeh kering. Proses pengeringan bertujuan sebagai teknik pengawetan bunga cengkeh setelah panen untuk keperluan berbagai industri makanan, farmasi, dan kosmetik. Pada penelitian Memmou dan Mahboub, bunga cengkeh segar didistilasi dan dihasilkan minyak cengkeh dengan eugenol sebanyak 47,57%, β -karyofilen 35,42%, eugenil asetat 13,42%.
Isolasi minyak bunga cengkeh umum dilakukan menggunakan metode distilasi uap dan distilasi air. Kedua metode tersebut mudah dan aman bagi lingkungan karena tidak menggunakan pelarut organik berbahaya. Isolasi dengan distilasi uap menghasilkan minyak cengkeh dengan kandungan eugenol lebih tinggi daripada isolasi dengan distilasi air. Distilasi bunga cengkeh diperlukan 8 sampai 24 jam untuk menghasilkan minyak cengkeh yang memenuhi persyaratan mutu SNI. Berdasarkan penelitian Nurdjannah dan Hidayat, waktu optimum isolasi minyak cengkeh dari bunga cengkeh dengan distilasi uap adalah kurang dari 9 jam, sebab distilasi selama 9-12 jam tidak menghasilkan kenaikan rendemen yang signifikan, selain itu, kadar eugenol dalam minyak cengkeh cenderung menurun. Hasil distilasi bunga cengkeh selama 9 jam menghasilkan rendemen 9,67% dengan kadar eugenol 71,56%, trans-karyofilen 11,63%, dan eugenil asetat 15,14%
1.2 Eugenol
Gambar 1.2.1 Struktur Kimia Eugenol
Senyawa eugenol merupakan komponen utama yang terkandung dalam minyak cengkeh(Syzygium aromaticum), dengan kandungan dapat mencapai 70-96%, dan walaupun minyak cengkeh mengandung beberapa komponen lain seperti eugenol asetat dan β caryophyllene (Almaet al., 2007) tetapi yang paling penting adalah senyawa 80 eugenol, sehingga kualitas minyak cengkeh ditentukan oleh kandungan senyawa tersebut, semakin tinggi kandungan eugenolnya maka semakin baik kualitasnya dan semakin tinggi nilai jualnya. Dalam persyaratan mutu minyak daun cengkeh SNI 06-2387-2006 kandungan minimal senyawa eugenol adalah 78% (Badan Standardisasi Nasional, 2006). Senyawa eugenol yang merupakan cairan bening hingga kuning pucat, dengan aroma menyegarkan dan pedas seperti bunga cengkeh kering, memberikan aroma yang khas padaminyak cengkeh, dimana senyawa ini banyak dibutuhkan oleh berbagai industri yang saat ini sedang berkembang (Kardinan, 2005). Walaupun Indonesia merupakan penghasil utama minyakcengkeh di dunia, tetapi kebutuhan eugenol Indonesia untuk berbagai industri sebagian besarmasih harus dicukupi dari produk impor luar negeri. Hal tersebut terjadi, karena sebagian besar komoditi minyak cengkeh Indonesia yaitu ±90% diekspor keluar negeri masih dalam bentuk bahan mentah minyak (Hidayati, 2003) dan hanya dalam jumlah terbatas saja yang diolah di dalam negeri menjadi senyawa eugenol. Senyawa eugenol yang mempunyai rumusmolekul C10H12O2 mengandung beberapa gugus fungsional yaitu alil (-CH2-CH=CH2),fenol (-OH) dan metoksi (-OCH3), sehingga dengan adanya gugus tersebut dapat memungkinkan eugenol sebagai bahan dasar sintesis berbagai senyawa lain yang bernilai lebih tinggi seperti isoeugenol, eugenol asetat, isoeugenol asetat, benzil eugenol, benzyl isoeugenol, metil eugenol, eugenol metil eter, eugenol etil eter, isoeugenol metil eter, vanillin dan sebagainya (Bulan, 2004). Dimana senyawa eugenol serta berbagai senyawa turunannya mempunyai peran yang strategis dalam berbagai industri, seperti industri farmasi,
kosmetika, makanan dan minuman, rokok, pestisida nabati, perikanan, pertambangan, kemasan aktif dan industri kimia lainnya (Ogata et al ., 2000). Harga minyak daun cengkeh di pasar dunia relatif rendah, sehingga nilai tambah yang diperoleh dari komoditi tersebut juga rendah. Harga minyak daun cengkeh di pasaran dunia adalah US$ 4,75/kg, harga eugenol US$ 7,80/kg, harga isoeugenol US$ 10,80/kg dan harga vanilin US$ 11,40/kg (Balitbang Pertanian, 2007). Pada umumnya penyulingan minyak daun cengkeh di Indonesia merupakan industri yang dikelola petani cengkeh serta pelaku industri skala UMKM (Usaha Mikro Kecil dan Menengah) (Hidayati, 2003). Tabel 1.2.1 Syarat mutu cengkeh Mutu
