KOMPOSISI SITRONELOL DAN GERANIOL DARI RHODINOL MINYAK SEREH JAWA MELALUI PEMISAHAN SILIKA GEL TERIMPREGNASI AgNO 3 Vionika Prihartini 1 *, Endah Sayekti 1, Rudiyansyah 1 1 Program Studi Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura Jl. Prof. Dr. H.Hadari Nawawi Pontianak *Email: vionika.prihartini@yahoo.com ABSTRAK Rhodinol hasil dari isolasi minyak sereh jawa merupakan campuran dari senyawa sitronelol dan geraniol. Penelitian ini bertujuan mengetahui komposisi sitronelol dan geraniol dalam rhodinol dari hasil pemisahan silika gel terimpregnasi AgNO 3. pada kromatografi kolom. Hasil dari analisis IR pada penentuan konsentrasi optimum perak nitrat untuk impregnasi silika gel yaitu 36% dengan waktu perendaman optimum untuk memodifikasi permukaan silika gel yaitu 1 jam. Elusi dilakukan dengan pelarut n-heksana : kloroform dengan perbandingan 99:1 (v/v) pada kromatografi kolom sehingga menghasilkan 27 fraksi. Sampel tiap fraksi dianalisis dengan kromatografi lapis tipis (KLT) dengan pendeteksi noda menggunakan lampu UV dengan panjang gelombang 254 nm sehingga menghasilkan isolat dari hasil penggabunggan beberapa fraksi. Analisis terhadap isolat tersebut dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer GC- MS. Kromatogram GC-MS menunjukkan persentase sitronelol 21,42% dan geraniol 69,15% dalam rhodinol. Kata kunci: kromatografi, sitronelol, geraniol, dan silika gel yang diimpregnasi AgNO 3 PENDAHULUAN Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki potensi untuk memproduksi minyak atsiri. Minyak atsiri memiliki aroma khas yang terkandung dalam tanaman. Minyak ini disebut juga minyak esensial karena pada suhu kamar mudah menguap (Sudaryani dan Sugiharti, 1998). Minyak sereh wangi adalah salah satu minyak atsiri yang merupakan komoditi agribisnis yang memiliki pasaran yang bagus dan berdaya saing kuat di luar negeri. Minyak sereh wangi diperoleh melalui destilasi uap daun sereh wangi. Minyak sereh wangi tersusun dari tiga komponen utama yaitu sitronelal, sitronelol dan geraniol dimana campuran sitronelol dan geraniol dalam perdagangan dikenal dengan nama rhodinol (Gunawan, 2009). Sitronelol memiliki titik didih 225 0-229 0 C sedangkan geraniol 229 0-230 0 C. Kedua senyawa ini akan sulit dipisahkan dengan cara destilasi fraksinasi pengurangan tekanan karena titik didih kedua senyawa tersebut sangat berdekatan berdekatan (Sastrohamidjojo, 1994). Utomo dan Widiatmoko (2009) telah melakukan isolasi rhodinol melalui metode ekstraksi-destilasi. Minyak yang diperoleh diukur volumenya dan dianalisa kandungan rhodinol, berat jenis dan bilangan penyabunan. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa kondisi optimum untuk ekstraksi rhodinol dengan pelarut n-heksana pada perbandingan pelarut dan bahan 5:1 dengan waktu operasi 2,5 jam dan diperoleh rhodinol sebanyak 78,43 %. Sayekti,dkk (2013) telah melakukan isolasi rhodinol dari minyak sereh Jawa menggunakan destilasi fraksinasi pengurangan tekanan sehingga diperoleh persentase rhodinol sebesar 68,55%. Selanjutnya rhodinol tersebut dipisahkan menggunakan kromatografi kolom tekan (KKT) dengan komposisi pelarut bergradien toluen : etil asetat (toluen 100% dan toluen : etil asetat = 12:0,1; 12:0,5; 12:0,7). Hasil dari KKT kemudian dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer GC-MS dan IR. Kromatogram GC-MS menunjukkan persentase sitronelol 42,98% dan geraniol 57,02%. Lam et all, (1982) telah melakukan isolasi dan identifikasi kahweol palmitat dan kafestol palmitat dari biji kopi hijau. Kahweol palmitat dan kafestol palmitat merupakan 28
