SIFAT KIMIA DAN SIFAT FISIKA MINYAK ATSIRI
SIFAT KIMIA DAN SIFAT FISIKA MINYAK ATSIRI
A. DEFINISI MINYAK ATSIRI Miny Minyak ak
Atsi Atsiri ri, ,
(Aether Aetheric ic
Oil), Oil),
Arom Aromat atik ik, ,
adal adalah ah
cair cairan an
kent kental al
atau atau
Minyak Minyak
dike dikena nal l
Esensi Esensial, al,
kelo kelomp mpok ok
pada pada
suhu suhu
besa besar r ruan ruang g
juga juga
seba sebaga gai i
Minyak Minyak miny minyak ak namu namun n
Miny Minyak ak
Eter Eteris is
serta serta
Minyak Minyak
Terban Terbang, g, naba nabati ti
muda mudah h
yang yang
berw berwuj ujud ud
meng mengua uap p
sehi sehing ngga ga
memberikan aroma yang khas. Minyak Atsiri merupakan bahan dasar dari wangi-wangian atau minyak gosok (untuk pengobatan) alami. i dalam perdagangan, perdagangan, sulingan Minyak Atsiri dikenal sebagai sebagai bibit minyak wangi. wangi. Miny Minyak ak
atsi atsiri ri
(min (minya yak k
esen esensi sial al) )
adal adalah ah
komp kompon onen en
pemb pemberi eri
aroma yang dapat ditemukandalam berbagai macam bagian tumbuhan. !sti !stila lah h
esen esensi sial al
dipa dipaka kai i
tana tanama man n
asal asalny nya. a.
ala alam m
atsiri atsiri tidak tidak atsi atsiri ri
dapa dapat t
kare karena na
kead keadaa aan n
berwarn berwarna." a."amu amun n tero teroks ksid idas asi i
beruba berubah h
menjad menjadi i
lebih lebih
beru beruba bah h
warn warna, a,
minya minyak k
cahaya,
misalnya
pada pada
dan dan
miny minyak ak murn murni i
disimpan
tanp tanpa a
penyim penyimpan panan an
memb memben entu tuk k
tua (gelap) (gelap). . atsi atsiri ri
mewa mewaki kili li
penc pencem emar ar, , yang yang
resi resin n
terl terlin indu dung ngi i
bejana
gelas
lama, lama,
sert serta a
#ntuk #ntuk mencega mencegah h
haru harus s
dalam
atsi atsiri ri
bau bau
miny minyak ak minyak minyak
warn warnan anya ya
supaya supaya tidak tidak dari dari yang
pengaruh berwarna
gelap .$ejana tersebut juga diisi sepenuh mungkin sehingga tidak memungkinkan memungkinkan hubungan langsung dengan udara, ditutup rapat serta disimpan di tempat yang kering dan sejuk. Minyak atsiri adalah minyak yang dihasilkan dari jaringan tanaman tanaman tertentu, tertentu, seperti akar, batang, batang, kulit, bunga, daun, biji dan rimpang. Minyak ini bersi%at mudah menguap pada suhu kamar (&') tanpa mengalami dekomposisi dan berbau wangi sesuai dengan tanaman penghasilnya, serta umumnya larut dalam pelarut organik tetapi tidak larut dalam air (*unther, +).
Minyak penyedap
dapat
(flavoring ),
sedative atsiri
atsiri
antiseptic
serta stimulan.
di
dunia
penyumbang
maka
deisa
digunakan
sebagai
internal,
bahan
Terus berkembangnya
minyak
negara
atsiri
yang
bahan
di
cukup
pewangi, analgesic,
penggunaan
!ndonesia
signi%ikan
minyak
merupakan
setelah
ina
(astrohamidjoyo, &/). Minyak
atsiri
dapat
protoplasma akibat adanya sel.
