oleh
Amar Ma'ruf
Teknik Kimia UMS
DESKRIPSI DAN MANFAAT TANAMAN
Pala
Pala
atau myristica merupakan biji matang dari tanaman Myristica fragrans Hautuyn
(Fam. Myristicaceae) yang diambil dari lapisan biji dan arillode tanpa lapisan
kapur. Pala mengandung minyak tertentu 25-40% dan dapat memadat pada suhu kamar
dan terkadang dapat berubah menjadi kristal prisma aneka warna dan disebut pala
mentega. Minyak atisiri 8-15% mengandung
myristicin dan safrole, sejumlah protein dan starch. Miristica bermanfaat sebagai perasa dan
bumbu.
Pada
perkembangan selanjutnya yang terakhir pala dikenal khususnya pada penduduk
yang tersembunyi sebagai penyebab halusinasi.
Dalam jumlah yang relatif besar sampai 15 gram harus diperhatikan karena
dapat memabukkan. Efek yang dapat
terjadi adalah dapat meremajakan kulit, takikardia, dan menekan keluarnya air
liur. Pala mengandung amfetamin dan metabolit yang mengandung nitrogen. Minyak pala merupakan minyak atsiri hasil
destilasi uap dari biji Myristica fragrans.
Minyak mengandung 10-30% α-pinen, 10-20% β-pinen, 15-20% sabinen, 5-12%
myristicin, 2-7% limonen, 3-6% tertpinen, dan 1-2% safrole. Minyak pala sebagai perasa, dan karminatif.
METODE MEMPEROLEH MINYAK ATSIRI:
1.
Destilasi atau Penyulingan.
Pembuatan
minyak atsiri dengan penyulingan dipengaruhi oleh 3 faktor, yaitu: besarnya
tekanan uap yang digunakan, bobot molekul masing-masing komponen dalam minyak,
dan kecepatan keluarnya minyak atsiri dari simplisia. Namun demikian, pembuatan minyak atisiri
dengan cara penyulingan mempunyai beberapa kelemahan:
a.
tidak
baik terhadap beberapa jenis minyak yang mengalami kerusakan oleh adanya panas
dan air.
b.
Minyak
atisiri yang mengandung fraksi ester akan terhidrolisis karena adanya air dan
panas.
c.
Komponen
minyak yang larut dalam air tidak dapat tersuling.
d. Komponen minyak yang bertitik didih tinggi
yang menentukan bau wangi dan mempunyai daya ikat terhadap bau, sebgaian tidak
ikut tersuling dan tetap tertinggal dalam bahan.
Jenis-jenis destilasi /
penyulingan, ada 3 yaitu: destilasi air,
destilasi uap dan air, dan destilasi uap.:
- Destilasi air
Pada destilasi air terjadi
kontank langsung antara simplisia dengan air mendidih. Simplisia yang telah dipotong-potong,
digiling kasar, atau digerus halus dididihkan dengan air, uap air dialirkan
melalui pendingin, sulingan berupa minyak yang belum murni ditampung. Penyulingan dengan cara ini sesuai untuk
simplisia kering yang tidak rusak dengan pendidihan. Penyulingan air biasa digunakan untuk menyari minyak atsiri yang
tahan panas dari grabahan maupun bahan yang berkayu dan keras.
Keuntungan
metode ini adalah: kualitas minyak atsiri baik (jika diperhatikan suhu tidak
terlalu tinggi), alat sederhana dan mudah diperoleh, dan mudah pengerjaannya.
Kerugian
dari metode ini adalah: tidak semua bahan dapat dilakukan dengan cara
ini (terutama bahan yang mengandung sabun, bahan yang larut dalam air, dan
bahan yang mudah hangus), adanya air sering menyebabkan terjadinya hidrolisis,
dan waktu penyulingan yang lama.
- Destilasi uap dan air
Penyulingan degnan cara ini
memakali alat semacam dandang. Simplisia
diletakkan di atas bagian yang berlubang-lubang sedangkan air di lapisan
bawah. Uap dialirkan melalui pendingin
dan sulingan ditampung, minyak yang diperoleh belum murni. Cara ini baik untuk simplisia basah atau
kering yang rusak pada pendidihan. Untuk
simplisia basah atau kering yang rusak pada pendidihan. Untuk simplisia kering harus dimaserasi lebih
dulu, sedangkan untuk simplisia segar yang baru dipetik tidak perlu
dimaserasi. Cara penyulingan ini banyak
dilakukan sebagai industri rumah, karena peralatan mudah didapat dan hasil yang
diperoleh cukup baik.
