Analisis Secara Gc-Ms Komponen Minyak Atsiri Dari Rimpang Tanaman Jerangau (Acoruscalamus) Hasil Isolasi Menggunakan Metode Hidrodestilasi Dibandingkan Dengan Destilasi Uap

ANALISIS SECARA GC-MS KOMPONEN MINYAK ATSIRIDARIRIMPANG TANAMAN JERANGAU (Acoruscalamus)
HASILISOLASIMENGGUNAKANMETODE HIDRODESTILASI DIBANDINGKAN DENGAN DESTILASI UAP SKRIPSI DIAN ARINI SEMBIRING 070802034
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

ANALISIS SECARA GC-MS KOMPONEN MINYAK ATSIRIDARIRIMPANG TANAMAN JERANGAU (Acoruscalamus)
HASIL ISOLASI MENGGUNAKANMETODE HIDRODESTILASI DIBANDINGKAN DENGAN DESTILASI UAP
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
DIAN ARINI SEMBIRING 070802034
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

PERSETUJUAN

3

Judul
Kategori Nama NomorIndukMahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: ANALISIS SECARA GC-MS KOMPONEN MINYAK ATSIRI DARI RIMPANG TANAMAN JERANGAU (Acoruscalamus) MENGGUNAKAN METODE HIDRODESTILASI DIBANDINGKAN DENGAN DESTILASI UAP
: SKRIPSI : DIAN ARINI SEMBIRING : 070802034 : SARJANA (S1) KIMIA : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Juni 2012

KomisiPembimbing Pembimbing 2,

:

Pembimbing 1,

Drs. DarwisSurbakti, MS NIP. 195307071983031001
Diketahui/Disetujuioleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr.MimpinGinting, MS NIP. 195510131986011001

Dr. RumondangBulanNst., MS NIP. 1954 0830 1985 032001

PERNYATAAN

4

ANALISIS SECARA GC-MS KOMPONEN MINYAK ATSIRI DARI RIMPANG TANAMAN JERANGAU (Acoruscalamus) HASIL ISOLASI MENGGUNAKAN METODE HIDRODESTILASI DIBANDINGKAN
DENGAN DESTILASI UAP
SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2012

Dian AriniSembiring 070802034

PENGHARGAAN

5

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas limpah kasih dan karunia-Nya yang senantiasa menyertai sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Dengan rasa hormat penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS selaku dosen pembimbing I dan Bapak Drs. Darwis Surbakti, MS selaku dosen pembimbing II yang selalu memberikan arahan dan bimbingan selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih kuga ditujukan kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu, MSc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA-USU Medan dan seluruh staf dan dosen FMIPA-USU yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan perkuliahan. Penulis juga mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada orang tua yang sangat saya sayangi R. Br Barus dan R. Sembiring yang senantiasa selalu memberikan doa dan dukungan baik moral maupun materiil, juga kepada kakak dan adik, Putri dan Eka yang selalu membantu penulis. Kepada seluruh asisten Laboratorium Kimia Organik yang telah memberikan bantuan dan fasilitas selama melaksanakan penelitian, dan pada sahabat terbaikku Vasca, Fina, Husni, Niko, Tria, Sari, Grand, Ferri, Hamdan, Sahat dan Edi yang selalu menyediakan waktu dan membantu penulis selama perkuliahan, penelitian hingga penyusunan skripsi ini dan seluruh teman-teman seperjuangan stambuk 2007. Kepada abangku tersayang Fikky Gurusinga yang telah memberikan dukungan dan semangat. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan.

ABSTRAK

6

Telah dilakukan studi perbandingan komposisi minyak atsiri dari rimpang jerangau yang diperoleh dari hasil isolasi menggunakan metode hidrodestilasi dan destilasi uap
air. Minyak atsiri yang dihasilkan dengan menggunakan metode hidrodestilasi maupun destilasi uap digunakan rimpang jerangau yang basah. Selanjutnya minyak
atsiri yang diperoleh dianalisis komposisinya dengan menggunakan GC-MS. Melalui metode hidrodestilasi, diperoleh rendemen minyak atsiri sebanyak 0,325% v/w, yang
terdiri dari 13 jenis senyawa dimana diantaranya sebanyak 11 senyawa yang dapat diidentifikasi, yaitu : Kamfen (1,87%), β-Ocimen (1,42%), Kamfor (1,12%), Metil Isoeugenol (12,97%), Euasaron (1,87%), Asaron (60,34%), Cis-Calamenen (1,75%), Trans-Isoelemicin (1,14%), β-Ionon (1,97%) dan Aristolon (2,43%). Selanjutnya melalui metode destilasi uap diperoleh rendemen minyak atsiri sebanyak 0,35% v/w, yang terdiri dari 18 jenis senyawa dimana sebanyak 14 senyawa yang dapat diidentifikasi, yaitu : α-Pinen (0,37%), Kamfen (1,69%), β-Ocimen (1,33%), Linalool (0,45%), Kamfor (1,04%), Aristolen (0,17%), Metil Isoeugenol (14,91%), Euasaron (2,30%), Asaron (54,33%), β-Ionon (0,62%), 2-Propanon,1-[dihidro-4-4-dimetil] (2,26%), Aristolon (3,36%), dan Isokalamendiol (0,85%).

7
ANALYSIS GC – MS THE COMPONENT ESSENTIAL OILS FROM JERANGAU RHIZOMES (Acorus calamus)RESULTED WITH USING HYDRODISTILLATION COMPARATIED TO STEAM DISTILLATION METHOD
ABSTRACT
It had been studied ratio the composistion essential oils from Jerangaurhizomes obtained from isolation using the method of hidrodistillation and steam distillation. Essential oils was yielded using hidrodistillation method and steam distilation with fresh rhizome. And then, composition of essential oils that yielded were analyzed using GC-MS. Through hydrodistilation method, essential oil yield obtained a number of 0,325%, v/w, which consists of 13 types compounds which include a total of 11 compounds that can be identified, there are : Camphene (1,87%), β-Ocimene (1,42%), Camphor (1,12%), Methyl Isoeugenol 12,97%), Euasarone (1,87%), Asarone (60,34%), Cis-Calamenene (1,75%), Trans-Isoelemicin (1,14%), β-Ionone (1,97%), and Aristolone (2,43%). And then, by steam distilations obtained essential oils a number of 0,35%, v/w, which consists of 18 types compounds which include a total of 14 compounds that can be indetified, there are : α-Pinene (0,37%), Camphene (1,69%), β-Ocimene (1,33%), Linalool (0,45%), Camphor (1,04%), Aristolen (0,17%), Methyl Isoeugenol (14,91%), Euasarone (2,30%), Asarone (54,33%), βIonone (0,62%), 2-Propanone,1-[dihydro-4-4-dimethyl] (2,26%), Aristolone (3,36%), and Isocalamendiol (0,85%).

