Penentuan metode terbaik proses penyulingan minyak atsiri daun sirih [Piper betle linn.] antara penyulingan dengan air dan penyulingan dengan air dan uap - USD Repository
PENENTUAN METODE TERBAIK PROSES PENYULINGAN MINYAK
ATSIRI DAUN SIRIH (Piper betle LINN.) ANTARA PENYULINGAN
DENGAN AIR DAN PENYULINGAN DENGAN AIR DAN UAP
SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh: Andika Marsetyo Negoro
NIM : 038114038
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007
PERSETUJUAN PEMBIMBING
PENENTUAN METODE TERBAIK PROSES PENYULINGAN MINYAK
ATSIRI DAUN SIRIH (Piper betle LINN.) ANTARA PENYULINGAN
DENGAN AIR DAN PENYULINGAN DENGAN AIR DAN UAP
Yang diajukan oleh : Andika Marsetyo Negoro
NIM : 038114038 Skripsi ini telah disetujui oleh :
Pembimbing : Yohanes Dwiatmaka, M.Si.
Tanggal: 7 Februari 2007
Masyarakat boleh meramalkan, Tetapi hanya saya sendirilah yang dapat Menentukan takdir saya…..
(Anthony Robbin)
Kupersembahkan Karyaku atas rahmat dan doa
teruntuk..Eci -ku, yang selalu setia menemani kehidupanku... Papa-mama dan adek tercinta.. Para Sahabat dan Almamaterku..
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan karuniaNya sehingga penulis telah dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “PENENTUAN METODE TERBAIK PROSES PENYULINGAN MINYAK ATSIRI DAUN SIRIH (Piper betle LINN.) ANTARA PENYULINGAN DENGAN AIR DAN PENYULINGAN DENGAN AIR DAN UAP”. Skripsi ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) pada Program Studi Farmasi di Universitas Sanata Dharma.
Semua kelancaran dan keberhasilan penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini, dapat terwujud dengan adanya dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis dengan rendah hati mengucapkan terima kasih kepada :
1. Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
2. Yohanes Dwiatmaka, M.Si., selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya dalam membimbing dan memberi dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Erna Tri Wulandari, M.Si., Apt., selaku dosen penguji atas kesediaan menguji dan telah memberikan banyak masukan dan arahan.
4. Christine Patramurti, M.Si., Apt., selaku dosen penguji atas kesediaan menguji dan telah memberikan banyak masukan dan arahan.
5. Ign. Y. Kristio Budiasmoro, M.Si., yang telah membantu dalam memberikan pengarahan mengenai kepastian melakukan proses determinasi.
6. Pak Domo, Mas Agung, Mas Wagiran dan segenap karyawan Laboratorium Kimia Fakultas MIPA UGM, serta karyawan Laboratorium Farmasi USD yang telah bersedia mendampingi selama melakukan penelitian ini.
7. Papa-Mama, Om Hadi-Bulik Tri, Beni dan Nova, untuk doa, kasih sayang, perhatian, dan materi yang selalu mengiringi perjalananku.
8. Untuk “My Private Angel” Christina Rezy, atas kesetiaannya mendampingi dan menyertai dalam setiap langkahku.
9. Mita, Vita, dan Nanda, atas bantuan dan dukungannya.
10. Wati, Ratih, Rosa, Ningrum, Nela, Tina, Totok, Bambang, Bangun, Adi dan teman-teman praktikum B”03 yang menjadi teman seperjuangan di Farmasi.
11. Jevi, Marga, Arnie, Lia, Ria, Prita, dan teman-teman kelas A angkatan 2003, atas kebersamaan dalam perjuangan di Farmasi.
12. Bhanu dan Ludi, atas kebersamaan dan keseharian di kos.
13. Ami, atas animasinya yang cukup membantu. 14. “The Bottlehood Society”, atas persaudaraan dan dukungannya.
15. Semua pihak lain yang juga turut serta membantu penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan yang perlu dibenahi pada penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, diharapkan kritik dan saran yang membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Semoga penulisan skripsi ini berguna bagi semua pihak yang membutuhkannya dan mendukung perkembangan ilmu pengetahuan.
Penulis
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan bahwa sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagai layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 30 Januari 2007 Penulis,
Andika Marsetyo. N
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................17 BAB I. PENDAHULUAN ...........................................................................
22 2. Nama daerah .........................................................................
22 1. Keterangan botani ................................................................
22 A. Tanaman Sirih ............................................................................
21 BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ...........................................................
21 E. Tujuan Penelitian .......................................................................
20 D. Manfaat Penelitian .....................................................................
20 C. Keaslian Penelitian .....................................................................
18 B. Perumusan Masalah ....................................................................
18 A. Latar Belakang ...........................................................................
16 ABSTRACT ......................................................................................................
1 HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .............................................
15 INTISARI ........................................................................................................
14 DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
13 DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
9 DAFTAR TABEL ...........................................................................................
8 DAFTAR ISI....................................................................................................
5 PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .........................................................
4 KATA PENGANTAR ....................................................................................
3 HALAMAN PERSEMBAHAN .....................................................................
2 HALAMAN PENGESAHAN .........................................................................
22
3. Deskripsi ..............................................................................
22 4. Keanekaragaman ..................................................................
23 5. Kandungan ...........................................................................
24 6. Ekologi dan penyebaran .......................................................
24 7. Budidaya ..............................................................................
24 B. Minyak Atsiri .............................................................................
25 1. Teori penyulingan ................................................................
