ISOLASI DAN ANALISIS KANDUNGAN MINYAK ATSIRI KULIT DAUN KAYU PUTIH DENGAN METODE DISTILASI UAP AIR

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Minyak atsiri dikenal dengan nama minyak eteris atau minyak terbang. Minyak atsiri merupakan bahan yang bersifat mudah menguap (volatile), mempunyai rasa getir, dan bau mirip tanaman asalnya yang diambil dari bagian-bagian tanaman seperti daun, buah, biji, bunga, akar, rimpang, kulit kayu, bahkan seluruh bagian tanaman. minyak atsiri selain dihasilkan oleh tanaman, dapat juga sebagai bentuk dari hasil degradasi oleh enzim atau dibuat secara sintetis.

Peranan minyak atsiri dalam kehidupan manusia telah mulai dikenal sejak beberapa abad yang lalu. Tanaman yang menghasilkan minyak atsiri diperkirakan berjumlah 150 – 200 spesies, yang termasuk dalam famili Pinaceae, Labiatae, Compositae, Lauraceae, Myrtaceae, dan Umbeliferae. Minyak atsiri dapat bersumber pada setiap bagian tanaman yaitu dari , buah, bunga, biji, batang, kulit buah dan akar. Salah satu minyak atsiri itu adalah kayu putih.

Kayu putih (Melaleuca leucadendron L) merupakan jenis tumbuhan yang memiliki rasa tawar, netral dan bersifat penenang. Daun kayu putih memiliki rasa pedas dan hangat. Secara kimia kayu putih mengandung lignin, melaleucin, serta minyak atsiri. Dalam membudidayakan kayu putih tidaklah terlalu sulit dapat dilakukan dengan beberapa cara biji dan anak batangnya, memerlukan air yang cukup dan menjaga kelembaban tananya. Khasiat minyak kayu putih sangat banyak sekali terutama dalam bidang kesehatan, diantara bagian-bagian dari kayu putih yang dapat dimanfaatkan untuk kesehatan adalah daun, ranting, kulit kayu dan buahnya. Berikut ini adalah beberapa khasiat kayu putih untuk mengobati berbagai penyakit dan cara mengolahnya.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut: 

1.2.1 Bagaimanakah cara mengisolasi minyak atsiri dari daun kayu putih melalui teknik destilasi uap ?

1.3 Tujuan Penulisan

            Adapun tujuan pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:

1.3.1 Mengetahui cara mengisolasi minyak atsiri dari daun kayu putih melalui teknik destilasi uap

1.4 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat dari penulisan makalah ini yaitu sebagai berikut :

1.4.1 Bagi penulis

Melalui penulisan makalah ini, penulis mendapatkan wawasan yang lebih luas mengenai cara mengisolasi minyak atsiri dari daun kayu putih melalui teknik destilasi uap dalam teori kimia organik sehingga melalui penyusunan makalah ini, penulis dapat meningkatkan keterampilan menulis dalam menyusun sebuah makalah.

1.4.2 Bagi Pembaca

Dengan membaca makalah ini, pembaca akan mendapatkan pengetahuan yang lebih luas serta lebih memahami mengenai materi minyak atsiri dari daun kayu putih melalui teknik destilasi uap dalam teori kimia organik.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Ekstraksi

Ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Adapun cara ekstraksi ini bermacam–macam, yaitu rendering (dry rendering dan wet rendering), mechanical expression dan solvent extraction.

Rendering merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak dengan kadar air yang tinggi Menurut pengerjaannya rendering dibagi dalam dua cara yaitu: wet rendering dan dry rendering.

Dry Rendering merupakan cara rendering tanpa penambahan air selama  proses berlangsung. Pemanasan dilakukan pada suhu 220⁰F sampai 230⁰F (105⁰C-110⁰C). Ampas bahan yang telah diambil minyaknya akan diendapkan pada dasar ketel. Minyak atau lemak yang akan dihasilkan akan dipisahkan dari ampas yang telah mengendapkan dan pengembilan minyak dilakukan pada bagian atas ketel.

