Minyak Atsiri Pala

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.:

1. 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.

2. 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).

3. 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 70^oC (biasanya pada suhu 50^oC) 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 15^oC) 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 80^oC.  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 50^oC 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 0^oC, 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.