golongan senyawa diterpen yang memiliki perbedaan pada jumlah ikatan rangkapnya. Isolasi senyawa ini dimurnikan dengan menggunakan kromatografi lapis tipis yang diimpregnasi dengan perak nitrat sehingga diperoleh dua isolat.. Analisis terhadap setiap isolat dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer MS, IR dan NMR yang menunjukkan senyawa kahweol palmitat dan kafestol palmitat. Lebih lanjut, Li et all (1995) melakukan modifikasi dan preparasi silika gel yang diimpregnasi dengan perak nitrat pada kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis yang digunakan untuk pemisahan steroid dan triterpen dari 13 campuran olefinik. Berdasarkan penelusuran literatur, belum pernah dilakukan isolasi sitronelol dan geraniol dari rhodinol dengan teknik kromatografi kolom menggunakan AgNO 3. Isolasi sironelol dan geraniol pada penelitian ini dilakukan dengan kromatografi kolom yang dimodifikasi yaitu dengan mengimpregnasi fasa diam silika gel dengan perak nitrat. Proses impregnasi melalui tahapan penentuan konsentrasi dan waktu optimum perak nitrat dan silika gel. Pemisahan dipandu dengan kromatografi lapis tipis (KLT) dengan pendeteksi noda menggunakan lampu UV. Penetapan hasil terbaik didasarkan berdasarkan data analisis GC-MS. METODOLOGI PENELITIAN Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas yang umum digunakan di laboratorium kimia, bejana KLT, botol semprot KLT, lampu UV, neraca analitik (OHAUS Carat Series), seperangkat alat kromatografi kolom tekan (KKT), spektrofotometer IR (FTIR SHIMADZU PRESTIGE 21) dan spektrofotometer GC- MS (SHIMADZU QP 2010). Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah etil asetat (CH 3 COOC 2 H 5 ), n-heksana (C 6 H 14 ), kloroform (CHCl 3 ), perak nitrat (AgNO 3 ), plat KLT slika gel F 254, rhodinol (Sayekti, dkk, 2013), dan silika gel 60 (230 400 mesh). Prosedur Penelitian Impregnasi Silika Gel dengan Perak Nitrat (AgNO 3 ) Silika gel ditimbang 2 gram dan direndam dalam 10 ml larutan perak nitrat (AgNO 3 ) dengan variasi konsentrasi 9%, 18% dan 36% menggunakan H 2 O dengan waktu kontak selama 1 jam. Selama direndam, dilakukan pengadukan secara berkala. Kemudian silika gel disaring dan dikeringkan pada suhu (150 o C) selama 1 jam, lalu dianalisis dengan spektrofotometer IR. Dari data spektrum IR, diperoleh informasi konsentrasi optimum dari silika gel terimpregnasi AgNO 3. Tahap selanjutnya adalah menentukan waktu optimum proses perendaman silika gel dengan perak nitrat (AgNO 3 ) dengan melakukan variasi waktu perendaman yakni 0,5 jam, 1 jam, dan 2 jam, kemudian dianalisis dengan spektrofotometer IR. Isolasi Sitronelol dan Geraniol Menggunakan Silika Gel Terimpregnasi Perak Nitrat (AgNO 3 ) pada Kromatografi Kolom Disiapkan kolom dengan tinggi 30 cm yang berdiameter 1 cm lalu dimasukkan silika gel 60 (230 400 mesh yang telah diimpergnasi dengan AgNO 3 ). Sebanyak 2 ml sampel yang telah dilarutkan dalam 3 ml n-heksana dimasukkan keatas kolom yang telah diisi silika dan dielusi menggunakan komposisi n- heksana:kloroform 99:1. Tetes eluat ditampung tiap 1 ml/vial sehingga diperoleh beberapa fraksi. Setiap fraksi diuji dengan KLT dengan komposisi eluen yaitu n- heksana:kloroform 99:1 lalu disemprot dengan larutan vanilin sebagai penampak noda dan dipanaskan. Setiap noda yang sama digabungkan dan dilakukan KLT kembali. Setelah dua kali pemisahan melalui kolom tekan, isolat dengan noda utama (mayor) dan terpisah dengan baik kemudian dianalisis menggunakan spektrofotometer GC-MS untuk diidentifikasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Impregnasi Silika Gel dengan Perak Nitrat (AgNO 3 ) Perak Nitrat (AgNO 3 ) merupakan sebuah senyawa anorganik yang terdiri dari ion Ag + dan NO 3 -. Proses impregnasi diawali dengan melakukan variasi konsentrasi perak nitrat yang bertujuan untuk mengetahui konsentrasi optimum dalam memodifikasi permukaan silika gel. Variasi konsentrasi yang digunakan meliputi 9%, 18%, dan 36% 29
