BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Minyak Atsiri Minyak atsiri awalnya dikenal sebagai minyak esensial. Minyak ini sudah lama dikenal sejak tahun 3.000 SM oleh penduduk Mesir kuno dan digunakan untuk tujuan keagamaan, pengobatan, dan balsam untuk mengawetkan jenazah. Pada bangsa Cina kuno, minyak atsiri sudah dikenal sejak tahun 2.000 SM dan biasa digunakan untuk pijat, akupuntur, mandi, dan obat hirup (Yuliani, 2012). Sejak zaman dahulu, penggunaan minyak esensial di Indonesia masih sangat terbatas dan tradisional. Namun, masyarakat sudah lama mengenal tumbuhan-tumbuhan sumber minyak atsiri. Minyak atsiri biasa digunakan sebagai wewangian, penyedap masakan, dan obat-obatan. Selain itu, tulisan-tulisan kuno sejarah masa lampau, dupa serta pusaka-pusaka yang sekarang tersimpan di museum, masih mengandung bekasbekas semerbak wewangian. Oleh karena itu, tidak dapat disangsikan bahwa bahanbahan pewangi serta minyak sari tumbuh-tumbuhan telah sejak dulu dijadikan barang perniagaan (Harris, 1989). Minyak yang terdapat dalam alam dibagi menjadi 3 golongan yaitu minyak mineral (mineral oil), minyak nabati dan hewani yang dapat dimakan (edible fat) dan minyak atsiri (essential oil) (Ketaren, 1985). Minyak atsiri dikenal juga dengan nama minyak eteris atau minyak terbang (essential oil, volatile oil) dihasilkan oleh tanaman. Minyak atsiri mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya, umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air (Ketaren, 1985). Minyak atsiri merupakan salah satu hasil metabolisme dalam tanaman, yang terbentuk karena reaksi antar berbagai persenyawaan kimia dengan adanya air. Minyak tersebut disintesa dalam sel kelenjar (glandular cel) pada jaringan tanaman dan ada juga yang terbentuk dalam pembuluh resin (resin duct), misalnya minyak terpentin dari pohon pinus (Ketaren, 1985).
Keanekaragaman tanaman aromatika dunia yang menghasilkan minyak atsiri diperkirakan meliputi 160-200 jenis tanaman yang berpotensi sebagai bahan baku minyak atsiri (Armando, 2009). Minyak atsiri dapat bersumber pada setiap bagian tanaman yaitu dari daun, bunga, buah, biji, batang atau kulit, dan akar atau rhizome (Ketaren, 1985). Minyak atsiri memiliki kandungan komponen aktif yang disebut terpenoid atau terpena. Jika tanaman memiliki kandungan senyawa ini, berarti tanaman tersebut memiliki potensi untuk dijadikan minyak atsiri. Zat inilah yang mengeluarkan aroma atau bau khas yang terdapat pada banyak tanaman, misalnya pada rempah-rempah atau yang dapat memberikan cita rasa di dalam industri makanan dan minuman (Yuliani, 2012). 2.2. Perlakuan Pendahuluan Bahan Tanaman Perlakuan pendahuluan, biasanya dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan hasil rendemen dari minyak. Ada beberapa cara perlakuan pendahuluan yang umumnya dilakukan terhadap bahan yang mengandung minyak, antara lain: perajangan atau pengecilan ukuran (size reduction), pengeringan, pemeraman dan fermentasi oleh mikroorganisme (Ketaren, 1985). Proses perajangan, pemotongan atau pengecilan ukuran kadang dilakukan dengan tujuan mengurangi ketebalan bahan agar terjadi peningkatan difusi yang akan mempercepat penguapan dan penyulingan minyak atsiri (Sastrohamidjojo, 2014). Akan tetapi, tidak semua bahan tanaman yang mengandung minyak atsiri harus dipotongpotong. Bahan seperti bunga (mawar, melati, kenanga) dan daun (nilam, kayu putih), serta bagian-bagian tipis tidak berserat dapat disuling langsung tanpa harus diperkecil terlebih dahulu (Sastrohamidjojo, 2014; Ketaren, 1985). Jika dibiarkan beberapa menit dalam proses perajangan akan mengalami penyusutan bahan sekitar 0,5 % (persen) yang diakibatkan dari terjadinya penguapan komponen minyak bertitik didih rendah. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil rendemen dan mutu yang baik, maka hasil rajangan harus segera dimasukkan ke dalam ketel suling. Adapun kelemahan dari bahan yang dirajang yaitu: (1) jumlah total minyak kemungkinan berkurang, (2) komposisi minyak akan berubah dan mempengaruhi baunya (Ketaren,1985). 6