Kerugian cara ini, hanya
minyak dengan titik didih lebih rendah dari air yang dapat tersuling sehingga
hasil penyulingan tidak sempurna (masih banyak minyak yang tertinggal di
ampas).
- Destilasi uap.
Minyak atsiri biasanya
didapatkan dengan penyulingan uap pada bagian tanaman yang mengandung
minyak. Metode penyulingan ini
tergantung pada kondisi bahan tanaman
Penyulingan dengan uap
memerlukan air, uap panas yang biasanya bertekanan lebih dari 1 atmosfer
dialirkan melalui suatu pipa uap.
Peralatan yang dipakai tidak berbeda dnegn penyulingan air dan uap,
hanya diperlukan alat tambahan untuk memeriksa suhu dan tekanan. Bila pemeriksaan telah dilakukan degnan air
dan uap, hanya diperlukan alat tambahan untuk memeriksa suhu dan tekanan. Bila pemeriksaan telah dilakukan dengan baik,
dengan cara ini akan diperoleh minyak yang lebih banyak. Cara ini bisa juga digunakan untuk membuat
minyak atisiri dari biji, akar, kayu, yang umumnya mengandugn komponen minyak
yang bertitik didih tinggi. Penyulingan
ini dapat digunakan utnuk membuat minyak cengkeh, minyak kayumanis, minyak akar
wangi, minyak sereh, minyak kayuputih, dll.
Keuntungan dari cara ini
adalah: kualitas minyak yang dihasilkan cukup baik, tekanan dan suhu
dapat diatur, waktu penyulingan pendek, hidrolisis tidak terjadi.
Kerugian metode ini yaitu:
peralatan yang mahal dan memerlukan tenaga ahli.
Selain penyulingan dengan cara
di atas, dikembangkan juga cara sebagai berikut:
a.
Penyulingan dengan air dan penyulingan dengan uap disertai dengan
pengurangan tekanan.
Pengurangan tekanan akan
memperpendek waktu penyulingan pada tekanan 1 atmosfir. Keuntungan utama dengan cara ini ialah minyak
atsiri yang diperoleh berbau sama dengan bau aslinya, karena penyulingan
dilakukan pada suhu kurang dari 70oC (biasanya pada suhu 50oC)
hingga penguraian karena suhu tinggi dapat dihindari. Kelemahannya, alat yang dibutuhkan mahal.
b.
Penyulingan dengan air dan penyulingan dengan uap disertai penaikkan
tekanan.
Penyulingan dengan uap dengan menaikkan
tekanan, baik dilakukan untuk simplisia yang keras sepeti kayu, biji, kulit
kayu. Dengan penyulingan ini akan
diperoleh minyak lebih banyak dan akan memperpendek waktu penyulingan. Kerugian degnan penyulingan ini ialah terjadi
peruraian minyak atisiri sehingga berbeda dengan bentuk aslinya dan diperoleh
lebih sedikit dibanding dengan cara lain.
Tanaman
yang mengandung minyak atisiri bertitik didih rendah, lebih baik disuling
dengan tekanan kurang dari 1 atmosfir sedangkan yang mengandung minyak bertitik
didih tinggi dapat dengan penyulingan uap bertekanan lebih tinggi dari 1
atmosfir.
Dalam metode penyulingan uap
langsung (direct steam destillation) ang dapat dipakai pada obat-obatan tanaman
segar (peppermint, spearmint), hasilnya dipotong dan ditempatkan secara
langsung ke dalam tangki penyuling logam pada truck bed. Truck ini digerakkan pada shed penyuling
dimana steam lines ditempelkan pada bagian bawah tangki penyuling. Cara ini digunakan untuk daun dan mengandung
kadar minyak yang tinggi sehingga tidak perlu maserasi. Uap ditekan melalui pipa dan membawa tetesan
minyak melalui pipa yang akhirnya melewati ruang pengembun.