26 a. Penyulingan dengan air (water distillation) ...................
27
b. Penyulingan dengan air dan uap (water and steam distillation) .....................................................................
29 c. Penyulingan dengan uap langsung (steam distillation)...
30 2. Pengujian dan analisis minyak atsiri ....................................
32 3. Minyak atsiri daun sirih .......................................................
32 4. Chavicol ...............................................................................
33 5. Chavibetol ............................................................................
34 C. Kromatografi Gas-Spektrometri Massa .....................................
34 1. Kromatografi gas ..................................................................
35 a. Gas pembawa ...................................................................
36 b. Ruang injeksi ....................................................................
36 c. Kolom terbuka (open tubular colomn) .............................
36 d. Detektor ............................................................................
36 e. Amplifier ..........................................................................
37 f. Pencatat .............................................................................
37
2. Detektor spektrometri massa ................................................
37 D. Landasan Teori ...........................................................................
38 E. Hipotesis .....................................................................................
39 BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................
40 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .................................................
40 B. Definisi Operasional ...................................................................
40 1. Penyulingan daun sirih dengan air .......................................
40 2. Penyulingan daun sirih dengan air dan uap ..........................
40 3. Penetapan rendemen .............................................................
40
4. Analisis minyak atsiri menggunakan kromatografi gas- spektrometri massa ...............................................................
41 4. Pemeriksaan bobot jenis .......................................................
41 5. Pemeriksaan indeks bias ......................................................
41 C. Bahan dan Alat Penelitian ..........................................................
41 1. Bahan ....................................................................................
41 2. Alat .......................................................................................
42 D. Tata Cara Penelitian ...................................................................
42 1. Penentuan kepastian bahan daun sirih .................................
42 2. Pengumpulan bahan .............................................................
43 3. Pengeringan bahan ...............................................................
43 4. Isolasi dan penetapan rendemen minyak atsiri ....................
43
5. Analisis kandungan minyak atsiri dengan gas kromatografi- spektrometri massa ................................................................
44
6. Pemeriksaan organoleptik ....................................................
44 7. Pemeriksaan bobot jenis minyak atsiri .................................
45 6. Pemeriksaan indeks bias minyak atsiri ................................
46 E. Tata Cara Analisis Hasil .............................................................
47 BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...............................
48 A. Kepastian bahan daun sirih ........................................................
48 B. Penetapan rendemen minyak atsiri daun sirih ...........................
48 C. Hasil analisis kandungan senyawa minyak atsiri daun sirih menggunakan kromatografi gas-spektrometri massa .................
50 D. Pemeriksaan organoleptik ..........................................................
57 E. Penetapan bobot jenis minyak atsiri daun sirih .........................
58 F. Penetapan indeks bias minyak atsiri daun sirih ........................
60 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
62 A. Kesimpulan ................................................................................
62 B. Saran ...........................................................................................
63 DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
64
DAFTAR TABEL Tabel I. Kerapatan air (g/ml) pada beberapa temperatur .........................
45
® Tabel II. Jarak jangkauan tiap skala pada hand refraktometer ATAGO .
47 Tabel III. Hasil penetapan rendemen minyak atsiri daun sirih dari penyulingan air dan penyulingan air dan uap ............................
49 Tabel IV. Perbandingan persentase kandungan chavicol dan chavibetol pada minyak atsiri daun sirih hasil penyulingan dengan air dan minyak atsiri daun sirih hasil penyulingan dengan air dan uap ..
54 Tabel V. Hasil penetapan bobot jenis minyak atsiri daun sirih menggunakan penyulingan dengan air .......................................
59 Tabel VI. Hasil penetapan bobot jenis minyak atsiri daun sirih menggunakan penyulingan dengan air dan uap .........................
59 Tabel VII. Hasil penetapan indeks bias minyak atsiri daun sirih menggunakan penyulingan dengan air .......................................
60 Tabel VIII. Hasil penetapan indeks jenis minyak atsiri daun sirih menggunakan penyulingan dengan air dan uap .........................
61
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Alat penyulingan dengan air ......................................................
28 Gambar 2. Alat penyulingan dengan air dan uap ........................................
30 Gambar 3. Alat penyulingan dengan uap langsung .....................................
31 Gambar 4. Struktur kimia chavicol ..............................................................
33 Gambar 5. Struktur kimia chavibetol ...........................................................
34 Gambar 6. Diagram blok spektrometri massa .............................................
35 Gambar 7. Skema dasar spektrometri massa ...............................................
38 Gambar 8. Reaksi desikasi ...........................................................................
49 Gambar 9. Kromatogram komponen minyak atsiri daun sirih menggunakan kromatografi gas-spektrometri massa yang dihasilkan dari penyulingan dengan air .....................................
51 Gambar 10. Kromatogram komponen minyak atsiri daun sirih menggunakan kromatografi gas-spektrometri massa yang dihasilkan dari penyulingan dengan air dan uap ........................
51 Gambar 11. Spektra massa hasil analisis dan spektra pembanding
chavibetol menggunakan alat kromatografi gas-spektrometri massa ..........................................................................................
56 Gambar 12. Spektra massa hasil analisis dan spektra pembanding
chavibetol menggunakan alat kromatografi gas-spektrometri massa ..........................................................................................
56
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Daftar Foto ..............................................................................
