4 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Botani Tanaman Nilam Nilam termasuk tanaman daerah tropis berupa tumbuhan semak dengan ketinggian sekitar 0,3-1,3 meter. Di alam bebas tumbuhnya menggeliat-geliat, tidak teratur dan cenderung mengarah kearah sinar matahari, namun dikebun pertanaman nilam tumbuhnya dapat tegak ke atas atau merumpun pendek bila diberi penegak bambu (Santoso, 1990). Tanaman nilam berakar serabut, berbatang lunak dan berbuku-buku. Buku batangnya menggembung dan berair, warna batangnya hijau kecoklatan. Daun nilam merupakan daun tunggal yang berbentuk bulat telur atau lonjong, melebar di tengah, meruncing keujung dan tepinya bergerigi. Tulang daunnya bercabang-cabang kesegala penjuru. Bila daun nilam diremas-remas akan berbau harum. Oleh karena itu masyarakat desa sering mempergunakannya untuk mandi atau mencuci pakaian sebagai pengganti sabun dan sekaligus untuk memberi bau wangi (Santoso, 1990). Nilam (Pogostemon sp.) termasuk famili Labiateae, ordo Lamiales, klas Angiospermae dan divisi Spermatophyta. Indonesia saat ini terdapat tiga jenis nilam yang dapat dibedakan antara lain dari karakter morfologi, kandungan, kualitas minyak dan ketahanan terhadap serangan biotik dan abiotik. Ketiga jenis nilam tersebut adalah: 1) P. cablin Benth. Syn. P. patchouli Pellet var. Suavis Hook disebut nilam Aceh, 2) P. heyneanus Benth. disebut nilam Jawa dan 3) P. hortensis Becker disebut nilam sabun (Guenther, 1952). Diantara ketiga jenis nilam tersebut, nilam aceh dan nilam sabun tidak berbunga dan yang paling luas
5 penyebarannya serta banyak dibudidayakan yaitu nilam aceh, karena kadar minyak dan kualitas minyaknya lebih tinggi dari kedua jenis yang lainnya (Nuryani, dkk., 2005). Tanaman nilam memerlukan intensitas penyinaran berkisar antara 75-100 % agar pertumbuhan dan produksi minyak nilam optimal. Nilam yang ditanam di bawah naungan akan tumbuh lebih subur, daun lebih lebar dan tipis serta hijau, tetapi kadar minyaknya rendah. Tanaman nilam yang ditanam di tempat terbuka, pertumbuhan tanamannya kurang rimbun, habitus tanaman lebih kecil, daun agak kecil dan tebal, daun berwarna kekuningan dan sedikit merah, tetapi kadar minyaknya lebih tinggi (Mangun 2005). Balittro telah mengoleksi 28 nomor nilam, dari hasil seleksi terhadap beberapa nomor nilam telah dilepas tiga varietas unggul yaitu Tapak Tuan, Lhoksemawe dan Sidikalang. Penamaan ketiga varietas nilam tersebut berdasarkan nama daerah asalnya. Ketiga varietas mempunyai keunggulan masing-masing. Tapak Tuan unggul dalam produksi dan kadar Patchouli alkohol. Lhoksemawe kadar minyaknya tinggi sedangkan Sidikalang toleran terhadap penyakit layu bakteri dan nematoda (Manoi, 2007). 2.2. Tinjauan Umum Minyak Atsiri. Minyak yang terdapat di alam dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu : minyak mineral (mineral oil), minyak yang dapat dimakan (edible fat) dan minyak atsiri (essential oil) (Guenther,1987). Minyak atsiri dikenal juga dengan nama minyak teris atau minyak terbang (volatile oil) yang dihasilkan oleh tanaman. Minyak tersebut mudah menguap
6 pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya. Berdasarkan karakteristiknya minyak atsiri umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut air. Minyak atsiri ini merupakan salah satu dari hasil sisa proses metabolisme didalam tanaman yang terbentuk karena reaksi antara berbagai persenyawaan kimia dengan adanya air. Minyak tersebut disintesa dalam sel glandular pada jaringan tanaman dan ada juga yang terbentuk dalam pembuluh resin, misalnya minyak terpentin dari pohon pinus (Ketaren, 1981). Minyak atsiri dapat bersumber pada setiap bagian tanaman, yaitu dari daun, bunga, buah, biji, batang atau kulit dan akar atau rizhome. Minyak atsiri selain dihasilkan oleh tanaman, dapat juga bentuk dari hasil degradasi oleh enzim atau dapat dibuat secara sintetis (Robin, 1982). Dalam hal ini Reineccius (1999) menambahkan, minyak atsiri terdiri atas campuran kompleks senyawa organik yang dapat diklasifikasikan sebagai berikut : (1) Terpen yaitu senyawa hidrokarbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit isopren (C5, n = 1) jika n = 2 maka hidrokarbon tersebut dikenal dengan monoterpen jika n = 3 disebut seskuiterpen dan jika n = 4 disebut diterpen, juga dikenal triterpen (C30) dan tetraterpen (C30). Meskipun jumlahnya signifikan dalam minyak atsiri tetapi terpen hanya memiliki nilai flavor yang kecil, bila dibandingkan dengan axygenated derivates (2) Turunan terpen teroksidasi (oxygenated derivates) yaitu akohol, aldehid, keton dan ester. Senyawa tersebut memberikan perbedaan flavor diantara