Minyak
atsiri
terbentuk
secara
langsung
peruraian lapisan resin
terkandung
dalam
berbagai
oleh
dari dinding
organ
tanaman,
seperti didalam rambut kelenjar (pada %amili 0abiatae), di dalam sel-sel parenkim (pada %amili 1iperaceae), di dalam rongga-rongga ski2ogen dan lisigen (pada %amili 1inaceae dan 3utaceae). Minyak 1ertama,
atsiri
minyak
secara
atsiri
umum
yang
di
bagi
komponen
menjadi
dua
penyusunnya
kelompok.
sukar
untuk
dipisahkan, seperti minyak nilam dan minyak akar wangi. Minyak atsiri kelompok ini la2imnya langsung digunakan tanpa diisolasi komponen-komponen
penyusunnya
sebagai
pewangi
berbagai
produk.
4edua, minyak atsiri yang komponen-komponen senyawa penyusunnya dapat
dengan
mudah
dipisahkan
menjadi
senyawa
murni,
seperti
minyak sereh wangi, minyak daun cengkeh, minyak permen dan minyak terpentin. sebagai
enyawa
bahan
murni
dasar
untuk
hasil
pemisahan
diproses
biasanya
menjadi
produk
digunakan yang
lebih
berguna. 1ada
tanaman,
minyak
atsiri
mempunyai
tiga
%ungsi
yaitu5
membantu proses penyerbukan dan menarik beberapa jenis serangga atau hewan, mencegah kerusakan tanaman oleh serangga atau hewan, dan
sebagai
cadangan
digunakan sebagai
bahan
makanan
bagi
baku dalam
tanaman.
berbagai
Minyak
atsiri
industri, misalnya
industri par%um, kosmetika, %armasi, bahan penyedap (flavouring agent)
dalam
industri
makanan
dan
minuman
(4etaren,
+6').
B. SIFAT FISIKA MINYAK ATSIRI eperti bahan-bahan lain yang memiliki si%at %isik, minyak atsiri
juga
memiliki
si%at
%isik
yang bisa
di
ketahui melalui
beberapa pengujian. i%at %isik dari setiap minyak atsiri berbeda satu sama lain. i%at %isik terpenting dari minyak atsiri adalah dapat menguap pada suhu kamar sehingga sangat berpengaruh dalam menentukan metode analisis yang dapat digunakan untuk menentukan komponen kimia dan komposisinya dalam minyak asal. i%at-si%at %isika minyak atsiri, yaitu 5 bau yang karakteristik,
bobot
jenis,
indeks
bias
yang
tinggi,
bersi%at
optis akti%.
a. Bau yang karakteristik Minyak atsiri adalah minyak yang dihasilkan dari jaringan tanaman tertentu, seperti akar, batang, kulit, bunga, daun, biji dan rimpang. Minyak ini bersi%at mudah menguap pada suhu kamar (&') tanpa mengalami dekomposisi dan berbau wangi sesuai dengan tanaman penghasilnya, serta umumnya larut dalam pelarut organik tetapi tidak larut dalam air (*unther, +).
b. Bobot Jenis $obot jenis adalah perbandingan bobot 2at di udara pada suhu &'
terhadap
bobot
1enentuan bobot
air
dengan
jenis menggunakan
olume
dan
suhu
alat piknometer.
minyak atsiri umumnya berkisar antara
yang
sama.
$erat jenis
,6-+,+6. $obot jenis
merupakan salah satu kriteria penting dalam penentuan mutu dan kemurnian minyak atsiri (*unther, +67). $esar
bobot
jenis
pada
berbagai
minyak
atsiri
sangat
di
pengaruhi dari ukuran bahan dan lama penyulingan yang di lakukan. berikut adalah gra%ik yang di peroleh dari pengujian bobot jenis pada minyak atsiri kayu manis.