Selama
penyulingan uap, komponen tertentu minyak atsiri dapat terhidrolisis, sementara unsur lainnya dapat terdekomposisi
dengan suhu udara tinggi. Metode
penyulingan ideal yang menggunakan uap harus memberikan tingkat difusi setinggi
mungkin dari uap dan air melalui membran tanaman sehingga hidrolisis dan dekomposisi
tetap minimal.
2.
Enflurasi, yaitu pengambilan minyak atsiri dari tanaman menggunakan
lemak atau vaselin.
Seringkali kandungan minyak
atsiri dari bagian tanaman sangatlah kecil, misal pada mahkota bunga. Cara yang bisa dilakukan dengan menghamparkan
lemak (vaselin) pada lapisan tipis pelat kaca.
Mahkota bunga ditempatkan pada lemak selama beberapa jam, kemudian
diulangi yang baru beberapa kali.
Setelah minyak terserap dalam lemak padat tersebut, selanjutnya
diekstraksi dengan alkohol. Selanjutnya
dipisahkan antara alkohol dan minyak atsiri.
Penyarian minyak atsiri dengan lemak padat tersebut dikenal dengan
enfleurage.
Bunga-bunga
tertentu seperti melati, mawar yang disuling akan menghasilkna minyak yang
tidak berbau sama dengan buanganya. Minyak
atsiri dari bunga-bunga tersebut di atas, dperoleh dengan cara:
a. Pembuatan dengan lemak tanpa pemanasan
(Enflurasi / enfleurage). Cara ini sudah dilkukan sejak berabad-abad
yang lalu secara primitif. Estela tanaman dipetik tanaman tersebut
akan meneruskan proses fisiologisnya dengan mengeluarkan bau khasnya. Sesegera setelah bunga dipetik ditaburkan
diatas lemak, lemak mengabsorbsi minyak tersebut. Untuk memperbesar absorbsinya permukaan lemak
digores. Tiap 1 kg lemak diperlukan
bunga melati sebanyak 2,5 sampai 3 kg.
Untuk seluruh proses enflurasi memerlukan waktu 8 sampai 10 minggu. Lemak yang telah jenuh dengan minyak menguap,
dikerok dengan sudip, kemudian dilelehkan pada tempat tertutup. Lemak tersebut kemudian diekstraksi dengan
alkohol, lalu didinginkan pda suhu rendah (kalau mungkin 15oC) untuk
memisahkan dari lemaknya, disaring, kemudian dipekatkan degna cara
penyulingan. Cara ini dilkukan hanya
untuk bunga-bunga tertentu, memerlukan waktu lama dan memerlukan banyak tenaga
yang terlatih untuk mengerjakannya.
Walaupun dengan cara ini dapat menghasilkan minyak yang lebih baik. Syarat lemak yang digunakan adlah tidak
berbau dan mempunyai konsistensi tertentu.
b. Pembuatan dengan lemak panas.
Lemak dipanaskan pada suhu
lebih kurang 80oC. Bugna
segar dimaserasi dengan lemak panas tersebut selama 1,5 jam. Bunga tesebut harus sering diganti dengan
yang baru sampai tiap kg lemak kontak dengan 2 sd 2,5 kg bunga, kemudian
dibiarkan selama lebih kurang satu jam dan disaring melalui saringan logam. Untuk memisahkan lemak yang melekat, bunga
disiram dngan air panas kemunidan diperas dengan saringan kain. Air akan mudah dipisahkan dari lemak
tersebut. Selanjutnya seperti cara
enflurasi pada point a.
3.
Ekstraksi dengan pelarut minyak atsiri
Prinsip
dari ekstraksi ini adalah melarutkan minyak atisiri yang terdapat dalam
simplisia dengan pelarut organik yang mudah menguap. Simplisia diekstraksi dengan plarut yang
cocok dalam suatu ekstraktor pada suhu kamar, kemudian pelarut diuapkan dengan
tekanan yang dikurangi. Dengan cara ini
diperlukan banyak pelarut sehingga biaya cukup mahal dan harus dilakukan oleh
tenaga ahli. Sebagai pelarut biasanya
dipakai eter minyak tanah.
Pelarut
yang baik harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a.
Melarutkan sempurna komponen dari minyak atsiri yang terdapat dalam
tanaman.
b.
Mempunuyai titik didih rendah.
c. Tidak
campur dengan air.
d. Inert,
tidak bereaksi dengan komponen minyak atsiri.
e.