Wet rendering adalah proses rendering dengan penambahan air selama berlangsungnya proses tersebut. Cara ini dikerjakan pada ketel yang terbuka atau tertutup dengan menggunakan temperatur yang tinggi serta tekanan 40 sampai 60 pound tekanan uap (40-60 psi) Penggunaan temperatur rendah dalam proses wet rendering dilakukan jika diinginkan flavor netral dari minyak atau lemak.

2.2 Isolasi

Salah satu cara untuk meng-isolasi minyak atsiri dari bahan tanaman penghasil minyak atsiri adalah dengan penyulingan, yaitu pemisahan komponen yang berupa cairan dua macam campuran atau lebih berdasarkan perbedaan titik didih. Proses tersebut dilakukan terhadap minyak atsiri yang tidak larut dalam air.

Isolasi bahan alam dilakukan berdasarkan sifat bahan alam tersebut, dan dapat digolongkan menjadi isolasi cara fisis dan isolasi cara kimia. Isolasi secara fisis didasarkan pada sifat fisik bahan alam, seperti kelarutan dan tekanan uap. Isolasi berdasarkan perbedaan kelarutan bahan alam dalam pelarut tertentu dapat dilakukan dengan pelarut dingin atau pelarut panas. Isolasi dengan pelarut dingin digunakan untuk mengisolasi bahan alam yang dapat larut dalam keadaan dingin. Tekniknya dapat dilakukan dengan merendam sumber bahan alamnya dalam pelarut tertentu selama beberapa lama (jam atau hari). Untuk bahan alam yang larut dalam keadaan panas digunakan teknik isolasi secara kontinyu dengan alat Soxhlet. Isolasi berdasarkan penurunan tekanan uap dilakukan dengan cara destilasi uap. Cara ini digunakan untuk senyawa yang tidak larut dalarn air, bertitik didih tinggi, mudah terurai sebelum titik didihnya dan mudah menguap.

2.3 Destilasi

Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen. Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan. Atas dasar ini maka perangkat peralatan destilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin.

Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin, proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam dinding (bagian luar condenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut.

2.4 Minyak Atsiri

2.4.1 Defenisi Minyak Atsiri

Minyak Atsiri adalah zat cair yang mudah menguap bercampur dengan persenyawa padat yang berbeda dalam hal komposisi dan titik cairnya, kelarutan dalam pelarut organik dan keluratan dalam air yang diperoleh dari bagian tanaman, akar, kulit, batang, daun, buah, biji maupun dari bunga.Minyak atsiri merupakan senyawa minyak yang berasal dari bahan tumbuhan dengan beberapa sifat yaitu sangat mudah menguap bila dibiarkan diudara terbuka, memiliki bau khas seperti tumbuhan aslinya, umumnya tidak berwarna tetapi memiliki warna gelap karena mengalami oksidasi dan pendamaran. Karena sifatnya yang mudah menguap minyak atsiri sering disebut sebagai minyak menguap atau minyak eteris. Minyak atsiri dikenal dengan beberapa nama, yaitu :

a.       Minyak menguap ( volatile oils )

Karena bila dibiarkan diudara terbuka mudah menguap tanpa meninggalkan bekas, juga karena mengandung senyawa atau komponen yang mudah menguap dengan komposisi dan titik didih yang berbeda.

b.      Minyak essensial

Karena merupakan senyawa essential atau konstituen berbau dari tanaman penghasil.

c.       Minyak eteris

2.4.3        Metode Produksi (Pengambilan) Minyak Atsiri

Berdasarkan sifat tersebut diatas, minyak atsiri dapat dibuat dengan beberapa cara, yaitu penyulingan, ekstraksi dengan pelarut menguap (solvent extraction), ekstraksi dengan lemak dingin (enfleurasi), ekstraksi dengan lemak panas (maserasi) dan pengepresan (pressing). Ekstraksi minyak atsiri bisa dilakukan dengan berbagai cara, misal dengan destilasi, menggunakan lemak (biasa digunakan untuk ekstraksi minyak atsiri dari bunga). Secara umum metode pengambilan minyak atsiri dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu cara mekanik dan cara fisika-kimia.

