BAB III DASAR TEORI. Minyak atsiri disebut juga minyak eteris adalah minyak yang bersifat

Transkripsi

1 11 BAB III DASAR TEORI 3.1 Minyak Atsiri Minyak atsiri disebut juga minyak eteris adalah minyak yang bersifat mudah menguap, yang terdiri dari campuran yang mudah menguap, dengan komposisi dan titik didih berbeda-beda. Setiap substansi yang dapat menguap memiliki titik didih dan tekanan uap tertentu dan dalam hal ini dipengaruhi oleh suhu. Pada umumnya tekanan uap yang rendah dimiliki oleh persenyawaan yang memiliki titik didih tinggi (Guenther, 2006). Minyak atsiri, atau dikenal juga sebagai minyak eteris (Aetheric Oil), minyak esensial, minyak terbang, serta minyak aromatik, adalah kelompok besar minyak nabati yang berwujud cairan kental pada suhu ruang namun mudah menguap sehingga memberikan aroma yang khas. Minyak Atsiri merupakan bahan dasar dari wangi-wangian atau minyak gosok (untuk pengobatan) alami. Di dalam perdagangan, sulingan Minyak Atsiri dikenal sebagai bibit minyak wangi. Para ahli biologi menganggap, minyak atsiri merupakan metabolit sekunder yang biasanya berperan sebagai alat pertahanan diri agar tidak dimakan oleh hewan (hama) ataupun sebagai agen untuk bersaing dengan tumbuhan lain dalam mempertahankan ruang hidup. Walaupun hewan kadang-kadang juga mengeluarkan bau-bauan, zat-zat itu tidak digolongkan sebagai minyak atsiri. Minyak Atsiri bersifat mudah menguap karena titik uapnya rendah. Selain itu, susunan senyawa komponennya kuat memengaruhi saraf manusia

2 12 terutama di hidung sehingga memberikan efek psikologis tertentu. Setiap senyawa penyusun memiliki efek tersendiri, dan campurannya dapat menghasilkan rasa yang berbeda. Secara kimiawi, minyak atsiri tersusun dari campuran yang rumit berbagai senyawa, namun suatu senyawa tertentu biasanya bertanggung jawab atas suatu aroma tertentu. Sebagian besar minyak atsiri termasuk dalam golongan senyawa organik terpena dan terpenoid yang bersifat larut dalam minyak/lipofil. 3.2 Ekstraksi Minyak Atsiri Untuk memperoleh minyak atsiri dari suatu bahan dapat dilakukan dengan berbagai cara diantaranya penyulingan, pengepresan, ekstraksi pelarut mudah menguap dan ekstraksi dengan lemak padat. Penyulingan dapat didefinisikan sebagai pemisahan komponen suatu campuran dari dua jenis cairan atau lebih berdasarkan perbedaan tekanan uap dan titik didih dari masing-masing zat tersebut. Pada proses penyulingan minyak atsiri dikenal tiga metode penyulingan yaitu penyulingan dengan air langsung, penyulingan air-uap dan penyulingan uap langsung. Masing-masing metode penyulingan memiliki kelebihan dan kekurangan. Sebelum melakukan penyulingan, bahan perlu perlakuan pendahuluan. Perlakuan pendahuluan meliputi pengecilan ukuran, pengeringan atau pelayuan dan fermentasi (pemeraman). Pengecilan ukuran dilakukan dengan merajang bahan, perajangan ini dimaksudkan untuk memudahkan penguapan minyak atsiri dan untuk mengurangi sifat kamba bahan olah. Pelayuan atau pengeringan bahan dilakukan untuk menguapkan sebagian air sehingga memudahkan proses penyulingan dan untuk menguraikan zat tidak