7 minyak atsiri. Contoh senyawa ini diantaranya sitronelol, geraniol, nerol, mentol, nerolidol, sitral (3) Senyawa aromatik dengan gugus fungsi yang bervariasi (akohol asam, ester aldehid, keton, fenol) (4) Senyawa yang mengandung nitrogen atau sulfur. Senyawa ini tidak terdapat pada kebanyakan minyak atsiri, biasanya terdapat pada tanaman yang mengandung bahan albuminous diantaranya indol dan skatol. 2.3. Minyak Nilam Dewasa ini nilam merupakan salah satu tanaman perkebunan yang memiliki prospek ekonomi yang cukup cerah. Dalam hal ini hasil yang didapat dari budidaya nilam adalah berupa minyak nilam yang diperoleh dengan penyulingan tanaman nilam. Minyak nilam tergolong dalam minyak atsiri dengan komponen utamanya adalah patchoulol. Daun dan bunga nilam mengandung minyak ini, tetapi orang biasanya mendapatkan minyak nilam dari penyulingan uap terhadap daun keringnya. Dalam perdagangan internasional, minyak nilam dikenal sebagai minyak patchouli (dari bahasa Tamil patchai artinya hijau dan ellai artinya daun, karena minyaknya disuling dari daun). Aroma minyak nilam dikenal berat dan kuat dan telah berabad-abad digunakan sebagai wangi-wangian (parfum) dan bahan dupa atau setanggi pada tradisi timur. Disamping itu harga jual minyak nilam termasuk yang tertinggi apabila dibandingkan dengan minyak atsiri lainnya (Yuhono dan Sintha, 2006).
8 Mutu minyak ditentukan oleh sifat fisika-kimia minyaknya, dan faktor yang paling menentukan mutu minyak nilam adalah kadar patchouli alkohol (PA). PA merupakan komponen terbesar (50 60 %) dari minyak (Walker, 1969) dan memberikan bau (odour) yang khas pada minyak nilam, karena antara lain mengandung norpatchoulene (Trifilief, 1980). Kandungan yang terdapat di dalam minyak nilam meliputi : patchouli alkohol, patchouli camphor, eugenol, benzaldehyde, cinnamic aldehuyde, dan cadinene. 2.4. Manfaat Minyak Nilam Minyak nilam merupakan bahan baku yang penting untuk industri wewangian, kosmetik, dan sering pula dipakai sebagai bahan campuran pembuatan kompon. Minyak nilam mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : (a) sukar tercuci, (b) sukar menguap dibandingkan dengan minyak atsiri lainnya, (c) dapat larut dalam alkohol dan (d) dapat dicampur dengan minyak eteris lainnya. Karena sifat-sifatnya inilah minyak nilam dipakai sebagai fiksatif (unsur pengikat) untuk industri wewangian (Santoso, 1990). Minyak nilam antara lain digunakan sebagai bahan baku, bahan pencampur dan fiksatif dalam industri parfum, farmasi dan kosmetik serta makanan dan minuman (Mustika dan Nuryani, 2006) juga sebagai pewangi selendang, karpet dan barang-barang tenunan (Rusli dkk., 1985). Dalam industri parfum minyak nilam merupakan bahan baku utama yang fungsinya tidak dapat digantikan oleh minyak yang lain. Di India daun nilam kering digunakan sebagai pengusir serangga (repellent) pada kain yang akan di ekspor (Robbins, 1982). Minyak nilam juga
9 dapat berfungsi sebagai insektisida untuk larva Spodoptera littorales dengan LC 50 antara 10,1 dan 20,01 ml/m 3 (Prawoto dan Sholeh, 2006). 2.5. Mutu Minyak Nilam Minyak nilam berwujud cairan kental dengan warna kuning hingga kecoklatan dan terdiri dari campuran persenyawaan terpen dengan alkoholalkohol, aldehid, dan ester-ester yang memberikan bau khas, misalnya patchouli alkohol merupakan senyawa yang menentukan bau minyak nilam (Albert, 1980). Standar mutu minyak nilam dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Standar Mutu Minyak Nilam Karakteristik - Warna - Bobot jenis 25 o C/25 o C - Indek bias 25 o C - Kelarutan dalam etanol 90% (suhu 25 o C 3 o C) - Patchouli alkohol (C15H26O) % Sumber : SNI 06-2385-2006 Syarat Kuning muda coklat kemerahan 0,950 0,975 1,507 1,515 Larutan jernih atau ovalensi ringan dalam perbandingan volume 1 :10 Min. 30 2.6. Penanganan Pasca Panen Panen pada umumnya dilakukan dengan memangkas dan memotong daun dengan sedikit cabang sekunder, diambil pada umur 6 bulan setelah tanam. Kemudian berturut-turut setiap 3-4 bulan. Panen dilakukan dengan memotong tiga pasang daun teratas beserta batangnya. Setiap kali panen ditinggalkan satu cabang tanaman untuk merangsang pertumbuhan berikutnya.