·         Cara Mekanik 

Metode yang sering disebut expression ini merupakan cara cold pressing tidak ada panas yang dibutuhkan pada cara ini. Prosesnya adalah penekanan/pemerasan (squeezing). Bahan dasar yang bisa diambil minyaknya dengan pengepresan secara mekanik biasanya berupa biji-bijian atau kacang-kacangan maupun buah-buahan (citrus oil). Beberapa buah yang mengandung citrus oil diantaranya bergamot, grapefruit, lemon, lime, mandarin, orange, dan tangerine. Ada tiga cara yang berbeda untuk memungut citrus oil :

1. Sponge, dulu dilakukan secara manual (dengan tangan). Daging buah dipisahkan, kulit buah dan biji direndam dalam air panas. Setelah lebih elastis kemudian sponge/busa ditempelkan pada kulit buah lalu diperas/ditekan. Minyak atsiri yang keluar akan terserap oleh sponge. Setelah jenuh, dikumpulkan dengan cara memeras sponge.

2. Equelle a piquer, cara ini lebih hemat tenaga daripada sponge. Metode ini tidak lagi dilakukan dengan cara manual tapi dengan alat yang yang diputar dan dilengkapi paku-paku pada pinggirnya untuk menusuk oil cells pada kulit buah. Minyak atsiri dan pigmen dapat dikeluarkan dari kulit buah, kemudian minyak atsirinya dapat dipisahkan.

3. Machine abrasion, hampir sama dengan cara 2. Mesin dapat melepaskan kulit buah dan memasukkannya ke dalam centrifuge dengan menambahkan air. Pemisahan secara sentrifugal ini berjalan sangat cepat, tetapi karena minyak atsiri bercampur dengan zat-zat lain, kemungkinan dapat terjadi perubahan karena pengaruh enzim.

·         Cara Kimia-fisika

1.      Distilasi (Penyulingan)  

Prinsipnya penyulingan destilasi merupakan suatu proses pemisahan komponen-komponen suatu campuran yang terdiri atas dua cairan atau lebih berdasarkan perbedaan tekanan uap atau berdasarkan perbedaan titik didih komponen-komponen senyawa tersebut. Pada dasarnya terdapat dua jenis penyulingan yaitu :

a. Hidrodestilasi adalah penyulingan suatu campuran yang berwujud cairan yang tidak saling bercampur, hingga membentuk dua fasa atau dua lapisan. Proses ini dilakukan dengan bantuan air maupun uap air. Hidrodestilasi memiliki 3 jenis metode berdasarkan cara penanganan bahan yang diproses yaitu : destilasi air, destilasi uap dan air serta destilasi uap langsung.

b. Fraksinasi adalah penyulingan suatu cairan yang tercampur sempurna hingga hanya membentuk satu lapisan. Proses ini dilakukan tanpa menggunakan uap air. Fraksinasi memiliki 3 jenis metode yaitu kohobasi, rektifikasi dan destilasi fraksinasi.

2. Ekstraksi Pelarut, yang dapat berupa :

a.       Maserasi

b.      Enfleurage

c.       Pelarut mudah menguap

d.      Ekstraksi Hiperkritikal CO₂           

2.5        Tanaman Kayu Putih

Kayu putih (Melaleuca leucadendron L.) merupakan tanaman yang tidak asing bagi masyarakat di Indonesia karena dapat menghasilkan minyak kayu putih (cajuput oil) yang berkhasiat sebagai obat, insektisida dan wangi-wangian. Selain itu, pohon kayu putih dapat digunakan untuk konservasi lahan kritis dan kayunya dapat  digunakan  untuk  berbagai  keperluan  (bukan  sebagai  bahan  bangunan). Dengan demikian, kayu putih memiliki nilai ekonomi cukup tinggi (Sunanto, 2003).