3 13 berbau menjadi berbau wangi. Sedangkan proses pemeraman dilakukan pada minyak-minyak tertentu untuk memecahkan sel-sel minyak pada daun (Ketaren, 1985). Ekstraksi merupakan suatu proses mengambil atau menarik senyawa yang terdapat dalam suatu bahan dengan pelarut yang sesuai. sedangkan isolasi merupakan suatu proses mengambil atau menarik senyawa yang diinginkan dari beberapa senyawa hasil ekstraksi tersebut. Minyak atsiri merupakan zat berbau yang terdapat dalam berbagai tanaman, misalnya: daun, bunga, buah, batang atau kayu. Minyak atsiri merupakan senyawa minyak yang berasal dari bahan tumbuhan dengan beberapa sifat yaitu sangat mudah menguap bila dibiarkan diudara terbuka, memiliki bau khas seperti tumbuhan aslinya, umumnya tidak berwarna tetapi memiliki warna gelap karena mengalami oksidasi. Minyak atsiri dikenal dengan beberapa nama, yaitu: 1. Minyak menguap (volatile oils), karena bila dibiarkan diudara terbuka mudah menguap tanpa meninggalkan bekas, juga karena mengandung senyawa atau komponen yang mudah menguap dengan komposisi dan titik didih yang berbeda. 2. Minyak essensial, karena merupakan senyawa essential atau konstituen berbau dari tanaman penghasil. 3. Minyak eteris.

4 14 Beberapa sifat minyak atsiri sebagai berikut: 1. Mudah menguap bila dibiarkan pada udara terbuka. 2. Tidak larut dalam air. 3. Larut dalam pelarut organik. 4. Tidak berwarna, tetapi semakin lama menjadi gelap karena mengalami oksidasi.. 5. Memiliki bau yang khas seperti pada tumbuhan aslinya. Ekstraksi minyak atsiri bisa dilakukan dengan berbagai cara, misal dengan destilasi, menggunakan lemak yang biasa digunakan untuk ekstraksi minyak atsiri dari bunga. Adapun ekstraksi dengan destilasi dibagi menjadi tiga, yaitu: Destilasi Air Bahan yang akan disuling dihubungkan langsung dengan air mendidih atau dengan kata lain merebus tanaman secara langsung. Kelebihannya adalah alatnya sederhana dan waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan minyak atsiri sebentar. Sedangkan untuk kekurangannya destilasi air ini tidak ccok untuk bahan baku yang tidak tahan uap panas dan kualitas hasil penyulingan tidak sebaik destilasi uap-air Destilasi Uap-air Bahan yang digunakan tidak kontak langsung dengan air namun diberi sekat antara air dan simplisia yang biasa disebut angsang. Prinsipnya air mendidih dan uap air akan membawa partikel minyak atsiri untuk dialirkan ke kondensor kemudian ke alat pemisah secara otomatis air dan minyak akan terpisah karena ada perbedaan berat jenis dimana berat jenis minyak lebih

5 15 kecil dibandingkan berat jenis air sehingga minyak berada di atas dan air dibawah. Kelebihan destilasi uap-air yaitu alatnya sederhana tetapi bisa menghasilkan minyak atsiri dalam jumlah yang cukup banyak sehingga efisien dalam penggunaan, minyak yang dihasilkan tidak mudah menguap karena pembawanya adalah air yang tidak mudah menguap pada suhu kamar. Sedangkan kelemahannya metode ini tidak cocok untuk minyak atsiri yang rusak oleh panas uap air, serta membutuhkan waktu destilasi yang lebih panjang untuk hasil yang lebih banyak Destilasi Uap Dalam bejana tersebut hanya terdapat simplisia. Prinsipnya uap air yang dihasilkan oleh steam generator akan mengalir ke wadah simplisia dan membawa minyak atsiri bersama sengan uap air tesebut. Destilasi uap ini merupakan destilasi yang paling baik karena dapat menghasilkan minyak atsiri dengan kualitas yang tinggi karena tidak bercampur dengan air. Pada umumnya komponen kimia dalam minyak atsiri dibagi menjadi dua golongan yaitu: 1. Hidrokarbon Persenyawaan yang termasuk golongan tersebut terbentuk dari unsur Hidrogen (H) dan Karbon (C). Komponen kimia golongan hidrokarbon yang dominan menentukan sifat yang khas dari setiap jenis minyak (Ketaren, 1981). 2. Hidrokarbon beroksigen