10 Waktu panen pertama dilakukan setelah tanaman berumur 6 bulan sebelum daun berubah warnanya menjadi coklat, dilakukan pada waktu pagi atau sore hari agar kandungan minyak dalam daun tetap tinggi. Panen selanjutnya 3 4 bulan setelah panen pertama. Tanaman nilam setelah dipanen bagian batang dan daunnya dijemur dan lama pengeringan kira-kira 3 jam, atau sampai dengan daun itu menjadi layu. Pengurangan kadar air mutlak diperlukan agar kualitas minyak yang dihasilkan tetap tinggi. Kemudian dimasukkan ke dalam silinder penyulingan untuk disuling secara bersama. Adapun beberapa tahapan perlakuan sesudah tanaman nilam dipanen meliputi : a). Perajangan, b). Pengeringan dan c). Penyimpanan. a. Perajangan Hingga saat ini perlu tidaknya perajangan daun nilam yang hendak disuling masih diperdebatkan dan belum ada kesepakatan para ahli. Di satu pihak menganggap tidak perlu, karena akan memperbesar biaya produksi akan tetapi di lain pihak perajangan daun nilam dianggap penting. Oleh karena meskipun biaya bertambah, kadar minyak yang dihasilkan lebih tinggi. Khususnya daun nilam yang dipanen dengan sabit perlu dirajang dan diseleksi untuk dibuang cabang-cabangnya. Daun nilam yang dipanen dengan cara tersebut harus dipotong-potong sepanjang 2-3 cm sebelum dikeringkan (Santoso, 1990). b. Pengeringan Hasil panen daun nilam dari kebun kemudian dijemur di bawah sinar matahari. Cara penjemurannya : daun nilam dihamparkan di lantai
11 jemur dan diusahakan jangan sampai terjadi penumpukan terlalu tebal, dan setiap kali harus dilakukan pembalikan. Lama pengeringan kira-kira 5 jam, atau sampai dengan daun itu menjadi layu. Selanjutnya daun-daun yang telah layu tersebut diangin-anginkan. Caranya : dihamparkan di atas rak-rak bambu di tempat teduh dengan tebal lapisan 5 cm, dan dibolak-balik sebanyak 2-3 kali dalam seharinya. Pengeringan dapat dihentikan setelahtimbul bau nilam yang keras dan khas dibandingkan daun segarnya, dimana dicirikan oleh daunnya berwarna kecoklatan. Lama pengeringan biasanya membutuhkan waktu 3 hari. Proses pengeringan ini perlu mendapat perhatian secara khusus. Sebab, pengeringan yang terlalu cepat dapat menyebabkan penguapan minyak, dan pengeringan yang terlambat akan mengundang timbulnya cendawan (kapang) sehingga kualitas minyak nilam menjadi rendah. (Santoso, 1990). c. Penyimpanan Setelah daun nilam tampak kering, segera dilakukan penyulingan atau bisa juga disimpan untuk sementara waktu antara 1-2 hari sebab apabila lebih akan muncul kapang yang bisa menurunkan mutu minyak nilam. Cara penyimpanannya adalah sebagai berikut : daun nilam diletakkan diatas para-para, atau di lantai beralaskan papan berkaki. Gudang penyimpanan tidak boleh lembab dan sirkulasi udara harus baik. Namun demikian, fase penyimpanan ini tetap beresiko, terutama bila waktunya terlalu lama. Sebab dapat menyebabkan penyusutan jumlah
12 daun nilam kering dan sekaligus menurunkan jumlah minyak yang dihasilkan (Santoso, 1990). 2.7. Beberapa Teknik dan Proses Penyulingan Minyak atsiri adalah zat cair yang mudah menguap bercampur dengan persenyawaan padat yang berbeda dalam hal komposisi dan titik cairnya, larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air. Berdasarkan sifat tersebut, maka minyak atsiri dapat diekstrak dengan 4 macam cara, yaitu : Penyulingan (Distillation), Pressing (Eks-pression), Ekstraksi dengan pelarut (Solvent ekstraksion) dan Absorbsi oleh menguapnya lemak padat (Enfleurage). (Walker, 1969). Penyulingan dapat didefinisikan sebagai pemisahan komponen-komponen suatu campuran dari dua jenis cairan atau lebih, berdasarkan perbedaan tekanan uap dari masing-masing zat tersebut. (Guenther, 1987). Proses ini dilakukan terhadap minyak atsiri yang tidak larut dalam air. Jumlah minyak yang menguap bersama-sama uap air ditentukan oleh tiga faktor, yaitu : besarnya tekanan uap yang digunakan, berat molekul dari masingmasing komponen dalam minyak dan kecepatan minyak yang keluar dari bahan (Satyadiwiria, 1979). Mengenai cara penyulingan itu sendiri masih dapat dipilahkan menjadi tiga cara yaitu : 1). Penyulingan dengan air, 2). Penyulingan dengan air dan uap dan 3). Penyulingan langsung dengan uap (Santoso, 1995).