dengan menggunakan pelarut air yang selanjutnya dikarakterisasi menggunakan FTIR untuk mengetahui konsentrasi optimum pembentukan silika gel terimpregnasi perak nitrat. Hasil dari analisis FTIR dapat dilihat pada Gambar 1. 9%, 18%, dan 36% dengan luas area berturut-turut 9,878; 16,28 dan 41,821. Konsentrasi 36% memiliki luas area yang lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi 9% dan 18% sehingga dapat disimpulkan bahwa konsentrasi optimum perak nitrat untuk memodifikasi permukaan silika gel yaitu 36%. Usulan mekanisme reaksi yang terjadi antara silika gel dan perak nitrat dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Mekanisme reaksi antara silika gel dengan perak nitrat Gambar 1. Spektrum i = silika gel murni, ii= silika gel+agno 3 36%, iii= silikagel+agno 3 18%, iv= silika gel+agno 3 9% Tabel 1. Interpretasi hasil identifikasi IR pada silika gel terimpregnasi AgNO 3 Silika Silika Gel Sintetik ( Cm-1) Gel Kiesel 60 ( Cm-1) Konsentrasi Konsentrasi Konsentrasi AgNO3 9% AgNO3 18% AgNO3 36% 3425,58 3448,72 3448,72 3441,01 1635,64 1635,64 1635,64 1635,64-1381,03 1381,03 1381,03 1095,57 1095,57 1095,57 1095,57 964,41 964,41 956,69 964,41 802,39 794,67 802,39 794,67 470,63 462,92 470,63 462,92 Interpretasi Vibrasi ulur-oh dari Si-OH Vibrasi tekuk OH dari Si-OH Vibrasi dari ikatan N-O Vibrasi ulur asimetri Si-O dari Si-O-Si Vibrasi ulur Si- O pada Si-OH Vibrasi ulur simetri Si-O dari Si-O-Si Vibrasi tekuk Si-O-Si overtone Setelah diperoleh konsentrasi optimum, proses impregnasi dilanjutkan dengan melakukan variasi waktu perendaman dengan tujuan untuk mengetahui waktu perendaman optimum. Variasi waktu perendaman yang digunakan adalah 0,5 jam, 1 jam, dan 2 jam. Setelah itu silika gel dikarakterisasi menggunakan FTIR. Hasil dari analisis FTIR ditunjukkan pada Gambar 3. Berdasarkan spektrum FTIR pada Gambar 1, pita serapan pada bilangan gelombang 1381,03 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi N-O pada bilangan gelombang 1345-1385 cm -1. Hal ini mengindikasikan bahwa telah terjadi subsitusi gugus nitro pada perak nitrat ke permukaan silika gel. Serapan bilangan tersebut muncul pada silika gel yang dimodifikasi dengan konsentrasi perak nitrat Gambar 3. Spektrum i= silika gel+agno 3 perendaman 2 jam, ii= silika gel+agno 3 perendaman 1 jam, iii= silika gel+agno 3 perendaman 0,5 jam 30
Isolasi Sitronelol dan Geraniol Menggunakan Silika Gel Terimpregnasi Perak Nitrat (AgNO 3 ) pada Kromatografi Kolom Silika gel yang telah dimodifikasi dengan perak nitrat diaplikasikan untuk memisahkan sitronelol dan geraniol dari rhodinol. Rhodinol dari minyak sereh jawa yang digunakan adalah hasil dari destilasi fraksinasi pengurangan tekanan yang kemudian dipisahkan dengan kromatografi kolom tekan. Pada penelitian ini yang digunakan adalah kromatografi kolom dengan fasa diam silika gel yang diimpregnasi dengan perak nitrat. Ion perak (Ag + ) dapat membentuk ikatan koordinasi komponen yang akan dipisahkan melalui kompleks EDA = electron donor acceptor yang kekuatan ikatannya sebanding dengan kenaikan jumlah ikatan rangkap (Damyanova, 2010). Elusi isokratik dilakukan dengan menggunakan n-heksana:kloroform= 99:1 (v/v). Elusi isokratik dilakukan karena campuran yang akan dipisahkan hanya terdiri dari 2 komponen. Fraksi tiap perbandingan pelarut ditampung sebanyak 11 ml/ vial sehingga diperoleh 27 fraksi. Tiap-tiap fraksi diuapkan pelarutnya pada suhu kamar yang selanjutnya dilakukan analisis