66 Lampiran 2. Perhitungan Rendemen Minyak Atsiri Daun Sirih .................
71 Lampiran 3. Pemeriksaan Organoleptik ......................................................
73 Lampiran 4. Penetapan Bobot Jenis Minyak Atsiri Daun Sirih ...................
74 Lampiran 5. Penetapan Indeks Bias Minyak Atsiri Daun Sirih ...................
81 Lampiran 6. Data Spesifikasi Alat Kromatografi gas-spektrometri massa .
85 Lampiran 7. Kromatogram dan Waktu Retensi Komponen Minyak Atsiri Daun Sirih Hasil Penyulingan dengan Air ..............................
86 Lampiran 8. Spektra massa Chavibetol (eugenol) Minyak Atsiri Daun Sirih Hasil Penyulingan Air .....................................................
88 Lampiran 9. Spektra massa Chavicol Minyak Atsiri Daun Sirih Hasil Penyulingan Air ......................................................................
89 Lampiran 10. Kromatogram dan Waktu Retensi Komponen Minyak Atsiri Daun Sirih Hasil Penyulingan dengan Air dan Uap ................
90 Lampiran 11. Spektra massa Chavibetol (eugenol) Minyak Atsiri Daun Sirih Hasil Penyulingan Air dan Uap ......................................
92 Lampiran 12. Spektra massa Chavicol Minyak Atsiri Daun Sirih Hasil Penyulingan Air dan Uap ........................................................
93
INTISARI
Minyak atsiri daun sirih (Piper betle LINN.) merupakan bahan baku utama yang dibutuhkan dalam industri farmasi, kosmetika, dan parfum, sehingga diperlukan suplai minyak dengan rendemen yang bagus untuk memaksimalkan hasil dan kualitas produksi.
Penelitian ini bersifat non eksperimental. Penelitian ini bertujuan menentukan metode penyulingan terbaik antara penyulingan dengan air dan penyulingan dengan air dan uap untuk memperoleh hasil minyak atsiri daun sirih dengan kualitas yang terbaik. Proses penentuan metode terbaik dilakukan dengan membandingkan rendemen, bobot jenis, indeks bias, dan kandungan senyawa kimia yang terdapat dalam minyak atsiri daun sirih antara penyulingan dengan air dan penyulingan dengan air dan uap.
Hasil penelitian menunjukkan, untuk minyak atsiri daun sirih yang diperoleh menggunakan penyulingan dengan air diketahui rendemen 0,800%, bobot jenis 0,9733±0,0025; indeks bias 1,510±0,0012; kandungan chavicol 3,74% dan chavibetol 30,58%; untuk minyak atsiri daun sirih yang diperoleh menggunakan penyulingan dengan air dan uap diketahui rendemen 1,267%, bobot jenis 0,9603±0,0015; indeks bias 1,511±0,0006; kandungan chavicol 0,72% dan
chavibetol 5,99%. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini sesuai dengan standar
yang disebutkan menurut Guenther (1952). Untuk memperoleh minyak atsiri daun sirih secara kuantitas, metode penyulingan dengan air dan uap merupakan metode yang lebih baik untuk digunakan. Untuk memperoleh minyak atsiri daun sirih secara kualitas metode penyulingan dengan air merupakan metode yang lebih baik untuk digunakan.
Kata kunci : Penyulingan air, penyulingan air dan uap, minyak daun sirih, betel
oil, chavicol, chavibetol
ABSTRACT
Betel oil (Piper betle LINN.) is the first of pharmaceutical, cosmetics, and perfumes compound, so oil supply, with a good yield of oil to maximize qualities and production output, is needed.
The characteristic of this research is none experimental. The aim of this research is to determine the best distilling method between water distillation and water and steam distillation to have the best of essential oil. The process of best method determination is done by compare the yield of oil, specific gravity, refractive index, and chemical compound contents which is contained from essential oil between water distillation and water and steam distillation.
The result of this research shows that essential oil, which is obtained from water distillation, has 0,800% yield of oil, 0,9733±0,0025 specific gravity, 1,510±0,0012 refractive index, 3,74% chavicol and 30,58% chavibetol; afterwards the essential oil which is obtained from water and steam distillation has 1,267% yield of oil, 0,9603±0,0015 specific gravity; 1,511±0,0006 refractive index, 0,72% chavicol and 5,99% chavibetol. All of this result of this research is in appropriate with the standard which is mentioned by Guenther (1952). To obtain essential oil on quantity scale, the good method which is used is water and steam distillation. To obtain the good quality of essential oil, the good method which is used is water distillation.
Key words : water distillation, water and steam distillation, betel oil, chavicol,
chavibetolBAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Minyak atsiri merupakan bahan baku utama industri farmasi, kosmetika,
dan parfum. Di era globalisasi yang semakin berkembang saat ini, tingkat kebutuhan masyarakat terhadap produk-produk farmasi, kosmetika, dan parfum semakin meningkat. Dengan semakin meningkatnya permintaan terhadap barang- barang tersebut, semakin meningkat pula jumlah permintaan terhadap bahan baku produksi, termasuk permintaan terhadap minyak atsiri. Dengan demikian, prospek perdagangan minyak atsiri beberapa waktu kedepan dapat dikatakan memiliki prospek yang cukup cerah (Agusta, 2000).
Di Indonesia sendiri, masyarakat secara umum belum banyak mengetahui apa dan bagaimana minyak atsiri tersebut. Oleh karena hal itulah proses produksi dan perdagangan minyak atsiri hanya beredar pada kalangan- kalangan terbatas saja. Padahal jika dilihat dari letak geografisnya, negara Indonesia yang merupakan negara tropis memiliki bahan baku yang melimpah untuk dapat menghasilkan minyak atsiri, sehingga hal ini merupakan peluang yang cukup baik pada era ini (Lutony dan Rahmayati, 2000).
