Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No.1, Novemberi 2010 73 Ekstraksi Minyak Daun Jeruk Purut (Citrus hystrix D.C.) Dengan Pelarut Etanol dan N-Heksana Safaatul Munawaroh & Prima Astuti handayani Program Studi Teknik Kimia, Universitas Negeri Semarang primatk@staff.unnes.ac.id Abstrak : Indonesia memiliki sumber alam yang kaya akan minyak atsiri. Salah satu sumber alam yang potensial adalah jeruk purut yang dapat dimanfaatkan sebagai flavor dalam makanan. Pengambilan minyak atsiri daun jeruk purut menggunakan metode ekstraksi pelarut mudah menguap. Tujuan penelitian untuk mempelajari pengaruh pelarut n-heksana dan etanol terhadap rendemen dan kadar sitronellal dalam daun jeruk purut. Ekstraksi minyak daun jeruk purut dengan pelarut n-heksana dan etanol, menggunakan ekstraktor soxhlet, pemanas listrik, penangas minyak, dan termometer. Daun jeruk purut yang tua dilayukan, dipotong kecil-kecil dibungkus dengan kertas saring dan diletakkan dalam soxhlet. Pelarut sebanyak 100 ml dimasukkan dalam labu alas bulat ekstraktor yang dilengkapi pendingin. Ekstraksi dilakukan pada suhu dan waktu tertentu tergantung dari jenis pelarut yang digunakan, sampai dihasilkan warna pelarut kembali seperti semula. Filtrat dimurnikan dengan ekstraktor soxhlet, sehingga diperoleh minyak daun jeruk purut terpisah dari pelarutnya. Minyak atsiri kemudian dilakukan uji GCMS untuk mengetahui komponen yang terkandung dalam minyak atsiri. Hasil penelitian diperoleh ekstraksi daun jeruk purut dengan pelarut etanol menghasilkan rendemen 13,39% dan kadar sitronellal 65,99%, sedangkan untuk ekstraksi daun jeruk purut dengan pelarut n-heksana menghasilkan rendemen 10,50% dan kadar sitronellal 97,27%. Sehingga n-heksana pelarut terbaik dalam pengambilan minyak daun jeruk purut dibandingkan etanol. Kata kunci : minyak atsiri, daun jeruk purut, ekstraksi, n-heksana, etanol 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Indonesia memiliki banyak sumber daya alam dalam bidang agrobisnis. Salah satu sumber daya alam yang potensial adalah jeruk purut.jeruk purut termasuk suku Rutaceae yang berasal dari Asia Tenggara yang banyak ditanam di beberapa negara termasuk Indonesia. Tanaman ini berpotensi sebagai penghasil minyak atsiri. Daun jeruk purut mengandung sabinena dan limonena yang berguna untuk kosmetik, aromaterapi, pencuci rambut, antelmintik, obat sakit kepala, nyeri lambung dan biopestisida. Daunnya juga sering digunakan sebagai rempah yang berfungsi untuk memberi aroma yang khas pada masakan. 1.2. Tujuan 1. Mengetahui rendemen yang diperoleh dari minyak atsiri daun jeruk purut (Citrus hystrix D.C.) melalui ekstraksi soxhlet dengan pelarut etanol dan n- heksana. 2. Mengetahui pelarut yang terbaik antara etanol dan n-heksana. 3. Mengetahui komponen terbesar yang terdapat dalam minyak daun jeruk purut. 1.3. Tinjauan Pustaka Jeruk (atau limau/limo) purut (Citrus hystrix D.C.) merupakan tumbuhan perdu yang dimanfaatkan terutama buah dan daunnya sebagai bumbu penyedap masakan. Dalam perdagangan internasional dikenal sebagai kaffir lime.