#ji $"8 menunjukkan bahwa perlakuan $o dan $+ tidak berbeda nyata
terhadap
bobot
jenis,
tapi
keduanya
berbeda
dengan
perlakuan $&. "ilai bobot jenis minyak ditentukan oleh komponen kimia yang terkandung di dalamnya. emakin tinggi kadar %raksi berat maka bobot jenis semakin tinggi. 1ada waktu penyulingan, penetrasi uap pada bahan
berukuran kecil berlangsung lebih mudah
karena jaringannya lebih terbuka sehingga jumlah uap air panas yang
kontak
dengan
mengakibatkan cepat
minyak
komponen
diuapkan.
ari
lebih
%raksi
segi
banyak.
berat
ukuran
4ondisi
minyaknya
bahan,
bobot
lebih jenis
tersebut mudah
dan
tertinggi
(,9') diperoleh dari bahan ukuran kecil, sedangkan dari segi lama penyulingan, bobot jenis tertinggi (,++) diperoleh pada penyulingan /
jam. 4ombinasi perlakuan yang menghasilkan bobot
jenis paling tinggi (,7) adalah A+$+, yaitu susunan bahan bertingkat, ukuran bahan sedang dan lama penyulingan / jam. "ilai bobot jenis semua perlakuan berkisar antara ,7&& sampai ,7.
c. Indeks Bias !ndeks bias suatu 2at adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam 2at tersebut. 1enentuan indeks alat
bias
adalah
kerapatan
menggunakan
alat
3e%raktometer.
penyinaran
yang
menembus
yang
berbeda,
kemudian
1rinsip
dua
terjadi
macam
penggunaan
media
pembiasan
dengan
(perubahan
arah sinar) akibat perbedaan kerapatan media. !ndeks bias berguna untuk
identi%ikasi
suatu
2at
dan
deteksi
ketidakmurnian
(*uenther, +67). emakin indek
banyak kandungan airnya,
biasnya.
!ni
karena
si%at
maka
dari
semakin
air
yang
kecil mudah
nilai untuk
membiaskan cahaya yang datang. 8adi minyak atsiri dengan nilai indeks
bias
yang
besar
lebih
bagus
dibandingkan
dengan
minyak
atsiri dengan nilai indeks bias yang kecil. elain itu, semakin
tinggi kadar patchouli
alcohol maka semakin tinggi pula indeks
bias yang dihasilkan. :al
ini
berukuran
kecil
minyaknya
menembus
diteruskan
karena
berlangsung
lebih
mengakibatkan yang
disebabkan
banyak
kerapatan minyak
dalam
lebih
mudah
molekul
dalam
minyak
lebih
diteruskan.
medium
minyak
sehingga
terkandung
sukar
suatu
penguapan
(minyak)
bahan
%raksi
berat
minyak, tinggi
emakin
maka
dari
yang
dan
sukar
nilai
sinar sinar
indeks
bias
medium tersebut semakin tinggi. ebagian besar komponen minyak kulit kayumanis terdiri atas kelompok
senyawa
kerapatan yang
terpen-o
lebih
yang
mempunyai
berat
tinggi dibanding kelompok
molekul
dan
senyawa terpen,
tetapi relati% mudah larut dalam air. emakin lama penyulingan, senyawa
terpen-o
semakin
banyak
mengakibatkan kerapatan minyak
terlarut
menurun
dalam
sehingga
air
panas
yang
indeks biasnya
lebih rendah. 4ombinasi perlakuan yang menghasilkan indeks bias paling
tinggi
(+,';/+)
adalah
perlakuan
A+$+,
yaitu
susunan
bahan bertingkat, ukuran bahan sedang dan lama penyulingan / jam. "ilai indeks bias semua perlakuan berkisar antara +,''+' sampai +,';/+<
nilai
Essential
ini
=il
lebih
rendah
Association
o%
dibanding #A
(E=A)
standar tahun
mutu +7
dari yang
mensyaratkan nilai +,'79 > +,'+.
d. utaran !"tik etiap jenis minyak atsiri memiliki kemampuan memutar bidang polarisasi
cahaya
ke
arah
kiri
atau
kanan.