menggunakan KLT dengan komposisi eluen n- heksana:kloroform= 99:1 (v/v) dengan diamati menggunakan lampu UV pada λ = 254 nm. Tiap fraksi yang memiliki noda yang sama digabungkan. Tabel 2 menunjukkan data fraksi gabungan hasil kromatografi. Tabel 2. Data fraksi gabungan hasil kromatografi No Fraksi Fraksi Gabungan Penggabungan 1 F 2.1 4-7 2 F 2.2* 8-12 3 F 2.3 13-20 4 F 2.4 21-25 5 F 2.5 26-27 Ket: *= Fraksi yang diteruskan untuk analisis Fraksi gabungan F 2.2 selanjutnya diteruskan ke tahap analisis GC-MS dan dibandingkan dengan hasil penelitian Sayekti, dkk (2013). Hasil analisis dengan menggunakan spektrometer GC-MS ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5. Tabel 3. Hasil Perbandingan Kromatogram GC Rhodinol No Metode Luas Area Pemisahan Geraniol Sitronelol 1 Kromatografi kolom tekan* 57,02% 42,98% Kromatografi menggunakan 2 silika gel 69,15% 21,42% terimpregnasi perak nitrat Ket : *= Sayekti, dkk (2013) Gambar 4. Kromatogram GC isolat F 2.2 Gambar 5. Kromatogram GC Rhodinol (Sayekti, dkk, 2013) Berdasarkan luas area puncak perbandingan sitronelol dan geraniol pada Gambar 4 memliki perbandingan 1:3 sedangkan pada Gambar 5 memliki perbandingan 1:1. Hal ini menunjukkan bahwa silika terimpregnasi AgNO 3 pada penelitian ini menghasilkan pemisahan dengan komposisi sitronelol dan geraniol yang lebih baik. 31
Simpulan Berdasarkan hasil yang diperoleh dalam penelitian ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Isolasi campuran sitronelol dan geraniol dari rhodinol dapat dilakukan dengan silika gel terimpregnasi perak nitrat dengan konsentrasi 36% dan waktu perendaman 1 jam pada kromatografi kolom dengan eluen n-heksana : kloroform dengan komposisi 99:1 2. Hasil isolasi rhodinol (sitronelol dan geraniol) dari minyak sereh Jawa dengan teknik kromatografi kolom menggunakan AgNO 3 yang diidentifikasi dengan GC- MS diperoleh kemurnian yang tinggi dengan luas area sitronelol 21,42% dan geraniol 69,15% lebih baik dari proses isolasi rhodinol (sitronelol dan geraniol) dari minyak sereh Jawa dengan teknik kromatografi kolom yang diidentifikasi dengan GC-MS diperoleh kemurnian dengan luas area sitronelol 42,98% dan geraniol 57,02%. DAFTAR PUSTAKA Gunawan,W., 2009, Kualitas dan Nilai Minyak Atsiri, Implikasi pada Pengembangan Turunannya, Makalah disampaikan pada Seminar Nasional dengan tema: Kimia Bervisi SETS Science, Environment, Technology, Society) Kontribusi Bagi Kemajuan Pendidikan dan Industri, diselenggarakan Himpunan Kimia Indonesia Jawa Tengah, 21 Maret 2009, Semarang. Lam, L. K. T., Sparnins, V. L., Wattenberg, L. W., 1982, Isolation and Identification of Kahweol Palmitate and Cafestol Palmitate as Active Constituents of Green Cofee Beans That Enhance Glutathione S-Transferasa Activity in the Mouse, Cancer Res, 42, 1193. Li, T.S., Li, J.T., Li, H.Z., 1995, Modified and Convenient Preparation Silica Impregnated with Silver Nitrate and its Application to the Separation of Steroids and Triterpenes, J. Chromatogr. A, 715, 372 Sastrohamidjojo, H., 1994, Kimia Minyak Sereh, Jurnal Berkala Ilmiah FMIPA UGM, Thn.5, 1:43, Workshop on Research in Essential Oils, 12-14 Maret 1991, Universitas Erlangga, Surabaya Sayekti, E., Sapar, A., Fitririyanti, Zaharah, T.A., 2013, Isolasi Rhodinol dari Minyak Sereh Jawa Menggunakan Metode Kromatografi Kolom Tekan, Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, Lampung, Hal. 131-135. Sudaryanti, T. dan Sugiharti, E., 1990, Budidaya dan Penyulingan Nilam, Penebar Swadaya, Jakarta. Utomo, H.P. dan Widiatmoko, N., 2008, Isolasi Rhodinol dalam Ekstraksi Minyak Sereh Jawa, Makalah Penelitian, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang. 32