6 16 Komponen kimia dari golongan persenyawaan ini terbentuk dari unsur Hidrogen (H), Karbon (C), dan Oksigen (O). persenyawaan yang termasuk golongan ini adalah persenyawaan alkohol, aldehid, keton dan ester (Ketaren, 1981) 3.3 Serai Wangi (Cymbopogon winterianus) Tanaman sereh (Cymbopogon sp.) cukup dikenal oleh masyarakat, terutama sereh dapur yang sering digunakan para ibu sebagai bumbu masak. Tanaman sereh memiliki lebih dari satu spesies, salah satunya adalah sereh wangi yang termasuk tanaman langka, masyarakat belum banyak mengenal dan belum dapat membedakan antara tanaman sereh wangi dengan sereh dapur. Tanaman sereh wangi terdiri dari dua spesies, yaitu Cymbopogon nardus atau dikenal dengan nama Lenabatu dan Cymbopogon winterianus atau dikenal dengan nama Mahapengiri (Guenther, 1963; Ketaren dan Djatmiko, 1978). Daun sereh wangi, memiliki susunan daun yang tunggal dan tidak lengkap. Hanya memiliki helaian dan pelepah daun saja. Tata letak daun sereh wangi berbentuk roset akar, yaitu dimana batang tanaman tersebut sangat pendek, sehingga semua daun berjejal-jejal di atas tanah. Pada sereh wangi tidak terdapat daun penumpu dan selaput bumbung. Pada sereh wangi terdapat lidah-lidah yang berguna untuk mencegah mengalirnya air hujan ke dalam ketiak antara batang dan upih daun, sehingga pembusukan dapat dihindarkan. Tapi adakalanya lidah tersebut membusuk dengan sendirinya, karena menahan air cukup banyak yang disebabkan oleh hujan yang turun terusmenerus. Tetapi, dari beberapa daun yang diamati (diambil secara

7 17 acak), tidak ditemukan lidah daun yang membusuk. Sereh wangi memiliki bangun daun berbentuk pita. Bangun bentuk pita ini merupakan bentuk daun yang panjang, dan biasanya dijumpai pada jenis rumput-rumputan (Gramineae). Warna daun sereh wangi ada beberapa yaitu, hijau tua, hijau muda dan hijau kekuningan. 3.4 Daun Cengkeh ( Syzygium arommaticum L) Thomas (2007) menyatakan bahwa cengkeh termasuk jenis tumbuhan perdu yang memiliki batang pohon besar dan berkayu keras. Cengkeh mampu bertahan hidup puluhan bahkan sampai ratusan tahun, tingginya dapat mencapai meter dan cabang-cabangnya cukup lebat. Tanaman cengkeh memiliki daun tunggal, bertangkai, tebal, kaku, bentuk bulat telur sampai lanset memanjang, ujung runcing, pangkal meruncing, tepi rata, tulang daun menyirip, permukaan atas mengkilap, panjang 6-13,5 cm, lebar 2,5-5 cm, warna hijau muda atau cokelat muda saat masih muda dan hijau tua ketika tua (Kardinan, 2003). Bunga dan buah cengkeh akan muncul pada ujung ranting daun dengan tangkai pendek serta bertandan. Pada saat masih muda bunga cengkeh berwarna keungu-unguan, kemudian berubah menjadi kuning kehijauan dan berubah lagi menjadi merah muda apabila sudah tua. Sedangkan bunga cengkeh kering akan berwarna cokelat kehitaman dan berasa pedas karena mengandung minyak atsiri (Thomas, 2007). Kemudian Kardinan (2003) mengatakan bahwa perbanyakan tanaman cengkeh dapat dilakukan secara vegetatif dan