$esarnya
pemutaran
bidang polarisasi ditentukan oleh jenis minyak atsiri, suhu, dan panjang gelombang cahaya yang digunakan. 1enentuan putaran optik menggunakan alat 1olarimeter (4etaren, +6'). $erikut ini adalah hasil pengujian minyak atsiri kayu manis, di mana hanya ukuran bahan yang berpengaruh terhadap nilai putaran
optik
minyak.
menghasilkan
#ji
$"8
putaran
menunjukkan
optik
yang
bahwa
berbeda
ukuran
bahan
sangat
nyata
besar dengan
ukuran sedang dan kecil.
$esarnya putaran optik tergantung pada jenis dan konsentrasi senyawa,
panjang
jalan
yang
ditempuh
sinar
melalui
senyawa
tersebut dan suhu pengukuran. $esar putaran optik minyak merupakan gabungan nilai putaran optik senyawa
penyusunnya.
menghasilkan
minyak
banyak (lengkap) putaran
optik
1enyulingan yang
komponen
dibanding
yang
bahan
berukuran
senyawa
kecil
penyusunnya
dengan bahan ukuran besar,
terukur
adalah
putaran
optik
dari
akan lebih
sehingga gabungan
(interaksi) senyawa-senyawa yang biasanya lebih kecil dibanding putaran optik gabungan senyawa yang kurang lengkap (sedikit) yang dihasilkan bahan berukuran besar. 1utaran optik minyak dari semua perlakuan
bersi%at
polarisasi
cahaya
negati%,
kekiri.
yang
"ilainya
berarti antara
memutar
(-)
',9
bidang
sampai
(-)
;,7' derajat. "ilai ini lebih besar dibanding standar E=A (+7) yang nilainya (-) & sampai derajat.
e. Ke#arutan Da#a$ A#ko%o# 4elarutan dalam alkohol merupakan nilai perbandingan banyaknya alkohol.
minyak etiap
atsiri minyak
yang
atsiri
larut
sempurna
mempunyai
nilai
dengan
pelarut
kelarutan
dalam
alkohol yang spesi%ik, sehingga si%at ini bisa digunakan untuk menentukan suatu kemurnian minyak atsiri. Minyak
atsiri
banyak
yang
mudah
larut
dalam
etanol
dan
jarang yang larutdalam air, sehingga kelarutannya mudah diketahui dengan menggunakan etanolpada berbagai tingkat konsentrasi. #ntuk menentukan kelarutan minyak atsiri jugatergantung pada kecepatan daya larut dan kualitas minyak atsiri tersebut. 4elarutan minyak juga dapat berubah karena lamanya penyimpanan. :alini disebabkan
karena
proses
sehinggauntuk tinggi.
polimerisasi
melarutkannya
diperlukan
4ondisipenyimpanan
polimerisasi
diantaranya
menurunkan
kurang
daya
konsentrasi baik
cahaya,udara,
kelarutan, etanol
dapat
dan
yang
mempercepat
adanya
air
bisa
menimbulkan pengaruh yang tidak baik. Minyak
atsiri
mempunyai
si%at
yang
larut
dalam
pelarut organik dan tidak larut dalam air. $erikut adalah hasil pengujian tingkat kelarutan minyak dalam alkohol yang dipengaruhi oleh semua %aktor perlakuan dan kombinasinya. #ji $"8 terhadap pengaruh susunan bahan menunjukkan bahwa susunan
bahan
bertingkat
(A+)
menghasilkan
minyak
minyak
yang
secara nyata lebih mudah larut dalam alkohol, dibanding susunan tidak bertingkat (A) (*ambar 6). Tingkat kelarutan minyak dalam alkohol
dipengaruhi
dikandungnya.
oleh
Menurut
jenis
:eath
dan
konsentrasi
(+76),
minyak
senyawa
yang
atsiri
yang
konsentrasi senyawa terpennya tinggi, sukar larut< sedangkan yang banyak alam
mengandung penyulingan
menembus
bahan
senyawa
terpen-o
bertingkat,
yang
uap
susunannya
mudah
panas
tidak
larut
lebih
padat
dalam
mudah
etanol.