Syarat Mutu
Ukuran
I
II
III
Rata
Rata
Tidak rata
Organoleptik
Coklat
Coklat
Organoleptik
Tidak
Tidak
”apek”
”apek”
0,5
1,0
1,0
1,0
3,0
5,0
2,0
2,0
5,0
Negatif
Negatif
Negatif
Coklat Warna
Cara pengujian
kehitam-
hitaman mengkilap
Bau Bahan
Tidak ”apek”
asing*
%
(bobot/bobot) maka Gagang cengkeh % (bobot/bobot), maks Cengkeh inferior** % (bobot/bobot)maks Cengkeh rusak***
Organoleptik SP-SMP-32-1975 (ISO/R927-1969(E) SP-SMP-32-1975 (ISO/R927-1969(E) SP-SMP-32-1975 (ISO/R927-1969(E) SP-SMP-32-1975 (ISO/R927-1969(E) SP-SMP-32-1975
Kadar
air
%
(bobot/bobot) maks
14,0
14,0
14,0
(ISO/R927-1969(E) keterangan contohnya 10 gr
Kadar minyak atsiri %
(vol/bobot) 20
kering mutlak min.
18
16
SP-SMP-37-1975
besar
Keterangan: *
Bahan asing = semua bahan yang bukan berasal dari bunga cengkeh
**
cengkeh inferior = cengkeh keriput, patah dan telah dibuahi
***
Cengkeh rusak = cengkeh jamuran dan telah di ekstrasi
Tabel 1.2.2. Syarat Baku mutu minyak daun cengkeh (SNI 06-2387-2006)
Tabel 3. Syarat baku mutu minyak bunga cengkeh (SNI 06-2387-2006)
2. Pengolahan Bunga Cengkeh untuk Mendapatkan Eugenol 2.1 Persiapan proses Pada umumnya bagian cengkeh yang banyak digunakan adalah bunga karena kandungan eugenol pada bagian bunga lebih banyak dibanding gagang maupun daun. Proses pengolahan bunga cengkeh sampai mendapatkan bunga cengkeh yang kering melalui beberapa tahap, yaitu : 1. Panen Bunga cengkeh dipanen pada waktu beberapa bunga dalam satu rangkaian bunga sudah berwarna kemerah merahan
2. perontokan (pemisahan gagang dan bunga) Sesudah panen dilakukan pemisahan bunga dengan tangkainya yang biasa dilakukan dengan tangan (secara manual). 3. Pemeraman Beberapa petani melakukan pengeraman sebelum mengeringkan bunga cengkeh 4. Pengeringan Sesudah itu bunga dan tangkai langsung dijemur secara terpisah di bawah sinar matahari atau dengan alat pengering cengkeh. Berdasarkan hasil penelitian, warna dan kadar minyak dari bunga cengkeh kering yang dihasilkan dengan alat pengering cengkeh tidak jauh berbeda dengan hasil pengeringan dengan matahari kalau dilakukan pada suhu yang tidak terlalu tinggi (<700C). 5. Penyesuaian bentuk Pada umumnya bunga cengkeh kering disajikan dalam bentuk utuh, tetapi ada juga yang disajikan dalam bentuk bubuk dengan cara menggiling bunga kering. Tingkat kehalusan dari bubuk cengkeh yang dihasilkan bermacam macam tergantung dari bahan baku, penggunaan dan selera konsumen di tiap negara. Untuk keperluan ekstraksi dan destilasi diperlukan bubuk dengan butiran besar (kasar), sedangkan untuk digunakan langsung dalam makanan (“food seasonings”) diperlukan produk yang lebih halus. Untuk memperoleh bubuk yang halus prosesnya biasa dilakukan dalam dua tahap. Pertama bunga cengkeh dibuat bubuk kasar dengan memakai “breaker” atau “cutter mill” deng an kecepatan yang
rendah, kemudian digiling lagi sampai mendapatkan kehalusan yang diinginkan. USA menghendaki cengkeh bubuk yang lebih halus daripada United Kingdom. Untuk menghindarkan kehilangan komponen-komponen berharga yang mudah menguap, proses penggilingan dilakukan pada temperatur rendah (25 – 350 C). 2.2 Penyulingan Eugenol dari Bunga Cengkeh Untuk pengambilan minyak atsiri seperti minyak daun cengkeh, dapat digunakan cara penyulingan. Beberapa cara penyulingan yang digunakan: a) Penyulingan dengan air (penyulingan langsung) Daun cengkeh dimasukkan dalam ketel berisi air kemudian dididihkan. Air menguap sambil membawa minyak cengkeh. Uap campuranuap air dan uap minyak diembunkan dengan mengalirkan uap melalui pipa yang dibenamkan pada sebuah kolom pendingin. Cairan akan mengembun dan menjadi 2 lapisan. Cairan kemudian dipisahkan antara air dan minyaknya menggunkaan pemisah. Cara inimudah,