74 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No.1, Novemberi 2010 Gambar 1. TanamanJeruk Purut 1.3.1. Minyak Atsiri dalam Daun Jeruk Purut Pada mulanya istilah minyak atsiri adalah istilah yang digunakan untuk minyak yang bersifat mudah menguap, yang terdiri dari campuran zat yang mudah menguap, dengan komposisi dan titik didih yang berbeda-beda. Minyak atsiri yang mudah menguap terdapat di dalam kelenjar minyak yang harus dibebaskan sebelum disuling yaitu dengan merajang/memotong jaringan tanaman dan membuka kelenjar minyak sebanyak mungkin, sehingga minyak dapat dengan mudah diuapkan (Suryaningrum, 2009). Minyak atsiri banyak digunakan dalam industri sebagai pemberi aroma dan rasa. Nilai jual dari minyak atsiri sangat ditentukan oleh kualitas minyak dan kadar komponen utamanya. Minyak atsiri yang berasal dari daun jeruk purut disebut combava petitgrain (dalam bahasa afrika) yang banyak digunakan dalam industri makanan, minuman, farmasi, flavor, parfum, pewarna dan lain-lain. Misalnya dalam industri pangan banyak digunakan sebagai pemberi cita rasa dalam produk-produk olahan. Minyak daun jeruk purut dalam perdagangan internasional disebut kaffir lime oil. Minyak atisiri ini banyak diproduksi di Indonesia dengan output beberapa ton per tahun. Harga kaffir lime oil asal Indonesia yaitu sebesar USD 65,00-75,00 per kilogram (Feryanto, 2007). Tabel 1. Komponen Minyak Daun Jeruk Purut Komponen Prosentase Sitronelal 81,49% Sitronelol 8,22% Linalol 3,69% Geraniol 0,31% Komponen lain 6,29% (Sumber: Koswara, 2009) 1.3.2. Sitronellal (C 10 H 18 O) Sitronellal merupakan senyawa monoterpena yang mempunyai gugus aldehida, ikatan rangkap dan rantai karbon yang memungkinkan untuk mengalami reaksi siklisasi aromatisasi. Struktur kimia sitronellal adalah sebagai berikut (Ketaren, 1985): CH 3 CH CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 2 C H CH 3 CH 3 Gambar 2. Struktur Kimia Sitronellal O 1.3.3. Pengolahan Minyak Atsiri dengan Metode Ekstraksi Pelarut Mudah Menguap Prinsip ekstraksi adalah melarutkan minyak atsiri dalam bahan dengan pelarut organik yang mudah menguap. Proses ekstraksi biasanya dilakukan dalam wadah (ketel) yang disebut extractor. Ekstraksi dengan pelarut organik umumnya digunakan untuk mengekstraksi minyak atsiri yang mudah rusak oleh pemanasan dengan uap dan air, terutama untuk mengekstrak minyak dari bunga-bungaan misalnya bunga cempaka, melati, mawar, kenanga, lily, dan lain-lain. Pelarut yang biasanya digunakan dalam ekstraksi yaitu: petroleum eter, benzena, dan alkohol (Guenther, 1987).