Minyak atsiri memiliki nama dagang yang berbeda-beda sesuai dengan bagian tanaman yang menghasilkannya, salah satunya ialah minyak atsiri yang berasal dari tanaman sirih terutama berasal dari bagian daunnya yang disebut dengan minyak daun sirih. Minyak atsiri daun sirih memiliki arti penting dalam perkembangan industri farmasi dan kosmetika. Dari beberapa penelitian diketahui minyak atsiri daun sirih memiliki daya anti bakteri yang kuat. Dengan berkembangnya penggunaan terhadap obat-obat anti bakteri saat ini. Kebutuhan akan bahan baku obat-obat tersebut juga semakin meningkat. Sehingga kebutuhan akan minyak atsiri daun sirih sebagai bahan baku obat-obat anti bakteri juga ikut meningkat.
Menurut Grieve konstituen utama penentu kualitas pada minyak atsiri daun sirih yaitu chavicol dan chavibetol, kedua senyawa tersebut merupakan komponen fenol yang berdaya antiseptik kuat (Ikmo, 2006). Menurut Eykman, Gorter, dan Schimmel kedua jenis komponen fenol tersebut memiliki daya antibakteri 5 kali lebih besar dibandingkan dengan fenol biasa (Heyne, 1987).
Dalam praktek, terdapat tiga jenis metode penyulingan, yaitu metode penyulingan dengan air, metode penyulingan dengan air dan uap, dan metode penyulingan dengan uap. Pada instalasi berskala kecil, penggunaan metode penyulingan air serta metode penyulingan air dan uap lebih menguntungkan, karena peralatannya sederhana, dan unitnya mudah untuk dipindah-pindahkan. Kedua jenis metode tersebut banyak dipergunakan pada negara-negara berkembang (Guenther, 1987).
Di Indonesia, hampir seluruh kegiatan usaha produksi minyak atsiri dalam bentuk industri skala kecil. Sebagian besar pengusaha komoditi ini tampak masih berjalan sendiri, sehingga banyak keterbatasan yang dimiliki oleh para petani penyuling, diantaranya kurangnya modal, informasi dan penyuluhan dalam rangka perbaikan harga, peningkatan mutu, serta sistem penyulingan yang memadai (Sinar Harapan, 2003).
Metode penyulingan dengan air dan metode penyulingan dengan air dan uap merupakan metode yang populer dikalangan petani penyuling kelas menengah ke bawah disamping metode penyulingan yang lain, yaitu metode penyulingan dengan uap. Hal ini disebabkan kerena sebagian besar petani penyuling berjalan sendiri-sendiri dengan modal, kemampuan, serta informasi yang terbatas (Lutony dan Rahmayati, 2000).
B. Perumusan Masalah
Manakah proses penyulingan yang memberikan hasil terbaik berdasarkan jumlah rendemen yang dihasilkan, bobot jenis, indeks bias, serta komponen senyawa yang terdapat dalam minyak atsiri hasil penyulingan dengan air atau penyulingan dengan air dan uap?
C. Keaslian Penelitian
Penelitian mengenai minyak atsiri daun sirih telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya (Effendi, “Daya Anti Bakteri Rebusan Daun Sirih (Piper betle L.) Terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli”, 2000), tetapi penelitian tentang penentuan metode terbaik proses penyulingan minyak atsiri daun sirih antara metode penyulingan dengan air dan metode penyulingan dengan air dan uap, sejauh penelusuran peneliti belum pernah dilakukan.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat teoritis yang diharapkan dari penelitian ini adalah memberikan suatu informasi mengenai perbandingan rendemen, bobot jenis, indeks bias, serta komponen dari minyak atsiri daun sirih yang dihasilkan melalui penyulingan dengan air dan penyulingan air dan uap. Manfaat praktis yang diharapkan, yaitu bermanfaat dalam pemilihan metode penyulingan dalam memproduksi minyak atsiri daun sirih sehingga memperoleh hasil rendemen dan kualitas minyak yang lebih baik.
E. Tujuan Penelitian
1. Tujuan umum
Menentukan metode penyulingan terbaik untuk memperoleh hasil minyak atsiri daun sirih yang memiliki kualitas yang maksimal.
2. Tujuan khusus
Menentukan metode penyulingan yang memberikan hasil terbaik berdasarkan perbandingan rendemen, bobot jenis, indeks bias, serta jumlah kandungan chavicol dan chavibetol yang terdapat dalam minyak atsiri hasil isolasi dari metode penyulingan air dan penyulingan air dan uap.
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Tanaman Sirih
1. Keterangan botani
Tanaman sirih (Piper betle LINN.) merupakan anggota suku
Piperaceae. Tanaman ini memiliki sinonim Chavica auriculata Miq; C.betle Miq.
Sirih merupakan nama umum/dagang dari tanaman ini (Syamsuhidayat dan Hutapea, 1991).
2. Nama daerah Sumatra: furu kuwe, porokuwo (Enggano), runub (Aceh), blo, sereh
(Gayo), blo (Alas), belo (Batak Karo), demban (Batak Toba), burangir (Angkola), tawuo (Nias), cabai (Mentawai), sireh, sirih, suruh (Palembang, Minangkabau), jabai (Lampung). Kalimantan: uwit (Dayak), sirih (Sampit). Jawa: seureuh (Sunda), sedah, suruh (Jawa), sere (Madura). Bali: base, sedah. Nusa Tenggara: kuta (Sumba), mota (Flores), orengi (Ende), malu (Solor), mokeh (Alor).