sederhana
dan tidak memerlukan biaya yang besar. Akan tetapi minyak yang
diperoleh kadarnya rendah, kadar minyaknya sedikit dan kadang-kadang terjadi hidrolisis eter. Skema penyulingan dengan air
Gambar 2.2.1 Penyulingan dengan air b) Penyulingan dengan Air dan Uap Penyulingan dilakukan menggunakan ketel yang terbagi menjadi 2 bagian yang dibatasi saringan pembatas. Bagian bawah tempat air yang akan diuapkan dan bagian atas tempat meletakkan daun cengkeh. Daun dimasukkan di atas saringan pembatas, dan air diisikan sampai pembatas saringan. Dengan demikian. Daun tidak langsung terendam air. Air kemudian dididihkan, sehingga uap yang terbentuk melewati daun dan membawa serta partikel-partikel minyak. Uap diembunkan pada pipa yang direndam dalam kolom pendingin kemudian dipisahkan pada pemisah. Hasil yang diperoleh kualitasnya cukup baik. Cara ini dikenal dengan distilasi tidak langsung.
c) Penyulingan dengan Uap Cara ini akan menghasilkan minyak cengkeh yang baik. Proses ini hampir sama dengan proses tidak langsung hanya produksi uap terpisah. Diperlukan dua buah ketel, ketel pertama berfungsi untuk membuat uap air dan ketel kedua diisi dengan daun yang akan didistilasi. Ketel pertama diisiair kemudian dipanaskan sampai
mendidih. Uap air dialirkan ke ketel no 2 melalui bagian bawah ketel kedua. Seperti pada distilasi tidak langsung, uap air akan membawa minyak cengkeh kemudian setelah didinginkan dalam pendingin dapat dipisahkan dari airnya. Cara ini merupakan cara paling baik, karena cara dengan cara ini dapat melakukan kontrol terhadap suhu dan tekanan sehingga efisiensi penyulingan tinggi.
Masalah yang sering terjadi pada proses penyulingan adalah sebagian penyulingan minyak daun cengkeh masih menggunakan alat penyuling yang terbuat dari logam besi, hal ini menyebabkan minyak nilam dan minyak daun cengkeh yang dihasilkan berwarna gelap dan keruh, karena terjadi reaksi antara logam besi (Fe) dengan minyak seperti reaksi berikut
Keadaan tersebut sangat tidak dikehendaki, karena dapat berpengaruh terhadap produk-produk yang dibuat dari kedua jenis minyak tersebut, seperti obatobatan dan parfum. Di samping itu minyak nilam dan minyak daun cengkeh yang tidak jernih mempunyai nilai jual yang lebih rendah. Minyak atsiri yang berwarna gelap dapat dimurnikan dengan cara penyulingan ulang (redistilasi) atau dengan cara flokulasi. Flokulasi sering digunakan untukpembersihan logam Fe yang menyebabkan wamahitam. Flokulasi dilakukan dengan menggunakan asam tartarat. Larutan asam
tartarat atau kristalnyadimasukkan dalam minyak dan dicampurkan selama 24jam, kemudian endapan dipisahkan
2.3 Isolasi Eugenol Eugenol dapat diisolasi dengan cara minyak daun cengkeh hasil destilasi ulang ditambah dengan larutan NaOH. Jumlah mol NaOH yang digunakan harus proporsional dengan kandungan eugenol dalam minyak daun cengkeh, reaksi ini hanya eugenol yang bereaksi dengan NaOH membentuk Na-eugenolat yang larut dalam air. Setelah reaksi berlangsung akan diperoleh dua lapisan. Lapisan atas merupakan senyawa atau komponen dalam minyak daun cengkeh selain eugenol. Lapisan bawah yang mengandung eugenol dipisahkan dari lapisan atas. Eugenol dapat diperoleh dengan mengasamkan larutan eugenolat dengan menambahkan HCl hingga pH 3. pada akhir reaksi terjadi dua lapisan, dimana lapisan atas mengandung eugenol. Selain itu pemisahan dapat menggunakan cara Penarikan air, penyaringan, sentrifugasi, redistilasi,flokulasi, adsorbsi, kromatografi kolom, membra filtrasi, ekstraksi fluida CO2 superkritis, distilasi fraksinasi dandistilasi molekuler (Anny Sulaswatty, 2002)