8 18 generatif. Tanaman ini tumbuh baik di daerah tropis di ketinggian meter di atas permukaan laut (dpl) di tanah yang berdrainase baik. Tanaman cengkeh sejak lama digunakan dalam industri rokok kretek, makanan, minuman dan obat-obatan. Bagian tanaman yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan diatas adalah bunga, tangkai bunga dan daun cengkeh (Nurdjannah, 2004). Orang India menggunakan cengkeh sebagai campuran bumbu khas India atau garam masala. Bunga cengkeh yang sudah kering dapa digunakan sebagai obat kolera dan menambah denyut jantung. Minyak cengkeh sering digunakan sebagai pengharum mulut, mengobati bisul, sakit gigi, memperkuat lendir usus dan lambung serta menambah jumlah sel darah putih (Waluyo, 2004). Tanaman cengkeh juga dapat dijadikan sebagai obat tradisional karena memiliki khasiat mengatasi sakit gigi, sinusitis, mual dan muntah, kembung, masuk angin, sakit kepala, radang lambung, batuk, terlambat haid, rematik, campak, sebagai anti nyamuk, dan lain-lain (Riyanto 2012). Selanjutnya penelitian ekstrak daun cengkeh sebagai obat anti nyamuk elektrik pada konsentrasi ekstrak 20% memiliki efektivitas paling besar sebagai zat penolak terhadap gangguan nyamuk Aedes aegypti (Mustofa, 2012).

9 Jeruk Nipis (Citrus aurantifolia) Jeruk nipis merupakan salah satu jenis citrus (jeruk) yang asal usulnya adalah dari India dan Asia Tenggara. Adapun sistematika jeruk nipis adalah sebagai berikut (Setiadi, 2004) : Divisi Subdivisi Kelas Bangsa Suku Marga Jenis : Spermatophyta : Angiospermae : Dicotyledoneae : Gereniales : Rutaceae : Citrus : Citrus aurantifolia Tanaman jeruk nipis merupakan pohon yang berukuran kecil. Buahnya berbentuk agak bulat dengan ujungnya sedikit menguncup dan berdiameter 3-6 cm dengan kulit yang cukup tebal. Saat masih muda, buah berwarna kuning. Semakin tua, warna buah semakin hijau muda atau kekuningan. Rasa buahya asam segar. Bijinya berbentuk bulat telur, pipih, dan berwarna putih kehijauan. Akar tunggangnya berbentuk bulat dan berwarna putih kekuningan (Astarini dkk, 2010). Buah jeruk nipis memiliki rasa pahit, asam, dan bersifat sedikit dingin. Beberapa bahan kimia yang terkandung dalam jeruk nipis di antaranya adalah asam sitrat sebnyak 7-7,6%, damar lemak, mineral, vitamin B1, sitral limonene, fellandren, lemon kamfer, geranil asetat, cadinen, linalin asetat. Selain itu, jeruk nipis juga mengandung vitamin C sebanyak 27mg/100 g jeruk, Ca sebanyak 40mg/100 g jeruk, dan P sebanyak 22 mg (Hariana, 2006).