DAFTAR ISI

8

Halaman

Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Tabel

ii iii iv v vi vii ix xi xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Permasalahan 1.3. Batasan Masalah 1.4. Tujuan Penelitian 1.5. Manfaat Penelitian 1.6. Lokasi Penelitian 1.7. Metodologi Penelitian

1 3 3 3 4 4 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tanaman Jerangau (Acorus calamus) 2.1.1. Manfaat Jerangau 2.1.2. Komposisi Minyak Atsiri Jerangau 2.2. Minyak Atsiri 2.2.1. Komposisi Kimia Minyak Atsiri 2.2.2. Sumber Minyak Atsiri 2.2.3. Biosintesa Pembentukan Minyak Atsiri 2.2.4. Kegunaan Minyak Atsiri 2.3. Rendemen 2.3.1. Faktor yang Mempengaruhi Rendemen Minyak Atsiri 2.4. Cara Memperoleh Minyak Atsiri 2.4.1. Penyulingan 2.4.1.1. Kelebihan dan Kekurangan Metode Penyulingan 2.4.1.2. Pengaruh Metode Penyulingan Terhadap Mutu Minyak Atsiri 2.4.2. Ekstraksi Dengan Pelarut Menguap 2.4.3. Ekstraksi Dengan Lemak Dingin (Enfleurasi) 2.4.4. Pengepresan

5 7 8 9 11 12 12 18 19 20 21 21 23
25 25 25 26

2.5. Analisis Komponen Minyak Atsiri 2.5.1. Kromatografi Gas

27 27

9

2.5.2. Spektrometri Massa
BAB 3 BAHAN DAN METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Alat-Alat 3.2. Bahan 3.3. Prosedur Penelitian 3.3.1. Penyediaan Sampel 3.3.2. Penyulingan Rimpang Jerangau 3.4. Bagan Penelitian 3.4.1. Bagan Penelitian Isolasi Minyak Atsiri Dengan Alat Stahl 3.4.2. Bagan Penelitian Isolasi Minyak Atsiri Dengan Destilasi Uap
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian 4.1.1. Isolasi Minyak Atsiri Dari Rimpang Tanaman Jerangau 4.1.2. Hasil Analisis Kromatografi Gas-Spektra Massa 4.2. Pembahasan 4.2.1. Hasil Isolasi Minyak Atsiri Melalui Metode Hidrodestilasi Menggunakan Alat Stahl 4.2.2. Hasil Isolasi Minyak Atsiri Menggunakan Destilasi Uap
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

28
30 31 31 31 31 34 34 35
36 36 37 40
40 60
79 80

DAFTAR GAMBAR

10

Gambar 2.1. Tanaman Jerangau

5

Gambar 2.2.Struktur α-Asaron dan β-Asaron

9

Gambar 2.3. Pembentukan Asam Mevalonat Sebagai Zat Antara Dalam

Biosintesis Terpenoid.

14

Gambar 2.4. Reaksi Biosintesa Terpenoid

15

Gambar 2.5. Biosintesa Fenil Propanoid

17

Gambar 4.1.Kromatogram Minyak Atsiri Dari Rimpang Jerangau Yang Diperoleh

Secara Hidrodestilasi Dengan Alat Stahl

37

Gambar 4.2.Kromatogram Minyak Atsiri Dari Rimpang Jerangau Yang Diperoleh

Secara Hidrodestilasi Dengan Destilasi Ua

39

Gambar 4.3.Spektrum GC-MS Senyawa Kamfen Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat

41

Gambar 4.4. Pola Fragmentasi Senyawa Kamfen

42

Gambar 4.5. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ocimen Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

43

Gambar 4.6. Pola Fragmentasi Senyawa β-Ocimen

44

Gambar 4.7. Spektrum GC-MS Senyawa Kamfor Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

45

Gambar 4.8. Pola Fragmentasi Senyawa Kamfor

46

Gambar 4.9. Spektrum GC-MS Senyawa Metil Isoeugenol Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

47

Gambar 4.10. Pola Fragmentasi Senyawa Metil Isoeugenol

48

Gambar 4.11. Struktur α-Asaron, β-Asaron, dan Euasaron

49

Gambar 4.12.Spektrum GC-MS Senyawa α-Asaron Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

50

Gambar 4.13. Spektrum GC-MS Senyawa β-Asaron Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

50

Gambar 4.14. Spektrum GC-MS Senyawa Euasaron Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

51

Gambar 4.15. Pola Fragmentasi Senyawa Asaron

51

Gambar 4.16. Pola Fragmentasi Senyawa Euasaron

52

Gambar 4.17. Spektrum GC-MS Senyawa Cis-Kalamen Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

53

Gambar 4.18. Pola Fragmentasi Senyawa Cis-Kalamenen

54

Gambar 4.19. Spektrum GC-MS Senyawa Trans-Isoelemicin Dari

Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl 55

Gambar 4.20. Pola Fragmentasi Senyawa Trans-Isoelemicin

57

Gambar 4.21. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ionon Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

58

Gambar 4.22. Pola Fragmentasi Senyawa β-Ionon

59

Gambar 4.23. Spektrum GC-MS Senyawa Aristolen Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

60

Gambar 4.24. Pola Fragmentasi Senyawa Aristolon

61

Gambar 4.25. Spektrum GC-MS Senyawa α-Pinen Dari Minyak Atsiri

11

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.26. Pola Fragmentasi Senyawa α-Pinen Gambar 4.27. Spektrum GC-MS Senyawa Kamfene Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.28. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ocimen Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.29. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ocimen Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.30. Pola Fragmentasi Senyawa L-Linalool
Gambar 4.31. Spektrum GC-MS Senyawa Kamfor Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.32. Spektrum GC-MS Senyawa Aristolen Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.33. Pola Fragmentasi Senyawa Aristolen Gambar 4.34. Spektrum GC-MS Senyawa Metil Isoeugenol Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.35. Spektrum GC-MS Senyawa α-Asaron Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.36. Spektrum GC-MS Senyawa β-Asaron Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.37. Spektrum GC-MS Senyawa Euasaron Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.38. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ionon Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.39. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ionon Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.40. Pola Fragmentasi Senyawa 2-Propanon,1-[dihidro-4-4-dimetil]
Gambar 4.41. Spektrum GC-MS Senyawa Aristolen Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.42. Spektrum GC-MS Senyawa Isokalamendiol Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.43. Pola Fragmentasi Senyawa Isokalamendiol

62 63
64
65
66 67
68
69 70
71
72
72
72
73
74 76
76
77 77

DAFTAR GAMBAR

12

Gambar 2.1. Tanaman Jerangau

5

Gambar 2.2.Struktur α-Asaron dan β-Asaron

9

Gambar 2.3. Pembentukan Asam Mevalonat Sebagai Zat Antara Dalam

Biosintesis Terpenoid.