3. Turunan dan Manfaat dari Eugenol Pemanfaatan Eugenol dan Turunannya dalam Berbagai Industri a) Industri Farmasi Senyawa eugenol mempunyai aktivitas farmakologi sebagai analgesik, antiinflamasi, antimikroba, antiviral, antifungal, antiseptik, antispamosdik, antiemetik, stimulan, anastetik lokal sehingga senyawa ini banyak dimanfaatkan dalam industri farmasi (Pramod et al., 2010). Begitupun dengan salah satu turunan senyawa eugenol, yaitu isoeugenol yang dapat dipergunakan sebagai bahan baku obat antiseptik dan analgesik (Sharma et al., 2006). Dalam bidang densitry (ilmu kedokteran gigi) senyawa eugenol dalam bentuk campurannya dengan zinc oxide terutama berlaku sebagai cementing agent. Senyawa eugenol secara biologis merupakan bagian yang paling aktif dari semen zinc oxide eugenol, dimana kemampuan eugenol dalam memblok transmisi impuls syaraf sangat bermanfaat dalam mengurangi rasa nyeri pada pulpitis, dan juga semen zinc oxide eugenol memiliki kekuatan antibakteri yang lebih kuat dibandingkan dengan bahan penyemen gigi lainnya seperti polikarboksilat, zinc fosfat, silikofosfat, kalsium hidroksida dan resin komposit. Eugenol dapat disintesis senyawa 2-hidroksi-3-metoksi-5-propil asetofenon, dimana senyawa tersebut banyak dipergunakan sebagai senyawa intermediet dalam industri farmasi, diantaranya dalam sintesis senyawa flavon asam asetat yaitu senyawa yang bersifat anti kanker, serta dalam sintesis senyawa bromasetofenon dan chlorasetofenon yang merupakan bahan baku gas airmata. Selanjutnya dari senyawa vanili sintetis yang merupakan turunan eugenol dapat dibuat senyawa bibenzil yang mempunyai aktivitas sebagai antimitotik, antileukimia dan sedang dilakukan penelitian penggunaan senyawa ini sebagai agen sitotoksik pada sel kanker (Budimarwanti, 2007) b) Industri Makanan, Minuman dan Rokok Eugenol dan senyawa turunannya isoeugenol, eugenol asetat, isoeugenol asetat, metil eugenol, metil isoeugenol, eugenol metil eter dan benzil eugenol eter dapat dipergunakan sebagai zat aditif flavor pada produk minuman tidak beralkohol, es krim, permen karet, dan berbagai produk pangan lainnya (Soesanto, 2006). Selanjutnya dari senyawa eugenol dapat dibuat senyawa vanili sintetis, dimana vanili (C8H8O3) merupakan flavor penting sebagai bahan penyegar, penyedap makanan dan
minuman seperti gula-gula, permen karet, kue, roti, dan es krim. Dalam bidang pengawetan pangan, senyawa vanili dipergunakan sebagai antimikroba dan antioksidan. Secara alami, vanili diperoleh dari buah vanilla (Vanilla planifolia ), tetapi seiring dengan laju pertumbuhan jumlah penduduk dunia dimana kebutuhan akan vanili terus meningkat, maka sebagian vanili dunia juga dibuat secara sintesis (Wibowo et al., 2002) Senyawa eugenol mempunyai flavor rempah cengkeh dengan rasa yang pedas dan panas, sehingga banyak dipergunakan sebagai penambah flavor rajangan bunga cengkeh pada rokok keretek. Senyawa turunan eugenol yaitu senyawa isoeugenol dan isoeugenol asetat yang memiliki aroma wangi floral yang enak dan lebih lembut dari eugenol tetapi masih memiliki aroma cengkeh yang lembut, sehingga cocok sebagai flavor pada sejumlah produk rokok filter (Soesanto, 2006) c) Industri Pestisida Nabati Manohara dan Noveriza (1999) mengemukakan bahwa eugenol cengkeh dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pestisida nabati, mengingat beberapa hasil penelitian menunjukkan senyawa eugenol efektif mengendalikan nematoda, jamur patogen, bakteri dan serangga hama. Mekanisme antimikroba eugenol antara lain mengganggu fungsi membran sel, menginaktivasi enzim, menghambat sintesis kitin, sintesis asam nukleat dan protein serta menghambat produksi energi oleh ATP (adenosine triphosphate) (Oyedemi et al, 2008) Senyawa metil eugenol merupakan turunan eugenol yang dapat dipergunakan sebagai atraktan (penarik/pemikat untuk datang) untuk menarik lalat jantan dalam pengendalian populasi lalat buah Bactrocera dorsalis (Kardinan et al.,1998). Eugenol atau isoeugenol dapat disintesis senyawa 