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No.1, Novemberi 2010 75 Syarat pelarut yang digunakan (Guenther, 1987) sebagai berikut: 1. Harus dapat melarutkan semua zat wangi bunga dengan cepat dan sempurna, dan sedikit mungkin melarutkan bahan seperti: lilin, pigmen, serta pelarut harus bersifat selektif. 2. Harus mempunyai titik didih yang cukup rendah, agar pelarut mudah diuapkan tanpa menggunakan suhu tinggi. 3. Pelarut tidak boleh larut dalam air. 4. Pelarut harus bersifat inert, sehingga tidak bereaksi dengan komponen minyak bunga. 5. Pelarut harus mempunyai titik didih yang seragam, dan jika diuapkan tidak akan tertinggal dalam minyak. 6. Harga pelarut harus serendah mungkin, dan tidak mudah terbakar. Pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi adalah sebagai berikut: 1. Etanol Etanol disebut juga etil alkohol yang di pasaran lebih dikenal sebagai alkohol merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C 2 H 5 OH. Dalam kondisi kamar, etanol berwujud cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna. Tabel 2. Sifat Fisika dan Kimia Etanol Karakteristik Syarat Rumus Molekul C 2 H 5 OH Massa molekul relative 46,07 g/mol Titik leleh 114,3 C Titik didih 78,32 C Densitas pada 20 C 0,7893 g/cm 3 Kelarutan dalam air Sangat larut 20 C Viskositas pada 20 C 1,17 cp Kalor spesifik pada 0,579 kal/g C 20 C Sumber: Rizani, 2000) 2. n-heksana Heksana adalah sebuah senyawa hidrokarbon alkana dengan rumus kimia C 6 H 14. Awalan heks- merujuk pada enam karbon atom yang terdapat pada heksana dan akhiran -ana berasal dari alkana, yang merujuk pada ikatan tunggal yang menghubungkan atom-atom karbon tersebut. Dalam keadaan standar senyawa ini merupakan cairan tak berwarna yang tidak larut dalam air. Tabel 3.Sifat Fisika dan Kimia n-heksana Karakteristik Syarat Bobot molekul 86,2 gram/mol Warna Tak berwarna Wujud Cair Titik lebur -95 C Titik didih 69 C (pada 1 atm) Densitas 0,6603 gr/ml pada 20 C (Sumber: Kastianti dan Amalia, 2008) 1.3.4. Perlakuan Bahan Sebelum Ekstraksi Perlakuan pendahuluan terhadap bahan yang mengandung minyak umumnya dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu dengan cara pengecilan ukuran bahan dan pengeringan atau pelayuan (Ketaren, 1985). Proses pengecilan ukuran dan pengeringan bahan berminyak yang bersifat permiabel (mudah ditembus zat cair dan uap) kadangkadang dilakukan dengan tujuan untuk mengekstraksi minyak dalam waktu yang relatif lebih singkat. Sebelum bahan olah tersebut diekstraksi sebaiknya dirajang terlebih dahulu menjadi potongan-potongan lebih kecil. Proses perajangan ini bertujuan agar kelenjar minyak dapat terbuka sebanyak mungkin sehingga pada proses ekstraksi laju penguapan minyak atsiri dari bahan menjadi cukup cepat. Selama proses perajangan, akan terjadi penguapan komponen minyak bertitik didih rendah. Oleh karena itu, jika diinginkan rendemen dan mutu minyak yang baik, maka hasil rajangan harus segera diekstraksi (Ketaren, 1985). Perlakuan pendahuluan dengan cara pengeringan bahan akan mempercepat proses ekstraksi, memperbaiki mutu minyak dan mengurangi kadar air yang terkandung dalam bahan, akan tetapi selama pengeringan kemungkinan sebagian minyak akan hilang karena penguapan dan oksidasi oleh oksigen udara (Ketaren, 1985).