14

Gambar 2.4. Reaksi Biosintesa Terpenoid

15

Gambar 2.5. Biosintesa Fenil Propanoid

17

Gambar 4.1.Kromatogram Minyak Atsiri Dari Rimpang Jerangau Yang Diperoleh

Secara Hidrodestilasi Dengan Alat Stahl

37

Gambar 4.2.Kromatogram Minyak Atsiri Dari Rimpang Jerangau Yang Diperoleh

Secara Hidrodestilasi Dengan Destilasi Ua

39

Gambar 4.3.Spektrum GC-MS Senyawa Kamfen Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat

41

Gambar 4.4. Pola Fragmentasi Senyawa Kamfen

42

Gambar 4.5. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ocimen Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

43

Gambar 4.6. Pola Fragmentasi Senyawa β-Ocimen

44

Gambar 4.7. Spektrum GC-MS Senyawa Kamfor Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

45

Gambar 4.8. Pola Fragmentasi Senyawa Kamfor

46

Gambar 4.9. Spektrum GC-MS Senyawa Metil Isoeugenol Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

47

Gambar 4.10. Pola Fragmentasi Senyawa Metil Isoeugenol

48

Gambar 4.11. Struktur α-Asaron, β-Asaron, dan Euasaron

49

Gambar 4.12.Spektrum GC-MS Senyawa α-Asaron Dari Minyak Atsiri Rimpang

Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

50

Gambar 4.13. Spektrum GC-MS Senyawa β-Asaron Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

50

Gambar 4.14. Spektrum GC-MS Senyawa Euasaron Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

51

Gambar 4.15. Pola Fragmentasi Senyawa Asaron

51

Gambar 4.16. Pola Fragmentasi Senyawa Euasaron

52

Gambar 4.17. Spektrum GC-MS Senyawa Cis-Kalamen Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

53

Gambar 4.18. Pola Fragmentasi Senyawa Cis-Kalamenen

54

Gambar 4.19. Spektrum GC-MS Senyawa Trans-Isoelemicin Dari

Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl 55

Gambar 4.20. Pola Fragmentasi Senyawa Trans-Isoelemicin

57

Gambar 4.21. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ionon Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

58

Gambar 4.22. Pola Fragmentasi Senyawa β-Ionon

59

Gambar 4.23. Spektrum GC-MS Senyawa Aristolen Dari Minyak Atsiri

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Alat Stahl

60

Gambar 4.24. Pola Fragmentasi Senyawa Aristolon

61

Gambar 4.25. Spektrum GC-MS Senyawa α-Pinen Dari Minyak Atsiri

13

Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.26. Pola Fragmentasi Senyawa α-Pinen Gambar 4.27. Spektrum GC-MS Senyawa Kamfene Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.28. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ocimen Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.29. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ocimen Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.30. Pola Fragmentasi Senyawa L-Linalool
Gambar 4.31. Spektrum GC-MS Senyawa Kamfor Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.32. Spektrum GC-MS Senyawa Aristolen Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.33. Pola Fragmentasi Senyawa Aristolen Gambar 4.34. Spektrum GC-MS Senyawa Metil Isoeugenol Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.35. Spektrum GC-MS Senyawa α-Asaron Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.36. Spektrum GC-MS Senyawa β-Asaron Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.37. Spektrum GC-MS Senyawa Euasaron Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.38. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ionon Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.39. Spektrum GC-MS Senyawa β-Ionon Dari Minyak Atsiri
Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap Gambar 4.40. Pola Fragmentasi Senyawa 2-Propanon,1-[dihidro-4-4-dimetil]
Gambar 4.41. Spektrum GC-MS Senyawa Aristolen Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.42. Spektrum GC-MS Senyawa Isokalamendiol Dari Minyak Atsiri Rimpang Jerangau Dengan Menggunakan Destilasi Uap
Gambar 4.43. Pola Fragmentasi Senyawa Isokalamendiol

62 63
64
65
66 67
68
69 70
71
72
72
72
73
74 76
76
77 77

DAFTAR LAMPIRAN

14

Lampiran 1. Spektrum GC-MS dari Senyawa Kamfen dengan Alat Stahl

84

Lampiran 2. Spektrum GC-MS dari Senyawa β-Ocimen dengan Alat Stahl

85

Lampiran 3. Spektrum GC-MS dari Senyawa Kamfor dengan Alat Stahl

86

Lampiran 4. Spektrum GC-MS dari Senyawa Metil Isoeugenol dengan Alat Stahl 87

Lampiran 5. Spektrum GC-MS dari Senyawa Euasaron dengan Alat Stahl

88

Lampiran 6. Spektrum GC-MS dari Senyawa β-Asaron dengan Alat Stahl

89

Lampiran 7. Spektrum GC-MS dari Senyawa α-Asaron dengan Alat Stahl

90

Lampiran 8. Spektrum GC-MS dari Senyawa Cis-Kalamenen dengan Alat Stahl 91

Lampiran 9. Spektrum GC-MS dari Senyawa Trans-Isoelemicin dengan

Alat Stahl

92

Lampiran 10. SpektrumGC-MS dari Senyawa β-Ionon dengan Alat Stahl

93

Lampiran 11. SpektrumGC-MS dari Senyawa Aristolon dengan Alat Stahl

94

Lampiran 12. Spektrum GC-MS dari Senyawa α-Pinen dengan Destilasi Uap

95

Lampiran 13. SpektrumGC-MS dari Senyawa Kamfene dengan Destilasi Uap

96

Lampiran 14. Spektrum GC-MS dari Senyawa β-Ocimen dengan Destilasi Uap 97

Lampiran 15. SpektrumGC-MS dari Senyawa Linalool dengan Destilasi Uap

98

Lampiran 16. SpektrumGC-MS dari Senyawa Kamfor dengan Destilasi Uap

99

Lampiran 17. Spektrum GC-MS dari Senyawa Aristolen dengan Destilasi Uap 100

Lampiran 18. Spektrum GC-MS dari Senyawa Metil Isoeugenoldengan

Destilasi Uap

101

Lampiran 19. Spektrum GC-MS dari Senyawa Euasaron dengan Destilasi Uap 102

Lampiran 20. SpektrumGC-MS dari Senyawa α-Asaron dengan Destilasi Uap 103

Lampiran 21. Spektrum GC-MS dari Senyawa β-Asaron dengan Destilasi Uap 104

Lampiran 22. Spektrum GC-MS dari Senyawa β-Ionon dengan Destilasi Uap

105

Lampiran 23. Spektrum GC-MS dari Senyawa

2-Propanon,1-[dihidro-4-4-dimetil] dengan Destilasi Uap

106

Lampiran 24. Spektrum GC-MS dari Senyawa Aristolon dengan Destilasi Uap 107

Lampiran 25. Spektrum GC-MS dari Senyawa Isokalamendiol dengan Destilasi

Uap 108

Lampiran 26. Gambar alat Stahl

109

Lampiran 27. Gambar alat Destilasi Uap

110

DAFTAR SINGKATAN

IPP DMAPP GPP FPP GGPP GC-MS

= Isopentenil Piroposfat = Dimetil Alil Piroposfat = Geranil Piroposfat = Farnesil Piroposfat = Geranil-Geranil Piroposfat = Gass Chromatography-Mass Spectra

15

DAFTAR TABEL

16

Tabel 2.1. Komposisi Minyak Atsiri Jerangau Tabel 4.1. Hasil Isolasi Minyak Atsiri Melalui Hidrodestilasi Tabel 4.2. Hasil Isolasi Minyak Atsiri Melalui Destilasi Uap Tabel 4.3. Komponen Senyawa Minyak Atsiri Pada Rimpang Jerangau Yang
Diperoleh Melalui Metode Hidrodestilasi Menggunakan Alat Stahl Tabel 4.4. Komponen Senyawa Minyak Atsiri Pada Rimpang Jerangau Yang Diperoleh Melalui Metode Destilasi Uap