Sulawesi: ganjang, gapura (Bugis), bolu (Parigi), lalama, sangi (Talaud). Maluku:
kakina (Waru), kamu (Piru, Sapalewa), amu (Ambon), garmo (Buru). Irian: leman (Wendebi), namuera (Saberi), mera (Sewan), wangi (Sawe), dedami (Marind).
Indonesia: sirih (Anonim, 1980).
3. Deskripsi a. Habitus : perdu, merambat (Syamsuhidayat dan Hutapea, 1991). b. Daun : helaian daun berbentuk bundar telur atau bundar telur lonjong, pada bagian pangkal berbentuk jantung atau agak bundar, tulang daun bagian bawah gundul atau berambut sangat pendek, tebal, warna putih, panjang 5 cm sampai 18 cm, lebar 2,5 cm sampai 10,5 cm (Anonim 1980).
c. Bunga : berbentuk bulir, berdiri sendiri di ujung cabang dan berhadapan dengan daun. Daun pelindung berbentuk lingkaran, bundar telur terbalik atau lonjong, panjang kira-kira 1 mm. Bulir jantan, panjang gagang 1,5 cm sampai 3 cm, benang sari sangat pendek. Bulir betina, panjang gagang 2,5 cm sampai 6 cm. Kepala putik 3 sampai 5 (Anonim, 1980).
d. Buah : buah buni, bulat, dengan ujung gundul. Bulir masak berambut kelabu, rapat, tebal 1 cm sampai 1,5 cm. Biji membentuk lingkaran (Anonim, 1980).
4. Keanekaragaman
Dikenal berbagai macam sirih : a. Daun sirih yang berwarna hijau tua dengan rasa pedas merangsang.
Terdapat di Jawa Tengah dan Jawa Timur.
b. Daun sirih yang berwarna kuning, terdapat di Sumatera dan Jawa Barat.
c. Sirih kaki merpati, daunnya berwarna kuning dengan tulang daun berwarna merah.
d. Sirih hitam yang ditanam khusus untuk obat (Anonim, 1980).
5. Kandungan
Daun sirih mengadung minyak atsiri yang terdiri atas betlephenol,
kavikol, sesquiterpen, hidroksikavikol, cavibetol, estragol, eugenol, dan
karvakrol. Beberapa penelitian ilmiah menyatakan bahwa daun sirih juga
mengandung enzim diastase, gula, dan tanin. Biasanya, daun sirih muda mengandung enzim diastase, gula, dan minyak atsiri lebih banyak dibandingkan dengan daun sirih tua. Sementara itu kandungan taninnya tetap (Damayanti dan Mulyono, 2005)
6. Ekologi dan penyebaran
Sirih diketemukan di bagian timur pantai Afrika, di sekitar pulau Zanzibar, daerah sekitar sungai Indus ke timur menelusuri sungai Yang Tse Kiang, kepulauan Bonin, kepulauan Fiji dan kepulauan Indonesia. Sirih tersebar di Nusantara dalam skala yang tidak terlalu luas. Di Jawa tumbuh liar di hutan jati atau hutan hujan sampai ketinggian 300 m diatas permukaan laut. Untuk memperoleh pertumbuhan yang baik diperlukan tanah yang kaya akan humus, subur dan pengairan yang baik (Anonim, 1980).
7. Budidaya
Untuk memperbanyak tanaman digunakan stek sulur. Stek diambil dari sulur yang tumbuh bari bagian ujung atas sepanjang 40 cm sampai 50 cm. Untuk pertumbuhannya sirih memerlukan sandaran pohon hidup seperti dadap, kapok randu, kelor, waru atau gamal. Sandaran ditanam dengan jarak 1,5 m dengan panjang stek atau stump 3 m atau 4 m. Tiap selang dua baris dibuat selokan untuk mengalirkan air karena sirih tidak tahan terhadap tanah yang terlalu basah. Selokan ini juga digunakan untuk mengairi sirih di musim kemarau, karena dalam keadaan kering pembentukan daunnya akan berkurang atau berhenti sama sekali.
Dari ketiak daun akan tumbuh cabang dan ranting yang menggantung dan bagian inilah yang akan dipanen. Bila tanaman telah berumur satu tahun, panen dapat dimulai (Anonim, 1980).
B. Minyak Atsiri
Minyak atsiri disebut juga minyak eteris, minyak esensial atau minyak menguap, merupakan zat berbau yang terdapat dalam berbagai bagian tanaman.
Minyak atsiri tidak berwarna, tersimpan dalam keadaan segar pada tempat yang gelap dan tertutup rapat, tetapi dalam penyimpanan yang lama dapat teroksidasi sehingga warnanya dapat berubah menjadi hitam. Pada umumnya, minyak atsiri tidak dapat bercampur dengan air tetapi larut dalam eter, alkohol dan kebanyakan pelarut organik (Guenther, 1987).
