BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. CENGKEH Tanaman cengkeh (Syzygium aromaticum), L. berasal dari kepulauan Maluku. Awalnya, oleh penduduk setempat, cengkeh digunakan untuk obatobatan, seperti pemeliharaan gigi. Namun kegunaannya berkembang, seperti sebagai rempah-rempah, bahan parfum, industri rokok, obat-obatan, dan sumber eugenol. Karenanya cengkeh menjadi salah satu komoditas perdagangan penting di Dunia (Agus Kardinan, 2005). Cengkeh merupakan salah satu komoditas pertanian yang tinggi nilai ekonominya. Mula-mula komoditas tersebut hanya digunakan sebagai bahan obatobatan tradisional dan upacara keagamaan terutama di India dan Tingkok. Pada abad ke-7, pamanfaatan cengkeh mulai beraneka ragam mulai dari rempahrempah kemudian berkembang sebagai bahan campuran rokok kretek dan makan sirih. Pada saat ini, cengkeh banyak digunakan dibidang industri sebagai bahan pembuatan rokok kretek dan dibidang farmasi sebagai bahan pembuatan minyak atsiri (Sri Najiyati dan Danarti, 2003). 2.2. PERSYARATAN TUMBUH Cengkeh (Eugenia aromatica) atau Syzigium aromaticum (L) termasuk dalam famili Myrtaceae. Tanaman ini berbentuk pohon, tingginya dapat mencapai 20-30 m, dan dapat berumur lebih dari 100 tahun. Tajuk tanaman cengkeh umumnya berbentuk kerucut, piramida, atau piramida ganda, dengan batang
utama menjulang keatas. Tanaman cengkeh menghendaki iklim yang panas dengan curah hujan cukup merata. Tanaman ini tidak tahan kekeringan sehingga tidak sesuai ditanam pada lokasi dengan musim kemarau yang panjang. Tanaman ini bisa tumbuh dan berkembang dengan baik pada ketinggian 0-800 m dpl (di atas permukaan laut) dengan suhu 22-30 C, tetapi pertumbuhan paling optimal pada ketinggian 300-600 m dpl. Pada ketinggian diatas 900 m dpl tanaman ini masih bisa tumbuh dengan baik, tetapi produksinya sangat rendah (Najiyati dan Danarti, 2003). Tanaman cengkeh menghendaki tanah yang gembur dalamnya minimum 2 m. Tanah liat yang berwarna kekuningan atau kelabu kurang cocok untuk tanaman cengkeh karena biasanya berdampak jelek. Tanah yang terlalu gembur dan banyak mengandung pasir juga tidak baik untuk tanaman cengkeh karena mudah kering (Najiyati dan Danarti, 2003). 2.3. MINYAK ATSIRI Minyak atsiri atau sering disebut minyak terbang, banyak digunakan dalam bidang industri sebagai bahan pewangi atau penyedap (flavoring). Minyak atsiri sebagai bahan pewangi dan penyedap terutama digunakan oleh bangsabangsa yang telah maju dan sudah digunakan sejak beberapa abad lalu. Selain itu minyak atsiri banyak juga digunakan dalam bidang kesehatan (Guenther, 1987).
2.3.1. Pengertian Banyak istilah yang digunakan untuk menyebut minyak atsiri, misalnya dalam Bahasa Inggris disebut essential oils. Dalam bahasa Indonesia ada yang menyebutnya minyak terbang, bahkan ada pula yang menyebut minyak kabur (Lutony dan Rahmayati, 2002). Minyak atsiri juga dikenal dengan nama minyak mudah menguap atau minyak terbang. Pengertian atau defenisi minyak atsiri yang ditulis dalam Encyclopedia of Chemical Technology menyebutkan bahwa minyak atsiri merupakan senyawa, yang pada umumnya berwujud cairan, yang diperoleh dari bagian tanaman, akar, kulit, batang, daun, buah, dan biji maupun dari bunga dengan cara penyulingan dengan uap (Sastrohamidjojo, 2004). 2.3.2. Sifat-Sifat Minyak Atsiri Adapun sifat-sifat minyak atsiri yang diketahui yaitu tersusun oleh bermacam-macam komponen senyawa. Memiliki bau khas, umumnya bau ini mewakili bau tanaman asalnya. Bau minyak atsiri satu dengan yang lain berbedabeda, sangat tergantung dari macam dan intensitas bau dari masing-masing komponen penyusunnya. Mempunyai rasa getir, kadang-kadang berasa tajam, menggigit, memberi kesan hangat sampai panas, atau justru dingin ketika terasa di kulit, tergantung dari jenis komponen penyusunnya. Dalam keadaan murni (belum tercemar oleh senyawa lain) mudah menguap pada suhu kamar. Bersifat tidak stabil terhadap pengaruh lingkungan, baik pengaruh oksigen udara, sinar matahari (terutama gelombang ultra violet)
dan panas, karena terdiri dari berbagai macam komponen penyusun. Bersifat tidak bisa disabunkan dengan alkali dan tidak bisa berubah menjadi tengik (rancid). Bersifat optis aktif dan memutar bidang polarisasi dengan rotasi yang spesifik. Mempunyai indeks bias yang tinggi. Pada umumnya tidak dapat bercampur dengan air, dapat larut walaupun kelarutannya sangat kecil, tetapi sangat mudah larut dalam pelarut organik (Gunawan dan Mulyani, 2004). 2.3.3. Golongan Minyak Atsiri Komponen minyak atsiri adalah senyawa yang bertanggung jawab atas bau dan aroma yang karakteristik serta sifat kimia dan fisika minyak. Demikian pula peranannya sangat besar dalam menentukan khasiat suatu minyak atsiri sebagai obat. Atas dasar perbedaan komponen penyusun tersebut maka minyak atsiri dibagi menjadi beberapa golongan sebagai berikut. 1. Minyak atsiri hidrokarbon Minyak atsiri kelompok ini komponen penyusunnya sebagian besar terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon, misalnya: Minyak terpentin diperoleh dari tanaman-tanaman bermarga pinus (famili Pinaceae). Komponen terpentin sebagian besar berupa asam-asam resin (hingga 90%), ester-ester dari asam-asam lemak, dan senyawa inert yang netral disebut resena. Terpentin larut dalam alkohol, eter, kloroform, dan asam asetat glasial dan bersifat optis aktif. Kegunaannya dalam farmasi adalah sebagai obat luar, melebarkan pembuluh darah kapier, dan merangsang keluarnya keringat. Terpentin jarang digunakan sebagai obat dalam (Gunawan dan Mulyani, 2004).