8 36 37
38
40

ABSTRAK

6

Telah dilakukan studi perbandingan komposisi minyak atsiri dari rimpang jerangau yang diperoleh dari hasil isolasi menggunakan metode hidrodestilasi dan destilasi uap
air. Minyak atsiri yang dihasilkan dengan menggunakan metode hidrodestilasi maupun destilasi uap digunakan rimpang jerangau yang basah. Selanjutnya minyak
atsiri yang diperoleh dianalisis komposisinya dengan menggunakan GC-MS. Melalui metode hidrodestilasi, diperoleh rendemen minyak atsiri sebanyak 0,325% v/w, yang
terdiri dari 13 jenis senyawa dimana diantaranya sebanyak 11 senyawa yang dapat diidentifikasi, yaitu : Kamfen (1,87%), β-Ocimen (1,42%), Kamfor (1,12%), Metil Isoeugenol (12,97%), Euasaron (1,87%), Asaron (60,34%), Cis-Calamenen (1,75%), Trans-Isoelemicin (1,14%), β-Ionon (1,97%) dan Aristolon (2,43%). Selanjutnya melalui metode destilasi uap diperoleh rendemen minyak atsiri sebanyak 0,35% v/w, yang terdiri dari 18 jenis senyawa dimana sebanyak 14 senyawa yang dapat diidentifikasi, yaitu : α-Pinen (0,37%), Kamfen (1,69%), β-Ocimen (1,33%), Linalool (0,45%), Kamfor (1,04%), Aristolen (0,17%), Metil Isoeugenol (14,91%), Euasaron (2,30%), Asaron (54,33%), β-Ionon (0,62%), 2-Propanon,1-[dihidro-4-4-dimetil] (2,26%), Aristolon (3,36%), dan Isokalamendiol (0,85%).

7
ANALYSIS GC – MS THE COMPONENT ESSENTIAL OILS FROM JERANGAU RHIZOMES (Acorus calamus)RESULTED WITH USING HYDRODISTILLATION COMPARATIED TO STEAM DISTILLATION METHOD
ABSTRACT
It had been studied ratio the composistion essential oils from Jerangaurhizomes obtained from isolation using the method of hidrodistillation and steam distillation. Essential oils was yielded using hidrodistillation method and steam distilation with fresh rhizome. And then, composition of essential oils that yielded were analyzed using GC-MS. Through hydrodistilation method, essential oil yield obtained a number of 0,325%, v/w, which consists of 13 types compounds which include a total of 11 compounds that can be identified, there are : Camphene (1,87%), β-Ocimene (1,42%), Camphor (1,12%), Methyl Isoeugenol 12,97%), Euasarone (1,87%), Asarone (60,34%), Cis-Calamenene (1,75%), Trans-Isoelemicin (1,14%), β-Ionone (1,97%), and Aristolone (2,43%). And then, by steam distilations obtained essential oils a number of 0,35%, v/w, which consists of 18 types compounds which include a total of 14 compounds that can be indetified, there are : α-Pinene (0,37%), Camphene (1,69%), β-Ocimene (1,33%), Linalool (0,45%), Camphor (1,04%), Aristolen (0,17%), Methyl Isoeugenol (14,91%), Euasarone (2,30%), Asarone (54,33%), βIonone (0,62%), 2-Propanone,1-[dihydro-4-4-dimethyl] (2,26%), Aristolone (3,36%), and Isocalamendiol (0,85%).

17
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Di Indonesia, bahan-bahan tanaman yang mengandung minyak atsiri sejak dulu telah digunakan secara turun temurun dalam ramuan obat-obatan tradisional. Sumber bahan-bahan tanaman tersebut dewasa ini digunakan untuk keperluan bahan pangan, bahan obat-obatan, cita rasa (penyedap), kosmetika, dan wangi- wangian (parfum). Berbagai tanaman dapat menghasilkan minyak atsiri yang merupakan minyak yang dapat menguap dan mengandung aroma atau wangi yang khas baik bersumber dari daun, batang, bunga maupun akar tumbuhan (Guenther, 1987).
Minyak atsiri dikenal dengan nama minyak eteris atau minyak terbang 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 (Sastrohamidjojo, 1987).
Jerangau (Acorus calamus) merupakan salah satu dari banyak jenis tanaman yang memiliki kandungan minyak atsiri. Tanaman ini masih kurang dikenal oleh masyarakat dan belum banyak orang tahu tentang jerangau, akan tetapi tanaman ini memiliki rimpang yang mengandung minyak atsiri dan berguna sebagai pengusir serangga, menghilangkan rasa sakit, menambah nafsu makan, dan lainnya. Tanaman ini banyak dijadikan obat-obatan tradisional oleh suku Batak, Karo, dan suku lainnya yang berada di Sumatera Utara. Jenis tanaman ini menyukai tempat lembab seperti di tepi danau dan sungai. Meskipun tanaman ini banyak terdapat di Indonesia, tetapi belum pernah ada pengusaha yang berminat untuk membudidayakannya sebagai penghasil minyak atsiri calamus oil. Penggunaan calamus oil mulai untuk parfum, industri farmasi sampai ke pemberi aroma pada berbagai label minuman serta rokok.

18
Beberapa perusahaan farmasi sampai saat ini masih mengimpor calamus oil. Dalam industri parfum, calamus oil hanya akan dipakai untuk jenis-jenis produk parfum maupun kosmetika (Anonim I, 2006).
Penelitian tentang komponen minyak rimpang jerangau sudah pernah dilakukan oleh Dorna Sihite dimana mengetahui karakteristik dasar dari minyak atsiri jerangau dari bagian rimpang dan batang. Metode yang digunakan adalah metode uap dan air. Minyak atsiri yang diperoleh diuji kandungan sifat fisis dan kimianya (Sihite,2009).
Isolasi minyak atsiri dari bahan alam dapat bersumber dari akar, batang, dan daun. Menurut Dewan Atsiri Indonesia, proses produksi minyak atsiri dapat ditempuh melalui 3 cara, yaitu (1) pengempaan (pressing), (2) ekstraksi menggunakan pelarut (solvent extraction), dan (3) penyulingan (distillation) (Anonimous II, 2009). Penyulingan merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk mendapatkan minyak atsiri. Penyulingan dilakukan dengan mendidihkan bahan baku di dalam ketel suling sehingga terdapat uap yang diperlukan untuk memisahkan minyak atsiri dengan cara mengalirkan uap jenuh dari ketel pendidih air (boiler) ke dalam ketel penyulingan. Proses ini berdasarkan perbedaan titik uapnya dan dilakukan terhadap minyak yang tidak larut dalam air. Ada tiga sistem penyulingan minyak atsiri, yaitu penyulingan dengan air, penyulingan dengan air dan uap dan penyulingan dengan uap.
Sistem penyulingan air banyak diterapkan, karena alat tersebut cukup sederhana, kuat, harganya lebih murah, dapat dipindah-pindahkan serta dapat mengektraksi minyak dari bahan yang berbentuk bubuk. Akan tetapi, pengektraksian minyak atsiri tidak dapat berlangsung sempurna, walaupun bahan telah dirajang dan beberapa jenis eter akan terhidrolisa. Keuntungan penyulingan dengan air dan uap adalah karena uap berpenetrasi secara merata ke dalam jaringan bahan dan suhu dapat dipertahankan pada 100oC. Lama penyulingan lebih singkat dengan rendemen yang lebih banyak. Penyulingan dengan uap baik digunakan untuk mengekstraksi minyak dari biji-bijian, akar dan kayu-kayuan yang umumnya mengandung komponen minyak yang bertitik didih tinggi. Sistem penyulingan ini tidak baik dilakukan pada bahan yang mengandung minyak atsiri yang mudah rusak oleh pemanasan dan air (Ketaren, 1985). Metode penyulingan uap menghasilkan rendemen yang relatif lebih tinggi