Minyak atsiri dalam tanaman aromatik dikelilingi oleh kelenjar minyak, pembuluh-pembuluh, kantung minyak atau rambut glanduler. Untuk dapat meningkatkan proses difusi uap air kedalam jaringan tanaman dan mendesak minyak atsiri untuk keluar ke permukaan, biasanya sebelum diproses dilakukan perajangan pada bahan tanaman penyulingan, yang bertujuan untuk membuka sebanyak mungkin kelenjar minyak yang terdapat pada jaringan tanaman. Pada bahan baku berupa daun, penyulingan dilakukan tanpa dirajang terlebih dahulu. Dinding sel daun sangat tipis dan bersifat permeabel sehingga peristiwa hidrodifusi dapat berlangsung dengan sangat mudah (Guenther, 1987).
1. Teori Penyulingan
Penyulingan didefinisikan sebagai pemisahan komponen-komponen suatu campuran dari dua jenis cairan atau lebih berdasarkan perbedaan tekanan uap dari masing-masing zat tersebut (Mial cit Guenther, 1987).
Penyulingan menggunakan air atau menggunakan uap air, merupakan tipe penyulingan dari campuran cairan yang saling tidak melarut dan selanjutnya membentuk dua fase. Penyulingan tersebut dilakukan untuk memurnikan dan memisahkan minyak asiri dengan cara penguapan, dan proses penguapan tersebut juga dimaksud untuk mengekstraksi minyak atsiri dari tanaman penghasil minyak atsiri dengan bantuan uap air (Guenther, 1987).
Titik didih adalah nilai suhu pada tekanan atmosfir atau pada tekanan tertentu lainnya, dimana cairan akan berubah menjadi uap, atau suhu pada saat tekanan uap dari cairan tersebut sama dengan tekanan gas atau uap yang berada disekitarnya (Hackh cit Guenther, 1987). Cairan heterogen (tidak saling campur) memiliki titik didih yang berbeda. Dengan penguapan komponen yang bertitik didih rendah, maka titik didih cairan yang tinggal akan meningkat secara bertahap dan akhirnya mendekati komponen yang bertitik didih tertinggi (Guenther, 1987).
Proses penyulingan cairan heterogen berlaku menurut Hukum Dalton, yaitu : o o o o
P total = P + P
A B dimana P dan P adalah tekanan uap murni senyawa A dan tekanan uap murni A B senyawa B.Campuran air dan minyak atsiri membentuk cairan dua fase. Cairan dua fase dalam keadaan seimbang, jumlah molekul yang terdapat dalam fase uap lebih besar daripada jumlah molekul uap cairan murni pada suhu yang sama. Oleh karena itu, tekanan yang dihasilkan oleh campuran uap akan lebih besar daripada tekanan yang dihasilkan oleh uap murni itu sendiri. Maka, apabila minyak atsiri bersama-sama dengan air di dalam alat penyulingan; tekanan dalam ruang uap akan lebih besar dari 1 atmosfir. Tetapi karena ruang uap berhubungan dengan udara luar, maka tekanan akan turun kembali mencapai tekanan atmosfir. Keadaan ini dapat berlangsung jika suhu turun secara otomatis. Dengan demikian titik didih dari setiap cairan dua fase akan selalu lebih rendah dari titik didih masing-masing cairan murni pada tekanan yang sama (Guenther, 1987).
Penyulingan dapat dilakukan dengan cara :
a. Penyulingan dengan air (water distillation). Pada metode ini, bahan yang akan disuling kontak langsung dengan air mendidih. Pada metode penyulingan air, seluruh ruang antar simplisia daun yang terisi oleh air, dapat dipenetrasi secara kontinyu. Proses pengisian simplisia daun tidak boleh terlalu penuh (harus ada ruang kosong), untuk menghindari simplisia jangan sampai meluap dan masuk ke dalam kondensor. Proses pemanasan yang digunakan jangan terlalu panas. Karena akibat penguapan air dan minyak, sebagian dari tumpukan bahan tidak terendam lagi dalam air, sehingga bahan tidak dapat terlindung dari panas yang terlalu tinggi (Guenther, 1987).
Dalam penyulingan dengan air, kecepatan penyulingan perlu dipertahankan, karena dengan mengatur kecepatan penyulingan, maka tumpukan simplisia daun dalam ketel dapat dipertahankan dalam keadaan cukup longgar, sehingga menjamin kelangsungan penetrasi uap ke dalam bahan dan dapat menguapkan minyak atsiri.
Pada metode penyulingan air, seluruh bagian tumpukan simplisia daun digerakkan oleh air mendidih. Simplisia yang diisi longgar dan terendam dalam air mendidih, sehingga partikel uap dapat kontak dengan semua partikel bahan dan menguapkan minyak atsiri. Minyak atsiri akan berdifusi menuju epidermis.
Penyulingan dengan air memiliki beberapa kelemahan, ekstraksi tidak dapat berlangsung dengan sempurna walaupun simplisia dirajang, selain itu beberapa jenis ester, misalnya linalil asetat akan terhidrolisis; persenyawaan yang peka seperti aldehida, mengalami polimerisasi karena pengaruh air mendidih.
Selain itu, komponen minyak yang bertitik didih tinggi (misalnya sinnamil alkohol, benzil alkohol) dan senyawa yang bersifat larut dalam air tidak dapat menguap secara sempurna, sehingga minyak yang tersuling mengandung komponen tidak lengkap sehingga mengakibatkan kehilangan sejumlah minyak atsiri (Guenther, 1987).
Gambar 1. Alat penyulingan dengan air b. Penyulingan dengan air dan uap (water and steam distillation). Pada metode penyulingan ini, simplisia daun diletakkan di atas rak-rak atau saringan berlubang. Ketel suling diisi air sampai permukaan air berada tidak jauh dibawah saringan. Ciri khas dari metode ini, adalah uap selalu dalam keadaan basah, jenuh dan tidak terlalu panas; serta simplisia yang disuling hanya berhubungan dengan uap dan tidak dengan air panas (Guenther, 1987).