1,2-dimetoksi-4-propilbenzena, suatu feromon (pemikat sex) lalat buah yang 50% lebih efektif dibanding senyawa metil eugenol. Senyawa eugenol dapat juga disintesis menjadi pestisida turunan karbamat berupa senyawa 4-allyl-2-metoksy-6aminophenol (Sudarma, 2010) d) Industri Kemasan Aktif Bhat dan Bhat (2011) menyatakan bahwa kemasan yang baik merupakan kemasan yang dapat melindungi produk dari kerusakan fisik, kimia dan biologi. Kemasan aktif merupakan kemasan yang dirancang untuk dapat melepaskan komponen-komponen aktif ke dalam pangan, berupa antimikroba, antioksidan, aroma dan sebagainya yang berinteraksi aktif dengan bahan pangan yang dikemas, sehingga dapat menghambat pembusukan dan
meningkatkan umur simpan, dimana produk pangan seperti buah-buahan menjadi lebih hyginieus serta tetap segar dalam waktu yang relatif lama (Han, 2005). Oleh karena itu, sifat antimikroba dari senyawa eugenol dapat di aplikasikan pada pelapisan karton pengemas makanan, dimana campuran 1,25
-2,5% eugenol cengkeh dalam larutan pati hidrofobik
pelapis karton dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen penyebab kerusakan pangan seperti Escherichia coli, Bacillus cereus dan Staphylococcus aurens (Vanit et al., 2010). Senyawa eugenol serta turunannya yang bersifat antioksidan dan antimikroba dapat dipergunakan sebagai bahan baku
edible coating maupun
edible film,
dengan bahan
pembentuk lainnya berupa polisakarida (tapioka/maizena), gliserol, CMC (carboxy methyl cellulose) dan plasticizer (Ustunol, 2009). Saat ini kemasan aktif edible coating dan edible filmbanyak dimanfaatkan sebagai kemasan untuk produk pangan berupa sosis, keju, daging beku, makanan semi basah, roti, buah-buahan, sayuran, produk hasil laut, produk konfeksionari (penganan) dan produk obat-obatan sebagaipelapis kapsul maupun tablet (Lacroix, 2009). Edible coating maupun edible film yang merupakan lapisan tipis yang dibuat dari bahan yang dapat dimakan, dibentuk melapisi produk pangan yang berfungsi sebagai penghalang terhadap perpindahan massa (kelembaban, oksigen, cahaya, karbon dioksida, zat terlarut) dan pembawa zat aktif (antioksidan, antimikroba, vitamin, colorant dan flavoring agent) serta untuk meningkatkan penanganan produk pangan (Pavlath dan Orts, 2009) e) Industri Kimia Lainnya Manfaat lain dari senyawa eugenol dan turunannya adalah sebagai senyawa antioksidan. Selama ini untuk mencegah proses oksidasi dalam industri makanan mempergunakan antioksidan sintetis yang diolah dari minyak bumi seperti BHA (butylated hydroxyanisole), BHT (butylated hydroxytoluene) dan TBHA (tertier butylated hydroxyanisole) maupun TBHQ (di-t-butyl hydroquinone)
yang sekarang sudah tidak direkomendasikan lagi oleh
BPOM (Badan Pengawas Obat dan Makanan) karena diduga bersifat karsinogenik pada tubuh manusia (Lestari et al., 2009). Oleh karena itu penggunaan antioksidan nabati seperti eugenol dan turunannya pada produk makanan merupakan alternatif yang sangat aman bagi kesehatan, seperti pada makanan yang mengandung lemak atau minyak, diantaranya minyak goreng, keju, margarine, saus tomat, roti, daging olahan dan sereal. Selain itu, antioksidan eugenol dan turunannya biasa juga dipergunakan pada produk kosmetik dan obat-obatan serta pada industri plastik maupun karet (Sharma et al., 2006; Alma et al., 2010).
Ogata et al. (2000), menyatakan senyawa eugenol dan turunannya memiliki aktivitas antioksidan yang kuat. Menurut Aini et al. (2007) urutan kekuatan antioksidan adalah BHT, isoeugenol, eugenol lalu vanilin. Sumiyati (2007) mendapatkan bahwa dari eugenol dapat disintesis
senyawa
antioksidan
2-metoksi-6-(dietilamino)metil-4-propenilfenol
yang
mempunyai kekuatan antioksidan lebih kuat dari BHT. Eugenol juga dapat disintesis menjadi senyawa flavon yang mempunyai aktivitas antioksidan lebih kuat daripada BHT.