Fermentasi biasanya memerlukan bantuan mikroorganisme lain sebagai sumber enzim, baik mikroba alami maupun mikroba yang ditambahkan. Berdasarkan penelitian yang sudah ada, beberapa mikroorganisme telah digunakan dalam proses fermentasi minyak atsiri seperti pada daun nilam yang menggunakan Trichoderma sebagai sumber enzim dan terbukti berpengaruh terhadap hasil rendemen minyak (Nasruddin, 2009). Begitu pula fermentasi dengan ragi tempe yang diaplikasikan pada daun kayu manis selama 2, 4, dan 6 hari dengan hasil rendemen terbaik pada fermentasi pada 4 hari (Khasanah, 2012). Proses fermentasi dapat mendegradasi komponen dinding sel jaringan pada daun nilam sehingga hasil rendemen yang diperoleh selama proses distilasi akan lebih banyak (Raharjo dan Retnowati, 2012) dalam Khasanah, 2012). 2.3. Metode Distilasi (Penyulingan) Minyak Atsiri Minyak atsiri adalah zat cair yang mudah menguap bercampur dengan persenyawaan padat yang berbeda dalam hal komposisi dan titik cairnya, kelarutan dalam pelarut organik, dan kelarutan dalam air. Berdasarkan sifat tersebut, minyak atsiri dapat dibuat dengan beberapa metode (Armando, 2009). Metode yang dapat digunakan juga akan mempengaruhi hasil dan mutu minyak atsiri. Ada berbagai metode yang dapat diterapkan dalam pembuatan minyak atsiri, yaitu penyulingan (distillation), ekstraksi dengan pelarut menguap (solvent extraction), ekstraksi dengan lemak dingin (enfleurasi), ekstraksi dengan lemak panas (maserasi), dan pengepresan (pressing) (Armando, 2009). Metode yang paling baik untuk mendapatkan hasil rendemen yang lebih bermutu dengan menggunakan metode distilasi (Kurniawan, 2008) Distilasi atau penyulingan adalah proses pemisahan komponen yang berupa cairan dan padatan dari dua macam campuran atau lebih, berdasarkan prinsip perbedaan titik uapnya dan dilakukan pada minyak atsiri yang tidak larut dalam air (Ketaren, 1985). Dalam perkembangannya, ada tiga metode penyulingan yang biasa digunakan dalam industri minyak atsiri, antara lain: penyulingan dengan air (water distillation), penyulingan dengan uap dan air (water and steam distillation) dan penyulingan dengan uap (steam distillation). Pada dasarnya ketiga metode penyulingan tersebut memiliki prinsip yang sama yaitu penyulingan sistem dua fasa, hanya saja letak perbedaannya 7
terletak pada cara penanganan bahan tanaman yang akan diproses (Sastrohamidjojo, 2014). Metode penyulingan dengan uap dan air (water and steam distillation) dikenal dengan sistem kukus, dimana bahan baku akan ditempatkan dalam suatu tempat seperti piringan atau plat besi berlubang seperti ayakan yang ditopang di atas dasar alat suling dan di bawahnya diisi air. (Armando, 2009; Sastrohamidjojo, 2014). Ciri utama dari metode ini yaitu: 1) uap dalam keadaan basah, jenuh, tidak terlalu panas (Guenther, 1987) dan bertekanan rendah (Armando, 2009), 2) bahan baku hanya akan terkena uap dan tidak akan terkena air yang mendidih (Sastrohamidjojo, 2014). Ada berbagai faktor yang akan mempengaruhi kecepatan difusi uap melalui bahan dan keluarnya minyak dari sel kelenjar minyak, antara lain: 1) kepadatan bahan dalam ketel penyuling, 2) tekanan uap, 3) berat jenis dan kadar air bahan, dan 4) berat molekul komponen kimia dalam minyak. Adapun keuntungan menggunakan metode penyulingan ini antara lain: 1) penetrasi uap terjadi merata ke dalam jaringan bahan baku dan suhu dapat dipertahankan sampai 100 C, 2) lama penyulingan relatif singkat, 3) hasil rendemen lebih banyak dan mutu lebih baik dibanding penyulingan dengan air (Ketaren, 1985). 