76 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No.1, Novemberi 2010 2. Bagian Inti 2.1. Metode ekstraksi laju penguapan minyak atsiri dari bahan menjadi cukup cepat. Bahan penelitian antara lain : daun jeruk purut, n-heksana dan etanol. Alat yang dipergunakan ekstraktor soxhlet, pemanas listrik, penangas minyak, termometer dan pompa aquarium. Penelitian ini dilakukan dua variasi pelarut yaitu n-heksana dan etanol. Prosedur penelitian antara lain :1).Daun jeruk purut tua bersih kemudian dijemur di bawah sinar matahari selama 2 hari kemudian dipotong kecil-kecil, 2).Daun jeruk purut yang telah kering kemudian dibungkus dengan kertas saring dan dimasukkan dalam soxhlet.3).daun jeruk purut dalam soxhlet diekstraksi dengan 100 ml etanol 96% pada suhu 81-96ºC (suhu pemanas) sampai warna pelarut kembali menjadi seperti semula.4).setelah dilakukan proses ekstraksi, diperoleh filtrat minyak daun jeruk purut. Filtrat minyak daun jeruk purut yang diperoleh kemudian dimurnikan dengan ekstraktor soxhlet pada suhu 81-96ºC sampai pelarutnya tidak menetes lagi dan diperoleh minyak daun jeruk purut murni. Dilakukan langkah 1-4 untuk pelarut n-heksana dengan suhu 72-86 o C. 2.2. Hasil dan Pembahasan Pada ekstraksi minyak daun jeruk purut (Citrus hystrix D.C) dengan pelarut etanol dan n-heksana meliputi beberapa tahapan yaitu: perlakuan bahan, proses ekstraksi minyak daun jeruk purut, proses pemurnian minyak dan hasil produknya. Pada proses perlakuan bahan, bahan yang digunakan adalah daun jeruk purut yang tua dan kering, digunakan bahan yang tua karena kandungan minyak atsirinya lebih banyak daripada bahan yang muda serta mengandung kadar air yang rendah. Penggunaan bahan yang kering bertujuan agar kadar air dalam daun jeruk purut berkurang sehingga pada ekstraksi daun jeruk purut dapat menghasilkan minyak daun jeruk purut yang relatif banyak. Bahan kemudian dipotong kecil-kecil sebesar 1x1 cm, proses pengecilan ukuran ini bertujuan agar kelenjar minyak dapat terbuka sebanyak mungkin sehingga pada proses Proses ekstraksi dan pemurnian minyak daun jeruk purut menggunakan alat ekstraktor soxhlet karena efisiensi waktu, serta proses pengambilan dengan pelarut diperoleh rendemen yang relatif lebih banyak. Pada ekstraksi daun jeruk purut menggunakan dua macam pelarut yaitu etanol dan n-heksana. Pemilihan etanol sebagai pelarut, karena etanol dapat digunakan untuk mengekstraksi bahan kering, daun-daunan, batang, dan akar. Sedangkan pemilihan n-heksana sebagai pelarut, karena n-heksana bersifat stabil dan mudah menguap, selektif dalam melarutkan zat, mengekstraksi sejumlah kecil lilin serta dapat mengekstrak zat pewangi dalam jumlah besar. Proses pemurnian minyak bertujuan untuk memisahkan minyak atsiri dengan pelarut sehingga dihasilkan minyak atsiri yang absolut. 2.2.1. Ekstraksi Minyak Daun Jeruk Purut dengan Pelarut Etanol Pada proses ekstraksi daun jeruk purut dengan menggunakan pelarut etanol sebanyak 100 ml, ekstraksi berlangsung pada kondisi operasi 81-96ºC karena titik didih etanol 78,32ºC sehingga diharapkan pada kondisi operasi tersebut etanol dapat menguap dan minyak dapat terambil semaksimal mungkin. Proses ekstraksi suhu dijaga tidak lebih dari 100ºC karena titik didih sitronellal adalah 112ºC, jika suhu ekstraksinya berlangsung lebih dari 100ºC di khawatirkan minyak atsiri ikut menguap. Proses ekstraksi dihentikan sampai warna pelarut kembali menjadi seperti semula. Siklus yang terjadi pada ekstraksi daun jeruk purut mencapai 18 siklus dengan waktu ± 25,5 jam. Pada percobaan diperoleh minyak daun jeruk purut yang berwarna hijau tua sampai kehitaman. Hal ini dikarenakan etanol dapat melarutkan pigmen-pigmen yang terdapat dalam daun jeruk purut misalnya pigmen klorofil. Ekstraksi daun jeruk purut dengan pelarut etanol menghasilkan rendemen 13,39%, sedangkan penelitian yang dilakukan Koswara (2009) dengan menggunakan
Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No.1, Novemberi 2010 77 metode penyulingan uap menghasilkan rendemen 1,42%. Dari hasil penelitian diperoleh kadar sitronellal serta komponen yang lain seperti yang terdapat pada tabel 4. Tabel. 4. Data Hasil Analisis Minyak Daun Jeruk Purut dengan Pelarut Etanol No Nama Formula Prosentase Komponen 1 Citronellal C 10 H 18 O 65,99 2 1,1- C 11 H 22 O 5,82 Diethoxyhept -cis-4-ene 2 3 Trans- Caryophyllen e C 15 H 24 8,51 4 Nerolidol Z C 15 H 26 O 19,68 dan E Pada tabel 4. diketahui bahwa komponen tertinggi yang terdapat dalam minyak daun jeruk purut dengan pelarut etanol adalah sitronellal sebesar 65,99%. Selain sitronellal juga terdapat komponen-komponen yang lain yaitu 1,1-Diethoxyhept-cis-4-ene, trans- Caryophyllene, serta Nerolidol Z dan E. Dari tabel 4 diketahui bahwa kadar sitronellal lebih tinggi daripada kadar komponen yang lain. Minyak yang dihasilkan berwarna hijau sampai kehitaman dikarenakan etanol dapat melarutkan pigmen-pigmen yang terdapat dalam daun jeruk purut misalnya pigmen klorofil. 2.2.2. Ekstraksi Minyak Daun Jeruk Purut dengan Pelarut n-heksana Pada proses ekstraksi daun jeruk purut dilakukan dengan menggunakan pelarut heksana sebanyak 100 ml, ekstraksi berlangsung pada kondisi operasi 72-86ºC karena titik didih n-heksana 69ºC sehingga diharapkan pada kondisi operasi tersebut n- heksana dapat menguap dan minyak dapat terambil semaksimal mungkin. Sama halnya dengan pelarut etanol, suhu ekstraksi dijaga tidak melebihi 100ºC karena titik didih sitronellal adalah 112ºC Proses ekstraksi dilakukan sampai warna pelarut kembali menjadi seperti semula. Siklus yang terjadi pada ekstraksi daun jeruk purut mencapai 16 siklus dengan waktu ± 21,5 jam. Pada percobaan diperoleh minyak daun jeruk purut yang kuning. Hal ini dikarenakan n- heksana dapat mengekstrak dengan baik sitronellal yang terdapat dalam daun jeruk purut dan dapat memisahkan antara minyak dengan pelarut sehingga dapat diketahui dengan jelas perbedaan antara minyak dan pelarut. Ekstraksi daun jeruk purut dengan pelarut n-heksana menghasilkan rendemen 10,50%, hal ini bebeda dengan rendemen dalam penelitian Koswara (2009) yang menggunakan metode penyulingan uap menghasilkan rendemen 1,42%. Sehingga ekstraksi dengan menggunakan pelarut mudah menguap menghasilkan rendemen yang lebih besar dibandingkan dengan metode penyulingan uap. Dari hasil percobaan diperoleh kadar sitronellal serta komponen yang lain seperti yang terdapat pada tabel 5. Tabel. 5. Data Hasil Analisis Minyak Daun Jeruk Purut dengan Pelarut n- Heksana No Nama Formula Prosentase Komponen 1 Sabinene C 10 H 16 2,07 2 Decane C 10 H 22 0,66 3 Citronellal C 10 H 18 O 97,27 Pada tabel 5 diketahui bahwa komponen tertinggi yang terdapat dalam minyak daun jeruk purut dengan pelarut n-heksana adalah sitronellal sebesar 97,27%. Selain sitronellal juga terdapat komponenkomponen yang lain yaitu Sabinene dan Decane. Dari tabel 5 diketahui bahwa kadar sitronellal lebih tinggi daripada kadar komponen yang lain, dan kadar sitronellal