10 20 Tanaman genus Citrus merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang merupakan suatu substansi alami yang telah dikesnal memiliki efek sebagai antibakteri. Minyak atsiri yang dihasilkan oleh tanaman yang berasal dari genus Citrus sebagian besar mengandung terpen, siskuiterpen alifatik, turunan hidrokarbon teroksigenasi, dan hidrokarbon aromatik. Komposisi senyawa minyak atsiri dalam jeruk nipis (Citrus aurantifolia) adalah limonen (33,33%), β-pinen (15,85%), sitral (10,54%), neral (7,94%), γ-terpinen (6,80%), α-farnesen (4,14%), α-bergamoten (3,38%), β- bisabolen (3,05%), α-terpineol (2,98%), linalol (2,45%), sabinen (1,81%), β-elemen (1,74%), nerol (1,52%), α-pinen (1,25%), geranil asetat (1,23%), 4-terpineol (1,17%), neril asetat (0,56%) dan trans-β-osimen (0,26%). (Astarini dkk, 2010). Jeruk nipis (Citrus aurantifolia) dapat dijadikan obat tradisional yang berkhasiat mengurangi demam, batuk, infeksi saluran kemih, ketombe, menambah stamina, mengurangi jerawat serta sebagai anti-inflamasi dan antimikroba (Astarini dkk, 2010). 3.6 Larvasida Menurut Sudarmo (1989) larvasida merupakan golongan dari pestisida yang dapat membunuh serangga belum dewasa atau sebagai pembunuh larva. Larvasida berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari 2 suku kata, yaitu Lar berarti serangga belum dewasa dan Sida berarti pembunuh. Jadi larvasida dapat diartikan sebagai pembunuh serangga yang belum dewasa atau pembunuh ulat (larva). Pemberantasan nyamuk menggunakan larvasida merupakan metode terbaik untuk mencegah

11 21 penyebaran nyamuk. Parameter aktivitas larvasida suatu senyawa kimia dilihat dari kematian larva. Senyawa bersifat larvasida juga bisa digunakan sebagai sediaan insektisida untuk membasmi serangga yang belum dewasa dan serangga dewasa. Secara umum larvasida alami diartikan sebagai pestisida yang bahan dasarnya berasal dari tumbuhan. Larvasida alami relatif mudah dibuat dengan kemampuan dan pengetahuan yang terbatas. Oleh karena terbuat dari bahan alami, maka jenis insektisida ini mudah terurai karena residunya mudah hilang. Larvasida alami bersifat hit and run, yaitu apabila diaplikasikan akan membunuh hama pada waktu itu dan setelah hamanya terbunuh akan cepat menghilang di alam (Kardinan, 2000). 3.7 Kromatografi Gas-Spektrometer Massa (GC-MS) GC-MS merupakan metode pemisahan senyawa organik yang menggunakan dua metode analisis senyawa yaitu kromatografi gas (GC) untuk menganalisis jumlah senyawa secara kuantitatif dan spektrometri massa (MS) untuk menganalisis struktur molekul senyawa analit. Gas kromatografi merupakan salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi komponen-komponen penyusunnya. Gas kromatografi biasa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas. Spektroskopi massa adalah suatu metode untuk mendapatkan berat molekul dengan cara mencari perbandingan massa terhadap muatan dari ion

12 22 yang muatannya diketahui dengan mengukur jari-jari orbit melingkarnya dalam medan magnetik seragam. Penggunaan kromatografi gas dapat dipadukan dengan spektroskopi massa. Paduan keduanya dapat menghasilkan data yang lebih akurat dalam pengidentifikasian senyawa yang dilengkapi dengan struktur molekulnya. Kromatografi gas ini juga mirip dengan distilasi fraksional, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan pada perbedaan titik didih (atau tekanan uap). Namun, distilasi fraksional biasanya digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dari campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan padaskala yang lebih kecil (yaitu mikro) (Pavia dkk: 2006). Pada metode analisis GC-MS (Gas Cromatografy Mass Spektroscopy) adalah dengan membaca spektra yang terdapat pada kedua metode yang digabung tersebut. Pada spectra GC jika terdapat bahwa dari sampel mengandung banyak senyawa, yaitu terlihat dari banyaknya puncak (peak) dalam spektra GC tersebut. Berdasarkan data waktu retensi yang sudah diketahui dari literatur, bisa diketahui senyawa apa saja yang ada dalam sampel. Selanjutnya adalah dengan memasukkan senyawa yang diduga tersebut ke dalam instrumen spektroskopi massa. Hal ini dapat dilakukan karena salah satu kegunaan dari kromatografi gas adalah untuk memisahkan senyawa-senyawa dari suatu sampel. Setelah itu, didapat hasil dari spektra spektroskopi massa pada grafik yang berbeda.