19
dibandingkan dengan metode penyulingan air karena dalam penyulingan air komponen minyak yang memiliki titik didih tinggi dan bersifat larut dalam air tidak dapat menguap secara sempurna sehingga banyak minyak yang hilang atau tidak tersuling (Sastrohamidjojo, 2004).
Berdasarkan hal diatas, penulis tertarik untuk membandingkan komposisi minyak atsiri yang diperoleh dari rimpang jerangau dengan menggunakan metode hidrodestilasi menggunakan alat stahl dan destilasi uap. Analisis komponen minyak atsiri dari tumbuhan Jerangau (Acorus calamus) dilakukan melalui pemeriksaan dengan GC-MS.
1.2. Permasalahan
1. Apakah minyak atsiri yang terdapat pada rimpang tanaman Jerangau (Acorus calamus) dapat diperoleh melalui hidrodestilasi atau dengan destilasi uap
2. Sejauh mana adanya perbedaan komponen kimia minyak atsiri yang diperoleh dari rimpang tanaman Jerangau (Acorus calamus) dapat diidentifikasi melalui analisis GC-MS bila dibandingkan antara hasil isolasi secara hidrodestilasi dengan destilasi uap.
1.3. Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada penentuan komponen minyak atsiri yang diperoleh dari metode hidrodestilasi dan destilasi uap, serta analisis kandungan atsirinya dengan menggunakan GC-MS.
1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk mendapatkan minyak atsiri dari rimpang tanaman Jerangau (Acorus calamus) secara hidrodestilasi atau dengan destilasi uap.
2. Untuk mengetahui komposisi kimia minyak atsiri yang terkandung di dalam rimpang Jerangau (Acorus calamus) dengan GC-MS bila dibandingkan antara hasil yang diperoleh melalui isolasi secara hidrodestilasi dengan destilasi uap.

20
3. Untuk mrengetahui perbedaan komposisi senyawa dalam minyak atsiri yang diperoleh melalui isolasi secara hidrodestilasi dengan destilasi uap
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menambah informasi tentang tanaman penghasil minyak atsiri sebagai hasil hutan bukan kayu dan mengenai komponen kimia minyak atsiri jerangau yang kemudian dapat diaplikasikan dalam industri oleh masyarakat.
1.6. Lokasi Penelitian
Penelitian untuk hidrodestilasi dan destilasi uap dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU Medan dan analisis GC-MS dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM Yogyakarta.
1.7. Metodologi Penelitian
Penelitian ini merupakan eksperimen laboratorium dan sebagai objek penelitian adalah rimpang tanaman jerangau segar yang diperoleh dari Desa Penen Kabupaten Deli Serdang. Rimpang tanaman jerangau yang masih segar dirajang dan ditimbang lalu didestilasi bersama air, sedangkan sebagian yang telah dirajang didestilasi dengan cara destilasi uap. Minyak atsiri yang masih bergabung dengan air dijenuhkan dengan NaCl, diekstraksi dengan dietil eter dan dihilangkan airnya dengan penambahan natrium sulfat anhidrous kemudian eternya diuapkan. Minyak atsiri sebagai residu yang diperoleh selanjutnya dianalisis komponen kandungan kimianya dengan GC-MS.

21 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tanaman Jerangau (Acorus calamus) Jerangau merupakan tumbuhan spora air yang banyak dijumpai di kawasan tepi sungai. Tumbuhan ini berasal dari Eropa, Asia dan Amerika. Di Indonesia didapati tumbuh liar di hutan-hutan.
Gambar 2.1. Tanaman Jerangau

22

Taksonomi Tanaman Jerangau

Kingdom Divisi Kelas Ordo Famili Genus Spesies Nama Inggr is Nama Indonesia Nama Daerah

: Plantae : Magnoliophyta : Liliopsida : Acorales : Acoraceae : Acorus : Acorus calamus : Sweet Flag, Sweet root, Calamus : Dringo, Jerangau : Jeurunger (Aceh), Jerango (Gayo), Jarango
(Batak), Daringo (Sunda), Dlingo (Jawa Tengah), jarianggu (Minangkabau), Ai wahu(Ambon) (Balakumbahan, 2010).

Jerangau mempunyai rimpang yang berbau wangi. Penampang rimpang sekitar 1 cm sampai dengan 1,5 cm, sementara akarnya sekitar 3 mm sampai dengan 4 mm. Rimpang beruas-ruas dengan tunas pada tiap ruas. Panjang rimpang tergantung pada umur tanaman serta tingkat kegemburan lumpur. Jerangau tumbuh merumpun membentuk satu koloni tanaman yang makin lama akan semakin melebar. Jerangau memiliki rimpang yang berbau wangi. Kulit rimpangnya berwarna coklat muda dengan warna putih di dalamnya. Daunnya tebal dan keras berbentuk seperti pedang. Apabila daunnya dikoyakkan akan menghasilkan bau yang wangi. Jerangau merupakan tanaman yang mengandung minyak atsiri. Tanaman jerangau berkembang biak melalui tunas rimpang yang akan tumbuh menjadi sulur serta individu tanaman baru (Anonim I, 2006).

Pertumbuhan Jerangau pada Kwazulu-Natal, Afrika Selatan, sebelumnya telah ditemukan aktivitas anti bakteri, dengan menggunakan fraksinasi Bioassay sehingga fenilpropanoid, β-asaron dapat diisolasi dari rimpang Jerangau. Senyawa ini memiliki aktivitas anti bakteri. Kegunaan Jerangau pada obat digestif tidak berlanjut pada banyak negara, hal ini disebabkan karena bersifat racun dan karsinogen. Sifat racun ini