Keuntungan penyulingan air dan uap dibandingkan dengan penyulingan air, adalah karena simplisia yang disuling tidak dapat menjadi gosong. Timbulnya gosong dapat dicegah karena suhu tidak akan melebihi suhu uap jenuh pada tekanan 1 atmosfir, hal ini karena penyulingan dengan air dan uap merupakan metode penyulingan dengan tekanan uap jenuh yang rendah, sehingga kerusakan minyak kecil.
Pada metode penyulingan dengan air dan uap, perlu diusahakan agar proses penetrasi uap merata di dalam simplisia, sehingga rendemen minyak yang dihasilkan dapat menjadi lebih tinggi. Proses penataan simplisia sangat menentukan dalam perolehan rendemen minyak yang dihasilkan, misalnya apabila simplisia daun hanya menumpuk pada satu tempat tertentu saja dan jarak antar simplisia dalam ketel menjadi renggang, hal tersebut menyebabkan terbentuknya jalur uap sehingga uap akan langsung lolos tanpa menimbulkan pengaruh pada simplisia tersebut dan sebagian besar simplisia tidak pernah kontak dengan uap.
Masalah lain yang timbul, pada awal penyulingan bahan olah keadaannya masih dingin, sehingga uap yang mula-mula terbentuk akan mengembun dan membasahi simplisia yang disuling. Pembasahan ini akan berlangsung terus menerus sampai suhu pada seluruh bahan sama dengan titik didih air pada tekanan tertentu (Guenther, 1987).
Dalam sistem penyulingan dengan air dan uap proses dekomposisi minyak lebih kecil (hidrolisa ester, polimerisasi, resinifikasi, dll). Metode penyulingan dengan air dan uap lebih efisien daripada metode penyulingan dengan air karena jumlah bahan bakar yang dibutuhkan lebih kecil dan rendemen minyak yang dihasilkan lebih besar (Guenther, 1987).
Gambar 2. Alat penyulingan dengan air dan uap
c. Penyulingan dengan uap langsung (steam distillation). Pada penyulingan ini, air tidak diisikan dalam ketel bersama simplisia daun. Uap yang digunakan adalah uap jenuh atau uap kelewat panas pada tekanan lebih dari 1 atmosfir, dihasilkan dari ketel uap yang letaknya terpisah, dan kemudian dialirkan ke dalam tumpukan bahan di dalam ketel (Guenther, 1987).
Pada penyulingan dengan uap, dengan penurunan tekanan uap di dalam ketel (dari tekanan tinggi ke tekanan rendah), maka uap tersebut cenderung berubah menjadi uap kelewat panas. Dalam hal ini terdapat dua faktor penting, yaitu 1) suhu simplisia tidak tetap pada titik didih air, tetapi meningkat hingga mencapai suhu uap kelewat panas; 2) uap kelewat panas cenderung mengeringkan simplisia dan mengurangi kecepatan penguapan minyak atsiri. Minyak atsiri hanya akan menguap setelah terjadi difusi cairan minyak, dan akan berhenti sama sekali atau menurun aktifitasnya jika simplisia tersebut menjadi kering. Dalam kasus penyulingan uap langsung, jika keluarnya minyak atsiri berhenti sebelum waktunya, maka penyulingan perlu dilanjutkan dengan uap jenuh atau uap basah, sehingga keluarnya minyak atsiri berlangsung kembali. Setelah minyak keluar, maka uap kelewat panas dapat digunakan kembali (Guenther, 1987).
Karena tekanan uap yang tinggi dapat menyebabkan dekomposisi, maka penyulingan lebih baik dimulai pada tekanan rendah, kemudian tekanan meningkat secara bertahap sampai pada akhir proses, yaitu ketika minyak yang tertinggal dalam bahan relatif kecil, dan hanya komponen minyak yang bertitik didih tinggi saja yang masih tertinggal di dalam bahan (Guenther, 1987).
Gambar 3. Alat penyulingan dengan uap langsung
Pada penyulingan minyak atsiri dari tanaman, uap berfungsi untuk dapat mentransmisikan panas. Berbeda dengan cairan, simplisia tanaman tidak mampu untuk meneruskan panas ke seluruh bagian tanaman. Energi panas ditransmisikan melalui air mendidih kedalam simplisia dengan cara perendaman simplisia, atau dengan mengalirkan uap air panas diantara simplisia tanaman tersebut (Guenther, 1987).
2. Pengujian dan Analisis Minyak Atsiri
Pengujian dan analisis minyak atsiri sangat penting dilakukan untuk mengetahui kemurnian minyak atsiri. Uji organoleptik disertai dengan analisis sifat fisika-kimia, merupakan cara yang penting dilakukan dalam menilai kualitas minyak yang tidak dipalsukan (Guenther, 1987).
Pengujian yang penting adalah penentuan sifat fisika-kimia dari minyak yang dihasilkan. Penentuan bobot jenis, putaran optik, kelarutan dalam alkohol, dan indeks bias ditentukan secara rutin untuk semua jenis minyak atsiri. Uji khusus (misalnya: rendemen ester, titik beku, penetapan aldehid, residu penguapan) hanya dilakukan tergantung pada jenis bahan (Guenther, 1987).