2.4. Minyak Atsiri Jeruk (Citrus spp.) Jeruk dan kerabatnya termasuk dalam tanaman angiospermae yaitu tanaman berbiji tertutup yang memiliki organ generatif berupa bunga untuk reproduksi (Tjitrosomo, 2010). Jeruk tergolong famili Rutaceae (aneka jeruk) yang berupa tanaman berbatang kayu dan memiliki daun tunggal atau majemuk yang banyak mengandung kelenjar minyak (Tjitrosoepomo, 2010). Jeruk merupakan tanaman asli (indigenous) dari benua Asia, yaitu India, Cina Selatan, dan beberapa jenis dari Florida, Australia Utara, dan Kaledonia (Prihatman, 2000). Selain itu, jeruk juga sudah sejak lama dikenal di Indonesia dan cukup digemari dikalangan masyarakat, karena rasanya yang asam dan manis, salah satu spesies jeruk yang banyak diminati pasar yaitu jeruk manis (Citrus sinensis Osbeck.). Jeruk manis memiliki peluang yang cukup besar untuk dibudidayakan di Indonesia. Sekarang ini, varietas jeruk manis yang lagi banyak dibudidayakan dan 8
banyak diminati pasar yaitu jeruk manis varietas Baby Pacitan. Akan tetapi, produksi yang melimpah berdampak pula pada limbah yang berasal dari kulit jeruk ini. Beberapa negara maju seperti Amerika Serikat, Brazil, Italia dan Jepang sudah lama memanfaatkan kulit jeruk menjadi suatu produk yang sangat bernilai ekonomis yaitu dalam bentuk minyak atsiri dengan varietas-varietas unggulnya masing-masing (Guenther, 1991). Namun, pemanfaatan kulit jeruk di Indonesia sendiri selama ini belum terlalu banyak dilakukan dan sebagian besar kulit jeruk hanya menjadi limbah dan dibuang begitu saja. Hal tersebut sangat disayangkan jika mengetahui kulit jeruk dapat diolah menjadi minyak atsiri yang banyak memiliki manfaat. Pada umumnya, minyak atsiri terdiri dari berbagai campuran persenyawaan kimia yang terbentuk dari unsur Karbon (C), Hidrogen (H) dan Oksigen (O) serta mengandung unsur Nitrogen (N) dan Sulfur (S) (Ketaren, 1985). Jeruk mengandung vitamin C yang tinggi. Selain itu, jeruk juga mengandung folacin, kalsium, kalium, tiamin, niacin dan magnesium. Minyak kulit jeruk merupakan minyak aromatis yang terdapat pada kelenjar (gland) di bagian kulit buah jeruk, terdiri atas senyawa yang sifatnya mudah menguap. Setiap varietas jeruk memiliki kandungan senyawa yang berbeda dan menimbulkan aroma yang berbeda. Minyak atsiri kulit dapat dimanfaatkan sebagai pengharum ruangan, bahan parfum, industri makanan dan minuman. Selain itu, juga memiliki manfaat kesehatan sebagai aromaterapi. Aromanya dapat menimbulkan perasaan tenang, menstabilkan sistem syaraf, meningkatkan nafsu makan dan menyembuhkan penyakit. Hal tersebut disebabkan adanya kandungan senyawa penyusun, antara lain: 1) Limonen untuk melancarkan peredaran darah, meredakan batuk dan radang tenggorokan serta menghambat sel kanker, 2) Linalool, Linalilasetat dan Terpineol, senyawa yang bersifat sebagai penenang (sedatif) 3) Sitronela, juga sebagai penenang dan pengusir nyamuk (Istianto, 2014). 9
2.5. Hipotesis Penelitian Berdasarkan latar belakang, rumusan masalah, model hipotetik dan tinjauan pustaka maka dapat diajukan hipotesis sebagai berikut: 1. Metode fermentasi dan waktu fermentasi berpengaruh terhadap karakteristik mutu dan berpengaruh dalam meningkatkan hasil rendemen. 2. Metode fermentasi padat dan fermentasi cair dengan waktu fermentasi 4 hari merupakan perlakuan terbaik terhadap karakteristik mutu dan hasil rendemen. 2.6. Definisi dan Pengukuran Variabel Untuk menghindari penafsiran yang berbeda-beda terhadap hipotesis yang dikemukakan, maka dibuat definisi dan pengukuran variabel sebagai berikut: 1. Berat rendemen adalah ukuran banyaknya minyak yang ditimbang dan dinyatakan dalam gram (g). 2. Volume rendemen adalah jumlah ruang (gelas ukur) yang ditempati oleh minyak dinyatakan dalam milliliter (ml) 3. Bobot jenis diperoleh dari perbandingan antara bobot minyak dengan bobot air pada volume air yang sama dengan volume minyak. 4. Hasil rendemen diperoleh dari berat minyak yang dihasilkan dibagi berat sampel bahan baku yang digunakan dikalikan 100% dinyatakan dalam persen (%) 5. Kelarutan dalam alkohol 70% dan alkohol 95% dengan menambahkan alkohol hingga minyak berwarna jernih (perbandingan 1 : 10). 6. Warna dan aroma diperoleh dari uji organoleptik yaitu uji deskripsi (descriptive test). 10