dan
dibanding
cepat
susunan
tidak bertingkat, sehingga senyawa terpen-o yang titik didihnya lebih
rendah,
minyaknya
lebih
mudah
banyak
larut
dalam
terdapat alkohol.
dalam #ji
minyak
$"8
sehingga
pengaruh
ukuran
bahan menunjukkan bahwa minyak dari bahan berukuran besar ($&) secara
sangat
ukuran
kecil
berukuran
nyata ($)
lebih
lebih dan
besar,
sukar
sedang lebih
larut ($+)
sukar
dalam
alkohol
(*ambar diuapkan
).
dibanding
$ahan
minyak
yang
atsirinya
sehingga senyawa %raksi berat dalam minyak seperti seskuiterpen akan terpolimerisasi akibat pengaruh panas penyulingan
dan
polimer
yang
terbentuk
terus menerus dalam
tidak
dapat
diuapkan.
4ondisi tersebut mengakibatkan komposisi terpen-o dalam minyaknya lebih rendah sehingga minyaknya sukar larut dalam alkohol.
#ji $"8 terhadap lama penyulingan menunjukkan bahwa minyak yang
dihasilkan
dari
penyulingan
;
jam
lebih
sukar
larut
dibanding penyulingan / jam. emakin dalam
lama
minyak
alkohol
penyulingan
akan
semakin
lebih
rendah.
maka
banyak 4ombinasi
senyawa
%raksi-%raksi
berat
kelarutannya
dalam
sehingga perlakuan
yang
menghasilkan
minyak yang lebih mudah larut dalam alkohol dengan nisbah olume alkohol dan minyak +,&'5+ adalah A+$+, yaitu perlakuan susunan bahan bertingkat, ukuran bahan sedang dan lama penyulingan / jam. Menurut
standar
E=A
(+7),
kelarutan
minyak
dalam
etanol
7?
adalah dalam nisbah olume alkohol dengan minyak sebesar 95+ atau lebih.
e. &arna esuai kuning
muda
dengan hingga
"!
;-&96'-&;,
coklat
kemerahan,
minyak namun
atsiri setelah
berwarna dilakukan
penyimpanan minyak berubah warna menjadi kuning tua hingga coklat muda. *uenther (+) mengatakan bahwa minyak akan berwarna gelap oleh aging, bau dan %laornya tipikal rempah, aromatik tinggi, kuat dan tahan lama.
'. SIFAT KIMIA MINYAK ATSIRI a. Bi#angan Asa$ $ilangan asam pada minyak atsiri menandakan adanya kandungan asam
organik
pada
minyak
tersebut.
Asam
organik
pada
minyak
atsiri bisa terdapat secara alamiah. "ilai bilangan asam dapat digunakan untuk menentukan kualitas minyak (4ataren, +6'). :asil analisis minyak kilemo menunjukkan bahwa minyak kilemo dari kulit batang yang disuling dengan metode kukus secara isual mempunyai bilangan asam tertinggi, sedangkan minyak kilemo dari
daun yang disuling dengan metode rebus mempunyai bilangan asam terendah.
$esarnya
bilangan
asam
minyak
kilemo
dari
daun
yang
disuling dengan metode kukus adalah +.&& dan yang disuling dengan metode rebus .7& sedangkan untuk minyak kilemo dari kulit batang yang
disuling
disuling bilangan
dengan
dengan asam
metode
metode
minyak
rebus
kilemo
batang disebabkan karena minyak. yang
edangkan
disuling
besarnya
+.7&.
hasil
/.&,
Adanya
dan
yang
perbedaan
penyulingan
daun
nilai
dan
kulit
perbedaan kandungan senyawa asam
perbedaan
dengan
kukus
nilai
sistem
bilangan
kukus
asam
dan
minyak
rebus,
pada
kilemo
kemungkinan
disebabkan karena terjadi proses oksidasi pada waktu penyulingan dengan sistem kukus.
b. Bi#angan Ester
$ilang diperlukan minyak
ester untuk
dapat
merupakan
penyabunan
menandakan
banyaknya
ester.