Dengan cara membandingkan hasil analisis dan data dari pustaka, maka ahli kimia dapat memperoleh gambaran tentang kemurnian dan kualitas minyak atsiri (Guenther, 1987).
3. Minyak Atsiri Daun Sirih
Minyak atsiri daun sirih biasanya banyak digunakan untuk pengobatan tradisional oleh penduduk asli India, Malaya, Indonesia, dan beberapa daerah tropis lain di Asia (Guenther, 1952).
Menurut Grieve, konstituen utama yang terkandung dalam daun sirih adalah minyak yang mudah menguap yang dikenal dengan minyak atsiri daun sirih. Dalam minyak atsiri daun sirih mengandung fenol yang dikenal dengan nama chavicol dan chavibetol. Nadkarni menyebutkan kedua fenol tersebut merupakan antiseptik kuat, 5 kali lebih kuat dibandingkan dengan fenol biasa. Kedua jenis fenol ini memberikan pengaruh yang kuat terhadap karakteristik bau pada daun dan minyak atsiri. Gildemeister menyatakan spesifikasi dari minyak atsiri daun sirih adalah : cairan berwarna kuning terang hingga coklat gelap, berbau khas, dan memiliki rasa pedas seperti terbakar (Ikmo, 2006). Rentang rendemen minyak atsiri yang diperoleh dari daun sirih antara 0,6 – 1,8 persen. Bobot jenis minyak atsiri daun sirih berkisar antara 0,958 – 1,057 (Guenther, 1963).
Grieve dan Christy menyatakan daun dan minyak atsiri daun sirih dapat berfungsi sebagai antiseptik, astringen, karminatif, dan aprodisiaka (Ikmo, 2006).
4. Chavicol OH H C CH CH 2 2 Keterangan :
Bobot Molekul (BM) : 134,17 Rumus Molekul : C
9 H
10 O o o
Titik didih : 235 -236 C
Sinonim : p-Allylphenol; 1-Hydroxy-4-allylbenzene;
p-Hydroxyallylbenzene Gambar 4. Struktur kimia chavicol
Chavicol merupakan komponen penting yang terdapat dalam minyak
atsiri daun sirih. Chavicol sedikit larut dalam air dan sangat larut dalam pelarut organik. Chavicol sangat berguna dalam pengobatan, karena daya antiseptiknya yang begitu kuat (Guenther, 1952).
5. Chavibetol
OCH
3
H 2 C CH CH 2 OHKeterangan : Bobot Molekul (BM) : 164,20 Rumus Molekul : C
10 H
12 O
2 Sinonim : 1-Methoxy-2-hydroxy-4-allylbenzene; “Betel phenol” Gambar 5. Struktur kimia chavibetol
Chavibetol terdapat dalam minyak atsiri daun sirih. Dalam industri chavibetol banyak digunakan sebagai antiseptik (Guenther, 1952).
C. Kromatografi Gas-Spektrometri Massa
Seperangkat alat kromatografi gas dengan menggunakan detektor spektrometer massa. Mekanisme kerja detektor spektrometri massa yaitu menyambung keluaran kromatografi gas, dimana keluaran gas solut dari kolom kromatografi gas dalam bentuk molekul saat masuk ke dalam detektor akan terionisasi akibat dibombardir oleh eletron berenergi tinggi, sehingga ion-ion yang terpisah pada spektrometer saat melalui alat pemisah massa dapat terdeteksi berdasarkan massanya yang digambarkan sebagi spektra massa. Setiap komponen campuran yang terpisahkan dengan kromatografi gas akan tergambar dalam satu spektra massa (Christian, 2003).
Gas solute dari Sumber Pemisah Detektor Read kromatografi gas Ionisasi massa Ion out
Gambar 6. Diagram blok spektrometri massa
1. Kromatografi Gas
Kromatografi gas adalah suatu cara untuk memisahkan komponen- komponen minyak atsiri dengan meneruskan arus gas melalui fase diam.
Komponen yang akan dipisahkan dibawa oleh gas pembawa melalui kolom. Campuran cuplikan terbagi diantara gas pembawa dan fase diam yang terdapat pada zat padat dengan ukuran partikel tertentu (penyangga padat). Pelarut akan menahan komponen secara selektif berdasarkan koefisien distribusinya sehingga terbentuk sejumlah pita yang berlainan pada gas pembawa. Pita komponen ini meninggalkan kolom bersama aliran gas pembawa dan dicatat melalui detektor (Mc Nair & Bonelli, 1988).
Puncak yang akan muncul akan dipakai untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Analisis kuantitatif dilakukan dengan menghitung luas puncak.
Analisis kualitatif dilakukan dengan membandingkan waktu retensi baku atau dengan melakukan teknik spiking yaitu dengan cara pencampuran bahan dan baku dalam jumlah yang sama kemudian diinjeksikan. Jika puncak yang muncul satu berarti sampel tersebut sama dengan baku (Harborne, 1987).
Bagian-bagian utama dari kromatografi gas adalah :
a. Gas pembawa. Gas yang biasa dipakai ialah hidrogen, helium, dan nitrogen. Syarat yang harus dipenuhi adalah : lembam untuk mencegah antraksi dengan cuplikan atau pelarut (fase diam), dapat meminimumkan difusi gas, mudah didapat dan murni, cocok untuk detektor yang digunakan.
o
b. Ruang injeksi. Selalu dipanaskan dan suhu sekitar 50 C lebih tinggi dari titik didih campuran cuplikan yang mempunyai titik didih paling tinggi.