Mempunyai satu titik didih, bila diuapkan tidk meninggalkan sisa.
f. Harga
murah.
g. Bila
mungkin tidak mudah terbakar.
Pelarut
yang paling banyak digunakan adalah eter minyak tanah. Alkohol tidak baik digunakan karena alkohol
melarutkan air yang terdapat dalam tanaman.
Untuk simplisia tertentu alkohol menghasilkan bau yang tidak enak. Alkohol baik digunakan untuk simplisia
kering. Sari yang diperoleh dikenal
dengan nama tingtur yang banyak digunakan untuk sediaan farmasi. Ekstraksi dengan pelarut mudah menguap,
banyak banyak digunakan di berbagai
negara dan secara umum dapat dipakai untuk sediaan farmasi. Ekstraksi dengan pelarut mudah menguap,
banyak digunakan di berbagai negara dan secara umum dapat dipakai untuk bermacam simplisia dan diperoleh minyak
atsiri sesuai dengan aslinya.
Ekstraksi
dengan pelarut organik umumnya digunakan untuk mengekstraksi minyak atsiri yang
mudah rusak oleh pemanasan dengan uap dan air.
Cara ini baik untuk mengekstraksi minyak dari bunga-bungaan, misal: bunga cempaka, melati, mawar, dll.
Cara kerja ekstraksi dengan
pelarut menguap cukup sederhana, yaitu dengan cara memasukkan bahan yang akan
diekstraksi ke dalam ketel ekstraktor khusus dan kemudian ekstraksi berlangsung
secara sistematik pada suhu kamar, dengan menggunakan petroleum eter sebagai
pelarut. Pelarut akan berpenetrasi ke
dalam bahan dan melarutkan minyak bunga beserta beberapa jenis lilin dan
albumin serta zat warna. Larutan
tersebut selanjutnya dipompa ke dalam evaporator dan minyak dipekatkan pada
suhu rendah. Setelah semua pelarut
diuapkan dalam keadan vakum, maka diperoleh minyak bunga yang pekat. Suhu harus tetap dijaga tidak terlalu tinggi
selama proses ini. Dengan demikian uap
aktif yang terbentuk tidak akan merusak persenyawan minyak bunga. Jika dibandingkan dengan mutu minyak bunga
hasil penyulingan, maka minyak bunga hasil ekstraksi menggunakan pelarut lebih
mendekati bau bunga alamiah. Semua
minyak yang diekstraksi dengan pelarut menguap mempunyai warna gelap, karena
mengandung pigmen alamiah yang bersifat tidak dapat menguap. Sebaliknya hasil penyulingan uap, umumnya
berwarna cerah dan bersifat larut dalam alkohol 95%.
Dalam industri parfum,
sebagian besar produksi minyak atsiri modern dilakukan dengan ekstraksi, dengan
menggunakan sistem pelarut yang berdasar pelarut yang mudah menguap seperti
eter minyak tanah. Keuntungan utama
ekstraksi adalah suhu yang bisa dipertahankan kurang lebih 50oC
selama proses. Hasilnya minyak atsiri
yang didapat mempunyai bau yang lebih alami yang tidak dapat ditandingi minyak
suling. Hal ini karena selama penyulingan,
dengan suhu yang tinggi, dapat mengubah konstituen minyak atsiri. Namun demikian, metode penyulingan
operasionalnya lebih murah dibandingkan dengan proses ekstraksi.
Simplisia
dimasukkan ke dalam ekstraktor dan selanjutnya pelarut oraganik murni
dipompakan ke dalam ekstraktor. Pelarut
organik akan menembus ke dalam
ekstraktor. Pelarut organik akan
menembus ke dalam jaringan simplisia dan akan melarutkan minyak serta bahan
lainnya seperti dmar dan lilin. Komponen
tersebut merupakan pengotor, dan dipisahkan dengan cara penyulingan pada suhu
rendah dan tekanan rendah. Dengan cara penyulingan ini diperoleh
campuran pelarut dan minyak atsiri disebut concrete.
Pemurnian
concrete (pelarut + minyak atsiri)
ini dilakukan dengan melarutkan dalam
alcohol, diambil fase alcohol. Fase
alcohol ini didinginkan 0oC, diperoleh minyak atsiri dalam alcohol
dan lilin. Dilakukan penyaringan terhadap campuran ini,
diambil fase minyak atsiri dalam alkohol.