yang diperoleh dengan pelarut mudah menguap lebih tinggi daripada dengan menggunakan metode penyulingan uap sesuai penelitian Koswara. Hal ini disebabkan karena pelarut n-heksana dapat mengekstrak dengan baik komponen sitronellal dalam daun jeruk purut sehingga sitronellal yang dihasilkan lebih tinggi daripada dengan metode penyulingan uap. Minyak yang dihasilkan berwarna kuning. Hal ini dikarenakan n-heksana dapat memisahkan antara minyak dengan pelarut sehingga dapat diketahui dengan jelas perbedaan antara minyak dan pelarut. Penggunaan pelarut n-heksana pada ekstraksi daun jeruk purut menghasilkan
78 Jurnal Kompetensi Teknik Vol. 2, No.1, Novemberi 2010 kadar sitronellal yang lebih tinggi daripada pelarut etanol, sesuai dengan gambar 3. Gambar 3. Kadar Sitronellal Minyak daun jeruk purut dengan pelarut etanol dan N-Heksana. Sehingga dapat disimpulkan proses pengambilan minyak atsiri daun jeruk purut dengan pelarut n-heksana memberikan kadar sitronellal yang lebih besar daripada dengan pelarut etanol. 3. Penutup 3.1. Kesimpulan 1. Ekstraksi daun jeruk purut dengan pelarut etanol menghasilkan rendemen minyak 13,39% dan kadar sitronellal 65,99%. 2. Ekstraksi daun jeruk purut dengan pelarut n-heksana menghasilkan rendemen minyak 10,50% dan kadar sitronellal 97,27%. 3. Pelarut n-heksana yang terbaik pada pengambilan minyak daun jeruk purut. 4. Komponen terbesar dalam minyak atsiri daun jeruk purut adalah sitronellal. 3.2. Saran Bahan setelah pelayuan dan perajangan sebaiknya segera dilakukan proses ekstraksi karena bahan yang tidak segera digunakan akan membuat jaringan-jaringan dalam daun jeruk purut terbuka sehingga membuat komponen-komponen dalam minyak atsiri menjadi menguap. 4. Daftar Pustaka Minyak Atsiri Dari Daun Jeruk Purut Terhadap Geraniol Dan Sitronelal. http://digilib.its.ac.id [diakses tanggal 10 Februari 2010]. Feryanto, A.D.A. 2007. Minyak Daun Jeruk Purut. http://ferryatsiri.blogspot.com/ 2007/07/minyak-daun-jeruk-purut.html [diakses tanggal 10 Februari 2010]. Guenther, E. 1987. Minyak Atsiri Jilid 1. UI Press. Jakarta Hernani dan Marwati, T. 2006. Peningkatan Mutu Minyak Atsiri Melalui Proses Pemurnian. http://hernani dan Tri Marwati Minyak Atsiri Indonesia.htm [diakses tanggal 10 Februari 2010]. Kastianti, N. dan Amalia, Z.Q. 2008. Laporan Penelitian Pengambilan Minyak Atsiri Kulit Jeruk dengan Metode Ekstraksi Distilasi Vakum. Semarang: Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Undip. Ketaren, S. 1985.Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Balai Pustaka. Jakarta Koswara, S. 2009. Menyuling dan Menepungkan Minyak Asiri Daun Jeruk Purut http://www.ebookpangan. com/artikel/menyuling%20dan %20MENEPUNGKAN%20MINYAK%2 0ASIRI.pdf [diakses tanggal 10 Februari 2010]. Rizani, K. Z. 2000. Pengaruh Konsentrasi Gula Reduksi dan Inokulum (Saccharomyces cerevisiae) pada Proses Fermentasi Sari Kulit Nanas (Ananas comosus L.Merr) untuk Produksi Etanol. Skripsi. Jurusan Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Brawijaya. Malang. Sarwono, B. 1991. Jeruk dan Kerabatnya. Penebar Swadaya. Jakarta Suryaningrum, S. 2009. Uji Aktivitas Antibakteri Minyak Atsiri Buah Jeruk Purut (Citrus hystrix D.C) terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Surakarta. Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Surakarta. http://etd.eprints.ums.ac.id/ 5186/1/K100050195.pdf [diakses tanggal 10 Februari 2010]. Arsyanti, N. dan Ekasari, S.R. 2008. Pengaruh Metode Pengambilan