13 1). Penyulingan dengan Air (Direct distillation) Prinsip kerja penyulingan dengan air adalah sebagai berikut : Ketel penyulingan diisi air sampai volumenya hampir separuh, lalu dipanaskan. Sebelum air mendidih bahan baku dimasukkan kedalam ketel penyulingan sehingga penguapan air dan minyak atsiri berlangsung bersamaan. Bahan baku yang digunakan biasanya dari bunga atau daun yang mudah bergerak di dalam air dan tidak mudah rusak oleh panas uap air. Penyulingan secara sederhana ini sangat mudah dilakukan,dan tidak perlu modal banyak. Namun kualitas minyak atsirinya masih rendah, kadar minyaknya sedikit, terkadang proses hidrolisis ester, dan produk minyak bercampur dengan hasil sampingan. 2). Penyulingan dengan Air dan Uap (Indirect distillation). Pada penyulingan secara tidak langsung, yaitu dengan cara memisahkan penguapan air dengan penguapan minyak. Bahan tumbuhan diletakkan ditempat tersendiri yang dialiri uap air, atau secara lebih sederhana bahan tumbuhan diletakkan di atas air mendidih (Harris, 1987). Penyulingan dengan cara ini sedikit lebih maju, biaya tidak terlalu mahal dan produksi minyak relatif lebih baik. Prinsip kerjanya sebagai berikut: ketel penyulingan diisi air sampai pada batas saringan. Bahan baku diletakkan di atas saringan, sehingga tidak berhubungan langsung dengan air yang mendidih tetapi akan berhubungan uap air. Air yang menguap akan membawa partikel-partikel minyak atsiri dan dialirkan melalui pipa ke alat pendingin sehingga terjadi pengembunan, dan uap air
14 yang bercampur minyak atsiri tersebut akan mencair kembali. Selanjutnya uap air tersebut dialirkan ke alat pemisah untuk memisahkan minyak atsiri dari air. Cara ini paling banyak dilakukan para petani atsiri dan alatalatnya pun dibuat sendiri oleh para petani atsiri. Produk minyak yang dihasilkan cukup bagus bahkan kalau pengerjaannya baik produk minyaknya masuk dalam kategori ekspor. Berdasarkan pengamatan lapang, khususnya petani nilam di Br. Nungnung, Desa Pelaga, Kecamatan Petang, Kabupaten Badung lama penyulingan nilam yang dilakukan petani berkisar antara tiga hingga enam jam. 3). Penyulingan dengan Uap Penyulingan secara langsung dengan uap memerlukan biaya yang cukup besar karena harus disiapkan dua ketel dan sebagian besar peralatan terbuat dari stainless steell (SS) dan mild steel (MS). Walaupun memerlukan biaya yang besar kualitas minyak atsirinya memang jauh lebih sempurna. Prinsip kerja penyulingan seperti ini hampir sama dengan cara penyulingan dengan air dan uap (indrect distillation). Namun antara ketel uap dan ketel penyulingan harus terpisah. Ketel uap yang berisi bahan baku partikel-partikel minyak pada bahan baku terbawa bersama uap dan dialirkan ke alat pendinginan. Dalam alat pendingin itulah terjadi proses pengembunan. sehingga uap air yang bercampur minyak akan mengembun dan mencair kembali. Selanjutnya dialirkan ke alat pemisah yang akan memisahkan minyak atsiri dari air. Cara ini biasanya dilakukan oleh perusahaan atau perorangan yang bermodal karena membutuhkan biaya yang besar dan kualitas minyak atsirinya jauh lebih sempurna
15 dibandingkan dengan kedua cara lainnya sehingga harga jualnya juga jauh lebih tinggi.