23
berasal dari β-asaron, dimana senyawa ini dapat menyebabkan kanker hati.Perbedaan jenis Jerangau yang digunakan akan membedakan jumlah β-asaron yang terdapat di dalamnya. Tingkat racun dan karsinogenitas pada hewan dapat ditunjukkan dengan berbagai penelitian dan Jerangau banyak digunakan pada obat-obatan tradisional (Staden, 2002). Konsentrasi rendah dariβ-asaron tidak mempengaruhi metabolisme manusia, namun sangat mempengaruhi kehidupan metabolisme tikus dengan atau tanpa aktivasi, dimana β-asaron dapat merusak hati dan menyebabkan kanker. Kanker diidentifikasi sebagai Leiomyosarcomas. Kandungan β-asaron yang tinggi (5000 ppm atau 5%) menunjukkan tanda positif berbahaya bagi manusia (http://www.inchem.org/documents/jecfa/jecmono/v16je04.htmdiakses 16 mei 2012).
2.1.1. Manfaat Jerangau
Rimpang Acorus calamus berkhasiat sebagai obat penenang, lambung dan obat limpa. Jerangau juga dapat digunakan dalam ramuan yang digunakan oleh wanita selepas bersalin bersama cekur. Ia mempunyai ciri-ciri anti oksidan . Selain itu, jerangau juga bermanfaat sebagai perangsang, menghilangkan sakit, menambah nafsu makan, dan tonik. Kegunaannya cukup banyak terutama untuk meredakan radang. Contoh penyakit yang dapat diatasi jerangau antara lain bengkak, kudis, limpa bengkak, cacar sapi, mimisan, demam, dan lainnya (Anonim I, 2006).
Rimpang jerangau dilaporkan dapat mengurangi penyakit perut seperti disentri dan asma dan juga digunakan sebagai insektisida, racun dan stimulan. Ekstrak alkohol dari rimpang Jerangau digunakan sebagai anti bakteri. Pada masyarakat Batak Toba dan Karo, jerangau umumnya digunakan untuk obat tradisional dan dipercaya dapat mengusir roh jahat.

24

2.1.2 Komposisi Minyak Atsiri Jerangau

Rimpang (kering angin) mengandung sekitar 27% minyak atsiri dengan komposisi seperti tabel 2.1

Tabel 2.1 Komposisi minyak atsiri jerangau menurut Agusta (2000)

No. Senyawa Kandungan (%)

1. Metil eugenol 2. α-Kurkuinina 3. α-Zingiberena 4. β-Farnesena 5. 7,11-Dimetil-3-metilena-1,6,10 dodekatriena 6. 4a,5,6,7,8a-Heksahidro-7α-isopropil 4αβ, 8αβ-dimetil
2(1H)-naftalena 7. β-Asaron 8. α-Asaron 9. Asaron

1,25 1,05 3,41 1,07 1,57 0,59
2,70 79,70 4,29

Penyusun aktif pada tanaman Jerangau adalah β-asaron [(Z)-asaron] yang mana merupakan penyusun mayor dalam batang (27,4 – 45,5%), dengan Acorenon lebih dominan di dalam rimpang (20,86%) diikuti Isocalamendiol (12,75%) (Venskutonsis et al., 2003). Disamping hidrokarbon Monoterpen, keton sekuistrin, (trans- atau α) Asaron (2,4,5-trimetoksi-1-propenilbenzen),danβ-Asaron(cis-2,4,5trimetoksi-1-propenilbenzen)dan eugenol juga diidentifikasi (Kindscher dan Kelly, 1992). Beberapa senyawa lain yang juga telah diidentifikasi pada Jerangau adalah (-)4-Terpineol, 2-Alil-5-etoksi04-metoksifenol, Epiudesmin, Lisidin, (-)-Spathulenol, Borneol, Furil etil keton, 2,2,5,5- Tetrametil-3-Heksanol, Bornil Asetat, Linalool, Elemisin, Aseptofenon, Butil Butanoat, dan Asam linoleat (George et al., 1986).

25

H3C O

CH3 O
O CH3
CH3

H3C O

CH3 O
O CH3
CH3

α-Asaron

β-Asaron

Gambar 2.2. Struktur α-Asaron dan β-Asaron

Beberapa jenis minyak atsiri dikenal dapat meningkatkan aktivitas mental penggunanya atau memiliki aktivitas sebagai psikoaktif. Minyak atsiri dari Jerangau memiliki kandungan asaron berikut dua isomer alpha dan beta yang sangat tinggi (sekitar 85%). Asaron salah satu prazat alami dalam sintesis obat Psychedelic TMA-2 (Trimetoksiamphetamin) (Agusta, 2000).

2.2. Minyak Atsiri
Minyak atsiri dihasilkan dari bagian jaringan tanaman tertentu seperti akar, batang, kulit, daun, buah, atau biji. Sifat minyak atsiri yang menonjol antara lain mudah menguap pada suhu kamar, mempunyai rasa getir, berbau wangi sesuai aroma tanaman yang menghasilkannya dan umumnya larut dalam pelarut organik (Lutony dan Rahmayati, 2000).
Minyak atsiri dihasilkan di dalam tubuh tanaman dan disimpan dalam kelenjar minyak atsiri. Kelenjar minyak atsiri dalam tanaman disebut kelenjar internal dan di luar tanaman disebut dengan kelenjar eksternal (Koensoemardiyah, 2010).
Minyak atsiri, minyak mudah menguap, atau minyak terbang, merupakan campuran dari senyawa yang berwujud cairan atau padatan yang memiliki komposisi maupun titik didih yang beragam. Minyak atsiri dibagi menjadi dua kelompok, yaitu :

26
1. Minyak atsiri yang dengan mudah dapat dipisahkan menjadi komponen- komponen atau penyusun murninya. Komponen-komponen ini dapat menjadi bahan dasar untuk diproses menjadi produk- produk lain, contoh : minyak sereh, minyak daun cengkeh, minyak permai, dan minyak terpentin.
2. Minyak atsiri yang sukar dipisahkan menjadi komponen murninya, contoh : minyak akar wangi, minyak nilam, dan minyak kenanga. Biasanya minyak atsiri tersebut langsung dapat digunakan tanpa diisolasi komponen-komponennya sebagai pewangi berbagai produk (Sastrohamidjojo, 2004).
Minyak atsiri mengandung campuran pelik dari bahan-bahan hayati, termasuk didalamnya adalah aldehid, alkohol, ester, keton, dan terpen. Bahan-bahan ini kemungkinan merupakan sisa metabolisme tumbuh-tumbuhan yang digunakan untuk menjalankan peran ganda, seperti menarik serangga perusak. Minyak atsiri dari beraneka ragam tanaman menghasilkan aroma yang berbeda, bahkan satu jenis tumbuhan yang sama bila ditanam di tempat yang berlainan mampu menghasilkan aroma yang berbeda. Iklim, keberadaan tanah, sinar matahari, cara pengolahan tidak hanya mempengaruhi rendemen minyak atsiri tetapi berpengaruh pula pada aromanya (Harris, 1990).
Minyak atsiri merupakan salah satu komoditas ekspor agroindustri potensial yang dapat menjadi andalan bagi Indonesia untuk mendapatkan devisa. Data statistik ekspor-impor dunia menunjukkan bahwa konsumsi minyak atsiri dan turunannya naik sekitar 10% dari tahun ke tahun. Kenaikan tersebut didorong oleh perkembangan kebutuhan untuk industri food flavouring, indutrsi kosmetik dan wewangian (Anonim II, 2009).
Minyak atsiri banyak dibutuhkan di berbagai industri, seperti pada industri kosmetik (sabun, pasta gigi, sampo, lotion dan parfum), pada industri makanan digunakan sebagai bahan penyedap atau penambah cita rasa, dalam industri farmasi atau obat–obatan (anti nyeri, anti infeksi, pembunuh bakteri), bahkan dapat digunakan pula sebagai insektisida. Oleh karena itu, minyak atsiri banyak dicari oleh berbagai negara (Lutony dan Rahmayanti, 2002).