bahwa
jumlah
Adanya
minyak
alkali
bilangan
tersebut
ester
mempunyai
yang pada aroma
yang baik. ari hasil analisis diperoleh bahwa minyak kilemo dari daun yang disuling dengan metode kukus secara isual mempunyai bilangan
ester
batang yang
tertinggi,
disuling
sedangkan
minyak
dengan metode rebus
kilemo
dari
kulit
menghasilkan bilangan
ester terendah. $esarnya disuling dengan
bilangan
dengan
metode
ester
metode
rebus
kukus
&6.''.
minyak adalah
kilemo 9+.;;,
edangkan
untuk
dari dan
daun
yang
minyak
yang
disuling
kilemo
dari
kulit batang yang disuling dengan metode kukus besarnya +6.7/ dan yang disuling dengan metode rebus besarnya +7.;. 1erbedaan nilai bilangan batang
ester
tumbuhan
minyak
kilemo
kilemo
kandungan senyawa
ester
hasil
kemungkinan
penyulingan disebabkan
pada minyak.
ari
daun
karena
dan
kulit
perbedaan
pengamatan diperoleh
bahwa minyak kilemo dari daun mempunyai aroma yang lebih segar
bila
dibandingkan
minyak
ini
dapat
aroma
minyak
membuat
dari
tingginya
kulit
batang.
bilangan
ester
i%at pada
aroma minyak
tersebut. Minyak
atsiri
juga
mengakibatkan perubahan
dapat
si%at
mengalami
kimia
kerusakan
minyak atsiri yaitu
yang dengan
proses oksidasi, hidrolisa, dan resini%ikasi.
a. !ksidasi 3eaksi
oksidasi
pada
minyak
atsiri
terutama
terjadi
pada
ikatan rangkap dalam terpen. 1eroksida yang bersi%at labil akan berisomerisasi
dengan
adanya
air,
sehingga
membentuk
senyawa
aldehid, asam organik, dan keton yang menyebabkan perubahan bau yang tidak dikehendaki (4etaren, +6').
b. (idro#isis 1roses hidrolisis terjadi pada minyak atsiri yang mengandung ester. 1roses hidrolisis ester merupakan proses pemisahan gugus =3 dalam molekul ester sehingga terbentuk asam bebas dan alkohol. Ester akan terhidrolisis secara sempurna dengan adanya air dan asam sebagai katalisator (4etaren, +6').
c. Resini)ikasi $eberapa %raksi dalam minyak atsiri dapat membentuk resin, yang merupakan senyawa polimer. 3esin ini dapat terbentuk selama proses pengolahan (ekstraksi) minyak yang mempergunakan tekanan dan suhu tinggi selama penyimpanan (4etaren, +6'). Minyak
atsiri
yang
kita
kenal
selama
ini,
memiliki
si%at
mudah menguap dan mudah teroksidasi. :al itulah yang menyebabkan perubahan
secara
%isika
maupun
kimia
pada
minyak
atsiri. 1erubahan si%at kimia minyak atsiri dapat terjadi saat 5 +.
1enyimpanan bahan
1enyimpanan bahan sebelum dilakukan pengecilan ukuran bahan mempengaruhi penguapan
jumlah
secara
minyak
bertahap
atsiri,
yang
terutama
sebagian
besar
dengan
adanya
disebabkan
oleh
udara yang bersuhu cukup tinggi. =leh karena itu, bahan disimpan pada udara kering bersuhu rendah.
&. a.
1roses ekstraksi 1roses ekstraksi 1erubahan
si%at
kimia
dapat
disebabkan
karena
suhu
ekstraksi
terlalu tinggi. b.
1roses distilasi 1erubahan si%at kimia pada proses ini terutama disebabkan karena adanya air, uap air, dan suhu tinggi.
c.
1roses pengepresan 1erubahan si%at kimia pada proses ini terutama disebabkan karena minyak atsiri berkontak dengan udara.