Dari
eugenol dapat disintesis 7 turunan senyawa kumarin yang mempunyai aktivitas antioksidan yang
kuat,
dimana
2
senyawa
diantaranya
yaitu
etil
8-metoksi-6-propenil-4-
kumarinkarboksila dan metil 8-metoksi-6-[(2-fenilhidrazon) metil]-4-kumarinkarboksilat mempunyai aktivitas antioksidan yang lebih kuat daripada α -tokoferol.Selanjutnya Rohman
(2009) menyatakan bahwa turunan eugenol yaitu eugenol asetat dapat dipergunakan sebagai zat bioaditif bahan bakar solar, dimana senyawa eugenol asetat dapat meningkatkan bilangan setana solar, sehingga dapat meningkatkan kinerja bahan bakar solar. Pembuatan Metil Eugenol sebagai Salah Satu Turunan Eugenol
Eugenol merupakan komponen utama minyak daun cengkeh yang menarik, karena mengandung beberapa gugus fungsional, yaitu allil, fenol, dan eter. Eugenol
digunakan
sebagai obat sakit gigi, demam dan penyusun minyak wangi. Pengembangan eugenol mulai banyak dilakukan, khususnya membuat
senyawa turunannya. Salah satunya dengan
melakukan reaksi alkilasi terhadap gugus hidroksil yang akan menjadi metil eugenol. Sintesis Metil Eugenol Reaksi sintesis metil eugenol dari eugenol dan metil iodide dengan metode sintesis eter Williamson (McMurry, 1988)
Eugenol mempunyai hidrogen yang terikat pada atom oksigen mudah diserang oleh suatu basa, dalam hal ini digunakan natrium hidroksida (NaOH) berlebih membentuk ion eugenolat, garam tersebut akan mu-dah larut dalam air dan mudah diserang dengan gugus pengalkilasi atau metil iodida (Ngadiwiyana, 2004). Tahap berikutnya yaitu mereaksikan garam natrium eugenolat dengan agen pengalkilasi metil iodida, di-mana garam natrium eugenolat dapat berperan se-bagai nukleofil (Fessenden dan Fessenden, 1999). Penambahan metil iodida ke dalam campuran dilakukan secara tetes demi tetes selama satu jam karena reaksi yang terjadi bersifat eksotermis. Reaksi yang terjadi seperti gambar. Untuk menyempurnakan reaksi kemudian campuran direfluks selama 2 jam disertai dengan pengadukan pada kondisi refluks (Ngadiwiyana, 2004). Hasil yang diperoleh kemudian didinginkan dan diencerkan hingga terbentuk 2 lapisan. Kemudian dipisahkan. Lapisan bawah diekstraksi dengan eter sehingga terjadi dua lapisan lagi , dan diambil lapisan atasnya. Lalu, seluruh lapisan atas dicuci dengan akuadest sampai netral selanjutnya dikeringkan dengan H2SO4 anhidrat dan disaring. Ekstrak nonpolar dievaporasi, sehingga diperoleh larutan pekat berwarna kuning.
Gambar Senyawa metil eugenol merupakan turunan eugenol yang dapat dipergunakan sebagai atraktan (penarik/pemikat untuk datang) untuk menarik lalat jantan dalam pengendalian populasi lalat buah Bactrocera dorsalis (Kardinan et al.,1998). Menurut Vargas et al. (2010) dan Todd et al. (2010) penggunaan atraktan metil eugenol merupakan cara pengendalian yang ramah lingkungan dan telah terbukti efektif, dimana pengendalian hama lalat buah dilakukan
dalam tiga cara yaitu : (1) mendeteksi atau memonitor populasi lalat buah, (2) menarik lalat buah kedalam perangkap kemudian disterilkan atau dimatikan, dan (3) mengacaukan lalat buah dalam perkawinan, berkumpul dan cara makan. Selain itu metil eugenol ini dapat diproses lebih lanjut menjadi 3-(3,4-dimetoksifenil) propanal digunakan sebagai bahan untuk mensintesis senyawa turunan antibiotik C-9154 yang merupakan antibiotik terhadap Staphylococcus aureus dan Escheria coli. Sintesis senyawa 3-(3,4-dimetoksi- fenil) propanal dari metil eugenol ini harus melalui pembuatan senyawa 3-(3,4-dimetoksi fenil)-1-propanol terlebih dulu. Sintesis 3-(3,4-dimetoksi fenil)-1-propanol Sintesis
3-(3,4-dimetoksi
fenil)-1-propanol
dilakukan
melalui
reaksi
hidroborasi
metileugenol. Reagen yang digunakan dalam reaksi hidroborasi adalah borana (BH3). Pada prinsipnya reaksi hidroborasi merupakan metode untuk mengkonversi gugus alkena menjadi gugus alkohol. Senyawa alkena akan bereaksi dengan BH3 membentuk trialkilborana kemudian langsung dioksidasi dengan hidrogen peroksida yang diikuti dengan hidrolisis dalam suasana basa untuk menghasilkan senyawa alkohol. Langkah awal dalam sintesis senyawa ini
adalah melakukan sintesis reagen H3B:dietileter secara
in situ
dengan
mereaksikan NaBH4 dan BF3:dietileterat. Borana (BH3) bereaksi dengan cepat dan kuantitatif dengan metileugenol membentuk organoborana, dengan reaksi sebagai berikut:
Hasil reaksi hidroborasi-oksidasi metileugenol yang diperoleh kemudian ditentukan rendemennya dan dianalisis dengan spektroskopi FTIR dan GC-MS. Senyawa hasil reaksi hidroborasi-oksidasi metileugenol berupa cairan kenta
l kekuningan. Kemudian hasil dari
reaksi dimurnikan dengan pelarut eter, lalu di evaporasi. Hasil rendemen yang diperoleh adalah 81,29%.