            Tanaman kayu putih berasal dari Australia dan saat ini sudah tersebar di Asia Tenggara, terutama Indonesia dan Malaysia. Tanaman ini dapat tumbuh di dataran  rendah  dan  di  pegunungan.  Dalam  sistematika  tumbuhan  kayu  putih (Melaleuca leucadendron L.) diklasifikasikan sebagai berikut.

Divisio             : Spermatophyta

Subdivisio       : Angiospermae

Kelas               : Dicotyledonae

Sub kelas         : Archichlamideae

Ordo                : Myrtales

Famili             : Myrtaceae

Genus              : Melaleuca

Spesies           : Melaleuca leucadendron

2.5.1 Daun Kayu Putih

Daun merupakan bagian tumbuhan yang terpenting, karena dari daun inilah akan dihasilkan minyak kayu putih. Tanaman kayu putih termasuk jenis tumbuhan kormus karena tubuh tanaman secara nyata memperlihatkan diferensiasi dalam tiga bagian pokok, yaitu akar (radix), batang (caulis), dan daun (folium). Daun kayu putih terdiri atas dua bagian, yaitu tangkai daun (petiolus) dan helaian daun (lamina).

a.   Tangkai daun (petiolus)

Tangkai daun merupakan bagian daun yang mendukung helaian daun, yang berfungsi untuk menempatkan helaian daun pada posisi yang tepat, sehingga dapat  memperoleh  cahaya  matahari  sebanyak-banyaknya.  Tangkai  daun berbentuk bulat kecil, sedangkan panjang tangkainya bervariasi.

b.   Helaian daun (lamina)

Helaian daun kayu putih bercirikan  berwarna hijau muda untuk daun muda dan  hijau  tua  untuk  daun  tua  karena  mengandung  zat  warna  hijau  atau khlorofil. Selain itu daun kayu putih memiliki tulang daun dalam jumlah yang bervariasi antara 3 – 5 buah, tepi daun rata dan permukaan daun dilapisi oleh bulu-bulu halus. Ukuran lebar daun kayu putih berkisar antara 0,66 cm – 4,30 cm dan panjangnya antara 5,40 – 10,15 cm. Daun-daun tumbuh pada cabang- cabang tanaman secara selang-seling, pada satu tangkai daun terdapat lebih dari satu helai daun (sehingga disebut sebagai jenis daun majemuk). Daun kayu putih mengandung cairan yang disebut  cineol (sineol) (dimana apabila daun diremas, cairan ini akan keluar dan mengeluarkan aroma yang khas). Selain itu daun kayu putih juga mengandung komponen lain, seperti: terpineol, benzaldehyde, dipentene, limonene dan pinene.

2.5 Rendemen 

Rendemen minyak atsiri yang berasal dari daun kayu putih berkisar antara 0,8-2%. Rendemen demikian didapat dengan serangkaian proses yang meliputi:

1.        Pemanenan daun kayu putih dengan cara memotong rantingnya

2.        Memisahkan daun dengan rantingnya

3.        Dikeringkan tanpa sinar matahari langsung.

4.        Disuling menjadi minyak atsiri (Rusli, Meika S. Dr., 2010)

BAB III

PEMBAHASAN

3.1     Alat-alat

1. Unit destilasi uap-air

       2.  Unit clavengger

3.  Kondensor

4.  Botol kaca

5. Gelas ukur

6.  Statif dan klem

7.  Timbangan dan neraca analitik

3.2     Bahan-bahan

1.  Sampel minyak atsiri berupa daun kayu putih 500 gram

2.  Air/aquades

3.3    Prosedur percobaan

Timbang sampel minyak atsiri berupa daun kayu putih sebanyak 500 gram. Isi ketel dengan air sebagai wadah pemanas dimana air dan sampel tidak menyentuh. Masukkan sampel daun kayu putih kedalam ketel yang diberi sekat antara air dan sampel. Rangkai alat destilasi bersama dengan clavengger dan kondensor. Periksa jangan sampai ada kebocoran pada alat yang digunakan. Alirkan air pendingin ke dalam kondensor. Hidupkan pemanas.