13 23 Informasi yang diperoleh dari kedua teknik ini yang digabung dalam instrumen GC-MS adalah tak lain hasil dari masing-masing spektra. Untuk spektra GC, informasi terpenting yang didapat adalah waktu retensi untuk tiap-tiap senyawa dalam sampel. Sedangkan untuk spektra MS, bisa diperoleh informasi mengenai massa molekul relatif dari senyawa sampel tersebut. Tahap-tahap suatu rancangan penelitian GC-MS: a.sample preparation b.derivatisation Derivatisasi merupakan proses kimiawi untuk mengubah suatu senyawa menjadi senyawa lain yang mempunyai sifat-sifat yang sesuai untuk dilakukan analisis menggunakan kromatografi gas (menjadi lebih mudah menguap). Alasan dilakukannya derivatisasi: Senyawa-senyawa tersebut tidak memungkinkan dilakukan analisis dengan GC terkait dengan volatilitas dan stabilitasnya. Untuk meningkatkan batas deteksi dan bentuk kromatogram. Beberapa senyawa tidak menghasilkan bentuk kromatogram yang bagus (misal puncak kromatogram saling tumpang tindih) atau sampel yang dituju tidak terdeteksi, karenanya diperlukan derivatisasi sebelum dilakukan analisis dengan GC. Meningkatkan volatilitas, misal senyawa gula. Tujuan utama derivatisasi adalah untuk meningkatkan volatilitas senyawa-senyawa yang tidak mudah menguap (non-volatil). Senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah biasanya tidak mudah menguap karena adanya

14 24 gaya tarik-menarik inter molekuler antara gugus-gusug polar karenanya jika gugus-gugus polar ini ditutup dengan cara derivatisasi akan mampu meningkatkan volatilitas senyawa tersebut secara dramatis. Meningkatkan deteksi, misal untuk kolesterol dan senyawa-senyawa steroid. Meningkatkan stabilitas. Beberapa senyawa volatil mengalami dekomposisi parsial karena panas sehingga diperlukan derivatisasi untuk meningkatkan stabilitasnya. Meningkatkan batas deteksi pada penggunaan detektor tangkap elektron (ECD). c. Injeksi Menginjeksikan campuran larutan ke kolom GC lewat heated injection port. GC-MS kurang cocok untuk analisa senyawa labil pada suhu tinggi karena akan terdekomposisi pada awal pemisahan. d. Separation. Campuran dibawa gas pembawa (biasanya Helium) dengan laju alir tertentu melewati kolom GC yang dipanaskan dalam pemanas. Kolom GC memiliki cairan pelapis (fasa diam) yang inert. e. MS detector 1) Aspek kualitatif: lebih dari spektra massa dari senyawa yang tidak diketahui dapat teridentifikasi dengan referensi komputerisasi.

15 25 2) Aspek kuantitatif: dengan membandingkan kurva standar dari senyawa yang diketahui dapat diketahui kuantitas dari senyawa yang tidak diketahui. f. Scanning Spektra massa dicatat secara reguler dalam interval 0,5-1 detik selama pemisahan GC dan disimpan dalam sistem instrumen data untuk digunakan dalam analisis. Spektra massa berupa fingerprint ini dapat dibandingkan dengan acuan. 3.8 Hipotesis Penelitian Minyak atsiri dapat digunakan sebagai larvasida dengan merubah bentuk dari minyak atsiri tersebut menjadi sediaan granul ataupun menjadi sebuah larutan. Selanjutnya dpat digunakan untuk membunuh larva nyamuk Aedes aegypti.