Sintesis 3-(3,4-dimetoksi- fenil)propanal Setelah itu dilanjutkan dengan pengoksidasian produk dengan PCC untuk menghasilkan , yaitu dengan penambahan PCC ke dalam larutan hasil yang diaduk selama 4 jam pada suhu 38 C. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut
Setelah reaksi sudah selesai, maka dilakukan pemurnian produk dekantasi. Lalu, pasta hitam yang terjadi diekstrak dengan dietil eter. Semua filtrat dicampur dan dimasukkan Na2SO4 anhidrat, disaring dan dievaporasi. Hasil yang diperoleh akan berwarna coklat kehitaman dengan konversi yield 71,3%.
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Tanaman cengkeh baik bungan, bantang, dan daun memiliki kandungan utama berupa eugenol yang kadar kandungannya berbeda-beda, di mana pada bunga cengkeh kandungan eugenol terbanyak. Proses isolasi euganol dapat menggunakan distilasi, dengan hasil terbaik menggunakan distilasi uap. Pemurnian dilakukan pada umumnya dengan cara penambahan NaOH kemudian diekstraksi menggunakan HCl. Senyawasenyawa turunan dari eugenol ini sangat beragam dan dipakai luas dalam berbagai industri seperti industri farmasi, makanan, minuman, rokok, pestisida, dan masih banyak lagi. 3.2 Saran
Perlunya pengembangan peneitian terkait eugenol karena referensi mengenai produk turunannya juga masih minim dan belum dipaparkan secara jelas.
Perlunya pengenalan kepada masyarakat terhadap eugenol atau minyak cengkeh karena selama ini masih dipandang sebelah mata sehingga perkembangannya pun kurang signifikan
Daftar Pustaka
Aini, N., B. Purwono and I. Tahir. 2007. Structure antioxidant activities relationship analysis of isoeugenol, eugenol, vanilin and their derivates. Indo. J. Chem. 7(1) : 61-66 Alma, M.H., M. Ertas, S. Nitz and H.Kollmannsberger. 2007. Chemical composition and content of essential oil from the bud of cultivated Turkish clove (Syzygium aromaticum L.). Bio Resources 2(2) : 265-269. ANNY SULASWATTY " Pengolahan Lanjut Minyak Atsiri dan Penggunaannya Dalam Negeri" Workshop Nasional MinyakAtsiri 30 Oktober 2002, Dirjen Industri KecilDagangMenengah,Depperindag, (2002). Badan Standardisasi Nasional. 2006. Standar Nasional Indonesia Minyak Daun Cengkeh SNI 062387-2006 Bhat, Z.F. and H. Bhat. 2011. Recent trends in poultry packaging : a review. American Journal of Food Technology 6(7) : 531-540 Budimarwanti, C. 2007. Sintesis senyawa bibenzil dari bahan awal vanilin melalui reaksi wittig dan hidrogenasi katalitik. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta : 34-39. Fessenden, J., dan Fessenden, J., 1997, Dasar-dasar Kimia Organik, Jakarta: Penerbit Binarupa Aksara, hal. 342-346 Han, J.H. 2005. New Technologies in Food Packaging : Overview. In : Innovations in Food Packaging, Han, J.H. (Ed.). Elsevier Academic Press, San Diego, California. pp : 3-11 Hidayati, N. 2003. Ekstraksi eugenol dari minyak daun cengkeh. Jurnal Teknik Gelagar 14(2) : 108-114. Kardinan, A., M. Iskandar dan E.A. Wikardi. 1998. Pengaruh cara aplikasi minyak suling Melaleuca bracteata dan metil eugenol terhadap daya pikat lalat buah Bactrocera dorsalis. Jurnal Perlindungan Tanaman Indonesia 4(1) : 38-45. Lacroix, M. 2009. Mechanical and permeability properties of edible films and coatings for food and pharmaceutical applications. Edible Films and Coatings for Food Applications 1 : 347-366. Manohara, D. dan R. Novariza. 1999. Potensi tanaman rempah dan obat sebagai pengendali jamur Phytopthora capsici. Prosiding Forum Komunikasi Ilmiah Pemanfaatan Pestisida Nabati : 406-421. Mc Murry, J., 1988, Organic Chemistry, 2nded, California: Brook/Cote Pub. Co.