Untuk memisahkan alkohol dan minyak atsiri, dilakukan penyulingan pada
tekanan dan suhu rendah, akan diperoleh alkohol dan minyak atsiri murni.
4.
Pengepresan
Pembuatan
minyak atsiri dengan cara pengepresan (ekspresi) dilakukan terhadap bahan
berupa biji, buah atau kulit buah yang dihasilkan dari tanaman yang termasuk
jenis Sitrus, karena minyak atsiri dari jenis tanaman tersebut akan mengalami
kerusakan bila dibuat dengan cara penyulingan.
Cara ini juga
digunakan untuk mengambil minyak atsiri dari biji.
Berdasar
tipe alat ekspresi dibedakan menjadi 2 macam yaitu hidraulic expressing, dan
expeller expressing.
5.
Hidrolisis glikosida
Dilakukan
hidrolisis untuk memecah menjadi aglikonnya (minyak atsirinya). Contoh minyak atsiri yang diperoleh dengan
cara ini hádala minyak mustar, diperoleh dengan hidrolisis enzimatis dari
glikosida. Dalam biji mustar hitam, glikosida sinigrin,
dihidrolisis oleh myrosin dengan menghasilkan minyak mustar. Biosintesis terjadinya hidrolisis dapat
dilihat dalam pembahasan glikosida, sub bab glikosida alil isotiosianat.
6. Ecuelle.
Beberapa minyak atsiri tidak dapat disuling tanpa
terjadi dekomposisi, jadi dilakukan cara yang lain yaitu pengepresan
(expression) misalnya minyak lemon dan minyak jeruk. Di Amerika Serikat, metode umum mendapat
citrus oil meliputi menusuk kelenjar minhyak dengan menggulingkan buah di atas
sebuah bak yang dilapis dengan duri-duri yang
tajam guna merembeskan kulit ari dan menembus kelenjar minyak yang
ditempatkan di bagian luar kulit. Cara
ini disebut dengan metode ecuelle.
Langkah menekan pada buah menghilangkan minyak dari kelenjar dan
semprotan air membasuh minyak yang masih melekat pada kulit sementara ampas
tersaring melalui tabung pusat yang membuang bagian tengah buah. Emulsi minyak-air yang dihasilkan dipisahkan dengan sentrifugasi.
PEMURNIAN
Minyak
yang dihasilkan dari penyulingan tanaman pada umumnya tidak murni karena maíz
tercampur dengan minyak lain yang berasal dari tanaman sendiri atau dengan hasil
penguraian componen tanaman yang disebabkan proses penyulingan.
Untuk
memperoleh minyak yang murni perlu dilakukan prosese pemurnian. Proses pemurnian dapat dilakukan dengan:
a.
Penyulingan kembali
Penyulingan
kembali bertujuan untuk meisahkan componen yang muda menguap dari componen yang
tidak mudah menguap seperti logam berat yang menyebabkan minyak berwarna lebih
gelap dan debu halus yang terbawa oleh uap atau uap air pada waktu penyulingan.
b.
Penyulingan bertingkat
Penyulingan
ini bertujuan untuk memisahkan minyak berdasarkan perbedaan titik didih. DIlakukan penyulingan dengan pengurangan
tekanan. Di industri minyak atsiri dilakukan penyulingan
pada tekanan tidak lebih dari 5-10 mm Hg.
Untuk minyak-minyak yang bertitik didih tinggi dapat dipakai tangas air.
c.
Penurunan suhu.
Penurunan
suhu untuk menghablurkan hasil sampingan dari minyak atsiri yang berupa senyawa
hidrokarbon yang teroksidasi.
d.
Penghabluran bertingkat
Penghabluran
bertingkat dilakukan dengan penambahan dengan bermacam-macam pelarut yang
cocok, pada penambahan tersebut akan menghasilkan hablur secara bertingkat.
e.
Menghilangkan komponen dengan reaksi kimia.
Komponen
yang tidak dikehendaki dihilangkan dengan reaksi kimia. Asam-asam bebas dapat dihilangkan degnan
natrium karbonat, basa dengan asam hidroksida, fenol dengan natrium hidroksida,
aldehida dengan natrium bisulfat, dll.