27
2.2.1. Komposisi Kimia Minyak Atsiri
Pada umumnya perbedaan komposisi minyak atsiri disebabkan perbedaan jenis tanaman penghasil, kondisi iklim, tanah tempat tumbuh, umur panenan, metode ekstraksi yang digunakan dan cara penyimpanan minyak.
Minyak atsiri biasanya terdiri dari berbagai campuran persenyawaan kimia yang terbentuk dari unsur karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O). Pada umumnya komponen kimia minyak atsiri dibagai menjadi dua golongan, yaitu: 1. Hidrokarbon yang terutama terdiri dari persenyawaan terpen 2. Hidrokarbon teroksigenasi
A. Golongan Hidrokarbon Persenyawaan yang termasuk golongan ini terbentuk dari unsur Karbon (C),
dan Hidrogen (H). jenis Hidrokarbon yang terdapat dalam minyak atsiri sebagian besar terdiri dari monoterpen (unit isopren), sesquiterpen (3 unit isopren), diterpen (4 unit isopren), dan politerpen.
B. Golongan Hidrokarbon Teroksigenasi Komponen kimia dari golongan ini terbentuk dari unsur Karbon (C), Hidrogen
(H), dan Oksigen (O). persenyawaan yang termasuk dalam golongan ini adalah persenyawaan alkohol, aldehid, ester. Fenol. Ikatan Karbon yang terdapat dalam molekulnya dapat terdiri dari ikatan tunggal, ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Terpen mengandung ikatan tunggal dan ikatan rangkap dua. Senyawa terpen memiliki aroma kurang wangi, skar larut dalam alkohol encer dan jika disimpan dalam waktu lama akan membentuk resin. Golongan hidrokarbon teroksigenasi merupakan senyawa yang penting dalam minyak atsiri karena umumnya aroma yang lebih wangi. Fraksi terpen perlu dipisahkan untuk tujuan tertentu, misalnya untuk pembuatan parfum, sehingga didapatkan minyak atsiri yang bebas terpen (Ketaren, 1985).
Penyelidikan terhadap kandungan kimianya menunjukkan bahwa sebagian besar komponen minyak atsiri terdiri dari senyawa-senyawa yang hanya mengandung

28
karbon dan hidrogen atau karbon, hidrogen dan oksigen yang tidak bersifat aromatik ataupun bersifat aromatik. Senyawa-senyawa yang tidak bersifat aromatik biasanya termasuk ke dalam golongan senyawa terpenoid. Senyawa terpenoid dalam minyak atsiri terdiri dari senyawa dengan jumlah atom C berjumlah 10 atau disebut dengan monoterpen dan atom C yang berjumlah 15 atau disebut dengan sesquiterpen. Fraksi yang paling mudah menguap dari hasil destilasi fraksinasi biasanya terdiri dari senyawa-senyawa monoterpen dengan jumlah atom C berjumlah 10. Sedangkan fraksi yang mempunyai titik didih lebih tinggi biasanya senyawa-senyawa sesquiterpen.
Pada minyak atsiri yang bagian utamanya terpenoid, biasanya terpenoid itu terdapat pada fraksi minyak atsiri yang tersuling uap. Zat inilah penyebab wangi, harum atau bau yang khas pada banyak tumbuhan. Secara ekonomi senyawa tersebut penting sebagai dasar wewangian alam dan juga untuk rempah-rempah serta sebagai senyawa citarasa dalam industri makanan (Harborne, 1987).
2.2.2. Sumber Minyak Atsiri
Minyak atsiri merupakan salah satu akhir proses metabolisme sekunder dalam tumbuhan. Tumbuhan penghasil minyak atsiri antara lain termasuk famili Pinaceae, Labiatae, Compositae, Lauraceae, Myrtaceae, Rutaceae, Piperaceae, Zingiberaceae, Umbelliferae, dan Gramineae. Minyak atsiri terdapat pada setiap bagian tumbuhan, yaitu di daun, bunga, buah, biji, batang, kulit, akar, dan rimpang (Ketaren, 1985).
2.2.3. Biosintesa Pembentukan Minyak Atsiri
Minyak atsiri pada umumnya mengandung persenyawaan terpena dalam jumlah yang besar, dimana terpena merupakan persenyawaan hidrokarbon tidak jenuh dan unit terkecil dalam molekulnya disebut dengan isoprene (C5H8) (Agusta,2000)
Istilah “terpenoida” di sini dipilih untuk semua senyawa yang terbentuk dari satuan isoprena tanpa memperhatikan gugus fungsi yang ada, sementara terpena

29

mengacu khusus ke hidrokarbon. Dengan kata lain, senyawa terpenoida dapat digambarkan sebagai sebuah terpena yang telahmengalami modifikasi, di mana kelompok-kelompok metil dipindahkan atau dihapus, atau ditambahkan atom oksigen. Sebaliknya, beberapa penulis menggunakan istilah "terpena" lebih luas untuk menyertakan terpenoida(Robinson, 1995).

Secara umum biosintesa terpenoida dengan terjadinya 3 reaksi dasar yaitu: 1. Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat. Asam
asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A (Ko-A) melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan Asetoasetil Ko-A. Senyawa ini dengan Asetil Ko-A melakukan kondensasi jenis Aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevalonat (Gambar 2.3)

O

CoA-SH CH3COOH Asam asetat

CH3C-SHCoA Asetil Koenzim A

OO

O

O

CH3-C-SCoA + CH3-C-SCoA

OO

O

CH3-C-CH2-C-SCoA + CoA-SH Asetoasetil Ko-A
OH O

CH3-C-CH2-C-SCoA + CH3-C-SCoA

Asetoasetil Ko-A

Asetil Ko-A

CH3-C-CH2-C-SCoA CH2-C-SCoA O

30

OH O

OH O

CH3-C-CH2-C-SCoA H-OH

CH3-C-CH2-C-SCoA + CoA-SH

CH2-C-SCoA
O
OH O [H]
CH3-C-CH2-C-SCoA H2O
CH2-C-OH
O

CH2-C-OH
O
OH
CH3-C-CH2-CH2-OH
CH2-C-OH O
Asam mevalonat

Gambar 2.3. Pembentukan asam mevalonat sebagai zat antara dalam biosintesis terpenoid
2. Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprena akan membentuk mono-, seskui-, di-, tri-, tetra-, dan poli- terpenoida.