Ngadiwijaya, Ismiyarto, Jamino, Chairil Anwar. 2004. Sintesis 3-(3,4-Dimetoksifenil)-Propanal Sebagai Senyawa Antara dalam Pembuatan Turunan Antiboitik C-9154 dari Minyak Daun Cengkeh. Ngadiwijaya, Ismiyarto.2004. Sintesis Metil Eugenol Dan Benzil Eugenol dari Minyak Daun Cengkeh. Semarang: Jurusan Kimia, Fak MIPA UNDIP Ogata, M., M. Hoshi, S. Mangala and T. Endo. 2000. Antioxidant activity of eugenol and related monomeric and dimeric compounds. Chem. Pharm. Bull. 48(10) : 1467-1469 Oyedemi, S.O., A.I. Okoh, L.V. Mabinya, G. Pirochenva and A.J. Afolayan. 2008. The proposed mechanism of bactericidal action of eugenol, α -terpinol and γ-terpinene against Listeria monocytogenes, Streptococcus pyogenes, Proteus vulgaris and Escherichia coli. African Journal of Biotechnology 8(7) : 1280-1286. Pavlath, A.E. and W. Orts. 2009. Edible film and coating: why, what and how?. Edible Films and Coating for Food Applications 1: 1-23. Pramod, K., S.H. Ansari and J. Ali. 2010. Eugenol: a natural compound with versatile pharmacological actions. Natural Product Communications 5(12) : 1999-2006 Redjeki, T. dan E. Susanti. 2010. Sintesis flavon dari eugenol hasil isolasi minyak cengkeh sebagai antioksidan. http://lppm.uns.ac.id. (26 April 2011) Rohman, I. 2009. Potensi minyak cengkeh, eugenol dan eugenil asetat sebagai bioaditif bahan bakar solar kendaraan bermotor. Fakultas Pendidikan Matema-tika dan IPA, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung.http://www.penelitianpendidikan.com. (26 April 2011). Runtuwene, M.R.J. 2010. Sintesis turunan kumarin dari eugenol dan uji aktivitas antioksidan masing-masing turunan. Tesis Fakultas Pascasarjana Universitas Airlangga, Surabaya. http://alumni.unair.ac.id. (26 April 2011). Sharma, S.K., V.K. Srivastava and R.V. Jasra. 2006. Selective double bond isomerization of allyl phenylmethers catalyzed by ruthenium metal complexes. Journal of Molecular Catalysis A : Chemical 245 : 200-209. Soesanto, H. 2006. Pembuatan isoeugenol dari eugenol menggunakan pemanasan gelombang mikro. Skripsi Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB Bogor. 90 hlm Sukarsono, Iman Dahroni, Dwi Heru Sucahyo. Kajian Pemisahan Komponen-Komponen dari Minyak Cengkeh. Puslitbang Teknologi Maju Batan, Yogyakarta. ISSN 10216-3128 Sumiyati, T. 2007. Sintesis senyawa antioksidan 2-metoksi-6-(dietilamino)metil-4-propenilfenol dari isoeugenol melalui reaksi mannich. Skripsi Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta
Ustunol, Z. 2009. Edible films and coatings for meat and poultry. Edible Films and Coating for Food Applications 1: 245-268.Vanit, S., P. Suppakul and T. Jinkarn. 2010. Antimicrobial effects of coating solution containing clove oil and hydrophobic starch for coating paper board. Asian Journal of Food and Agro-Industry 3(2) : 204-212. Wibowo, W., W.P. Suwarso, T. Utari dan H. Purwaningsih. 2002. Aplikasi reaksi katalisis heterogen untuk pembuatan vanili sintetik (3-hidroksi-2-metoksibenzaldhida) dari eugenol (4-allil-2-metoksifenol) minyak cengkeh. Makara Sains 6(3) : 142-148.