Karena adanya panas, maka air akan mendidih lalu menguap. Uap air akan naik keatas membawa komponen minyak yang terdapat pada sampel. Pada kondensor terjadi perubahan fase dari gas menjadi cair. Lalu air dan minyak tersebut akan tertampung di clavengger. Di dalam clavengger, air dan minyak akan memisah dikarenakan perbedaan densitas atau berat jenis, dimana minyak memiliki massa jenis lebih kecil bila dibandingkan dengan air. Sehingga minyak berada diatas air. Proses destilasi uap air-langsung ini dilakukan ± 5 jam.

Setelah itu air dan minyak didinginkan serta di pisahkan. Minyak yang telah didapat diukur massa dengan menggunakan neraca analitik. Lalu hitung massa jenis minyak atsiri dan hitung rendemen minyak atsiri. Simpan produk didalam botol kaca.

3.5  Pembahasan

            Pada praktikum ini digunakan bahan daun kayu putih sebanyak 500 gr untuk mengekstraksi minyak atsirinya secara destilasi uap air-langsung. Sebelum didestilasi, daun kayu putih dipisahkan terlebih dahulu dari tangkainya, kemudian daun kayu putih ditimbang  sebanyak 500 gr. Lalu ketel uap disiapkan dan diisi dengan air secukupnya, penyangga dipasang di atas ketel uap sebagai tempat daun kayu putih supaya tidak menyentuh air. Agar sistem terisolasi, dipasang sekat karet pada ketel uap sehingga sistem terhindar dari pengaruh luar (massa, energi). Setelah itu, wadah ketel ditup dan dikunci. Kemudian alat dirangkai dengan benar dan disambungkan dengan clavengger. Selang dipasang untuk tempat aliran air (air masuk di bawah, air keluar di atas). Air pendingin dalam kondensor dialirkan dan kemudian dihidupkan pemanasnya. Pemanasan dilakukan selama 5 jam.

            Selama proses pemanasan, air akan menguap, uap air akan naik ke atas mengenai sampel daun kayu putih sekaligus mengikat minyak yang ada pada daun kayu putih. Penguapan air ini sudah tampak setelah satu jam pertama pemanasan. Uap air tersebut akan masuk ke kondensor dan diubah fasanya menjadi cair, sehingga terdapat cairan minyak yang bercampur dengan air yang jatuh di clavengger. Cairan minyak yang bercampur dengan air ini sudah tampak setelah dua jam pemanasan.

            Selama proses pemanasan, perlu dilakukan pemantauan terhadap kondensor. Kondensor di sini bertindak sebagaia pendingin uap yang terbentuk dari pemanasan agar dapat menjadi cairan kembali. Pemantauan trerhadap terhadap kondensor dilakukan dengan terus mengganti air yang mengalir dalm kondensor alasannya adalah supaya proses pendingininan uap untuk menjadi cairan kembali, berjalan sempurna, karena jika kondensor terlalu panas maka proses pendinginan uap akan terhambat, sehingga cairan yang seharusnya tertampung tidak ada.

            Di dalam clavengger, minyak dan air akan memisah berdasarkan berat jenisnya. Minyak atsiri akan berada di atas air, hal ini disebabkan minyak atsiri memiliki massa jenis yang cenderung lebih ringan dibandingkan massa jenis air. Akhirnya, setelah 5 jam berlalu dan pemanas dimatikan, alat destilasi didinginkan terlebih dahulu selama beberapa menit sebelum ketel dibuka dan ampas daun kayu putih dibuang.

.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

            Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan ,dapat disimpulkan bahwa :

1.      Sampel yang digunakan adalah daun minyak kayu putih sebanyak 500 gram

2.      Rendemen minyak atsiri yang berasal dari daun kayu putih berkisar antara 0,8-2%

4.2 Saran

            Selama proses destilasi, perlu dilakukan pengurangan kadar air yang berada dibawah minyak, agar minyak yang dihasilkan tidak menggumpal dan masuk kembali ke clavengger.

.