Setelah asam mevalonat terbentuk, reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforilasi, eliminasi asam posfat, dan dekarboksilasi menghasilkan Isopentenil Pirofosfat (IPP). Selanjutnya berisomerisasi menjadi Dimetil Alil Pirofosfat (DMAPP) oleh enzim isomerase. IPP inilah yang bergabung dari kepala ke ekor dengan DMAPP. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ion pirofosfat mengasilkan Geranil Pirofosfat (GPP) yaitu senyawa antara bagi semua senyawa monoterpenoida. Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama menghasilkan Farnesil Pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpenoida. Senyawa diterpenoida diturunkan dari Geranil – Geranil Pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara satu uni IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama (Gambar 2.4)

31

OH

CH3-C-CH2-CH2-OH

ATP 3 tahap

CH2-C-OH

O Asam mevalonat

OP O

CH3-C-CH2-C-O- dekarboksilasi CH2=C-CH2-CH2-OPP

CH2-CH2-OPP

CH3

Isopentenil Pirofosfat (IPP)

CH3-C-CH2-CH2-OPP

CH3-C-CH2-CH2-OPP enzim isomerase

CH2
CH3-C=CH-CH2-OPP

Dimetil Alil Pirofosfat CH2 CH3 (DMAPP)

+ OPP OPP IPP DMAPP

GPP

+ OPP

Geranil Pirofosfat (GPP)

OPP

Reaksi Sekunder

Monoterpen

IPP

OPP

IPP

+ OPP

Farnesil pirofosfat (FPP)

OPP
Seskuiterpenoid (C15) X3 Triterpenoid (C30)

Geranil-Geranil Pirofosfat (GGPP)

Diterpen (C20)

X2

Tetraterpen (C40)

OPP

Gambar 2.4. Reaksi Biosintesa Terpenoid

32
3. Dalam pembentukan senyawa terpenoid, GPP, FPP, dan GGPP satu persatu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya adalah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi, dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan suhu kamar seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi, dan sebagainya (Pinder, 1960).
Kelompok komponen besar lainnya dalam minyak atsiri adalah senyawa fenilpropena(C6-C3) sebagai rantai samping. Kelompok senyawa ini dalam minyak atsiri umumnya terdapat dalam bentuk senyawa fenol atau ester fenol. Secara umum biosintesa pembentukan fenil propanoid berasal dari asam amino aromatik fenilalanin dan tirosina yang disintesis melalui jalur biosintesis asam shikimat. Dalam jalur biosintesis ini, dua metabolit glukosa, eritrosa 4-fosfat dan fosfoenolpiruvat, bereaksi menghasilkan DAPH. Senyawa ini membentuk cincin menjadi asam 5-dehidrokuinat dan selanjutnya mengalami perubahan menjadi asam shikimat. Pengeluaran zat antara melalui fosforilasi oleh asam shikimat akan menghasilkan asam korismat yang berperan sangat penting sebagai titik pusat zat antara. Zat antara ini akan diubah menjadi asam antranilat dan triptofan, dan sebagian lagi menjadi asam prefenat yang merupakan bagian nonaromatik. Asam prefenat ini akan diubah menjadi senyawa aromatik melalui dua jalur. Pertama melalui proses dehidrasi dan dekarboksilasi berkelanjutan untuk membentuk asam fenil piruvat yang merupakan prazat bagi pembentukan fenilalanin. Kedua melalui proses dehidrogenasi dan dekarboksilasi untuk menghasilkan asam p-hidroksifenilpiruvat yang merupakan prazat bagi pembentukan tirosina. Prazat fenilpropanoat inilah yang menjadi cikal bakal pembentukan asam sinamat melalui proses deaminasi enzimatis dari fenilalanin, sedangkan asam p-kumarat dibentuk dari deaminasi tirosina dan proses hudroksilasi asam sinamat pada posisi para (Gambar 2.5) (Agusta, 2000).

33

COOH C-O-P
CH2 Fosfoenolpiruvat
+ CHO H-C-OH H-C-OH CH2O-P D-Eritrosa 4-Fosfat
COOH

COOH

C-O-P
P1 CH2 NADH,H+ HO-C-H

HO NAD+

COOH

H-C-OH H-C-OH

P1 O

OH

CH2O-P

OH Asam 5-dehidrokuinat

H2O

NADP+ NADPH,H+

COOH

ADP ATP

COOH

P-O

OH

OH Asam 5-Fosfoshikimat

PEP P1
COOH

CH2
O-C
OH COOH Asam 5-Fosfat-3-enolPirufilshikimat

HO OH
OH Asam Shikimat

O OH
OH Asam 5dehidroshikimat

COOH
P1 CH2
O-C COOH
Asam Korismat

HOOC

CH2CCOOH

OH Asam Prefenat

COOH

CH2CHNH2COOH

HO CO2

O

CH2CCOOH

OH
Asam p-Hidroksinamat (Asam p-Kumarat)

OH L-Tirosina

OH
Asam pHidroksifenil piruvat

Gambar 2.5. Biosintesa Fenil Propanoid

34
2.2.4. Kegunaan Minyak Atsiri
Menurut Rochim (2009), kegunaan minyak atsiri sangat luas dan spesifik, khususnya dalam berbagai bidang industri, seperti : 1. Farmasi dan Kesehatan Bidang kesehatan, minyak atsiri digunakan sebagai aroma terapi. Aroma yang muncul dari minyak atsiri dapat menimbulkan efek menenangkan yang pada akhirnya dapat digunakan sebagai terapi psikis. Minyak atsiri ini selain memberikan aroma wangi yang menyenangkan juga dapat membantu pencernaan dengan merangsang sistem saraf, sehingga akan meningkatkan sekresi getah lambung yang mengandung enzim hanya oleh stimulus aroma dan rasa bahan pangan. Selain itu juga dapat merangsang keluar cairan getah sehingga rongga mulut dan lambung menjadi basah.
Beberapa jenis minyak atsiri digunakan sebagai bahan antiseptik internal atau eksternal, bahan analgesik, haelitik atau sebagai antizimatik sebagai sedatif dan stimulan untuk obat sakit perut. Minyak atsiri mempunyai sifat membius atau merangsang. Dengan memanfaatkan aroma terapi, psikis dibuat lebih tenang dan rileks. Selain menenangkan, zat aktif dalam minyak atsiri juga sangat membantu proses penyembuhan karena memiliki sifat anti radang, antifungi, antiserangga, afrodisiak, anti-inflamasi, antiflogistik dan dekongestan.
2. Kosmetik Dalam hal perawatan kecantikan, minyak atsiri juga digunakan sebagai campuran bahan kosmetik. Kehadiran minyak atsiri dapat memberikan aroma khas pada produk. Dalam pembuatan parfum dan wangi-wangian, minyak atsiri tersebut berfungsi sebagai zat pengikat bau (fixative) dalam parfum, misalnya minyal nilam, minyak akar wangi dan minyak cendana. Minyak atsiri yang berasal dari rempah-rempah, misalnya minyak lada, minyak kayu manis, minyak jahe, minyak cengkeh, minyak ketumbar, umumnya digunakan sebagai bahan penyedap (flavoring agent) dalam bahan pangan dan minuman. Beberapa produk kosmetik yang membutuhkan peran atsiri untuk memperkuat efeknya, yaitu parfum, sabun, pasta gigi, sampo, lotion, dan deodorant.

35
3. Makanan Pada makanan, minyak atsiri ditambahkan sebagai penambah aroma dan pena