2. Minyak atsiri alkohol Minyak pipermin merupakan minyak atsiri alkohol yang penting diantara minyak atsiri alkohol yang lain. Minyak ini dihasilkan oleh daun tanaman Mentha piperita Linn. (nama daerah: poko, famili Labiatae). Daun poko segar mengandung minyak atsiri sekitar 1%, juga mengandung resin dan tanin. Sementara daun yang telah dikeringkan mengandung 2% minyak permen. Sebagai penyusun utamanya adalah mentol. Pada bidang farmasi digunakan sebagai anti gatal, bahan pewangi dan pelega hidung tersumbat. Sementara pada industri digunakan sebagai pewangi pasta gigi (Gunawan dan Mulyani, 2004). 3. Minyak atsiri fenol Minyak cengkeh merupakan minyak atsiri fenol. Minyak ini diperoleh dari tanaman Eugenia caryophyllata atau Syzigium caryophyllum (famili Myrtaceae). Bagian yang dimanfaatkan bunga dan daun. Namun demikian bunga lebih utama dimanfaatkan karena mengandung minyak atsiri sampai 20%. Minyak cengkeh, terutama tersusun oleh eugenol, yaitu sampai 95% dari jumlah minyak atsiri keseluruhan. Selain eugenol, juga mengandung aseton-eugenol, beberapa senyawa dari kelompok seskuiterpen, serta bahan-bahan yang tidak mudah menguap seperti tanin, lilin, dan bahan serupa damar. Kegunaan minyak cengkeh antara lain obat mulas, menghilangkan rasa mual dan muntah (Gunawan dan Mulyani, 2004). 4. Minyak atsiri eter fenol Minyak adas merupakan minyak atsiri eter fenol. Minyak adas berasal dari hasil penyulingan buah Pimpinella anisum atau dari Foeniculum vulgare
(famili Apiaceae atau Umbelliferae). Minyak yang dihasilkan, terutama tersusun oleh komponen-komponen terpenoid seperti anetol, sineol, pinena dan felandrena. Miyak adas digunakan dalam pelengkap sediaan obat batuk, sebagai korigen odoris untuk menutup bau tidak enak pada sediaan farmasi dan bahan farfum (Gunawan dan Mulyani, 2004). 5. Minyak atsiri oksida Minyak kayu putih merupakan minyak atsiri oksida. Diperoleh dari isolasi daun Melaleuca leucadendon L (famili Myrtaceae). Komponen penyusun minyak atsiri kayu putih paling utama adalah sineol (85%) (Gunawan dan Mulyani, 2004). 6. Minyak atsiri ester Minyak gondopuro merupakan atsiri ester. Minyak atsiri ini diperoleh dari isolasi daun dan batang Gaultheria procumbens L (famili Erycaceae). Komponen penyusun minyak ini adalah metil salisilat yang merupakan bentuk ester. Minyak ini digunakan sebagai korigen odoris, bahan farfum, dalam industri permen, dan minuman sebagai tidak beralkohol (Gunawan dan Mulyani, 2004). 2.3.4. Kelarutan Minyak Atsiri Banyaknya minyak atsiri yang larut dalam alkohol dan jarang yang larut dalam air, maka kelarutannya dapat mudah diketahui dengan menggunakan alkohol pada berbagai tingkat konsentrasi. Menentukan kelarutan minyak, tergantung juga kepada kecepatan daya larut dan kualitas minyak. Biasanya minyak yang kaya akan komponen oxygenated lebih mudah larut dalam alkohol dari pada yang kaya terpen (Guenther, 1987).
2.3.5. Metode Isolasi Minyak Atsiri Menurut Gunawan dan Mulyani (2004), minyak Atsiri umumnya diisolasi dengan empat metode. 1. Metode Destilasi Di antara metode-metode isolasi yang paling lazim dilakukan adalah metode destilasi. Beberapa metode destilasi yang populer dilakukan di berbagai perusahaan industri penyulingan minyak atsiri, antara lain sebagai berikut: a. Metode destilasi kering (langsung dari bahannya tanpa menggunakan air). Metode ini paling sesuai untuk bahan tanaman yang kering dan untuk minyakminyak yang tahan pemanasan (tidak mengalami perubahan bau dan warna saat dipanaskan), misalnya oleoresin dan copaiba. b. Destilasi air, meliputi destilasi air dan uap air dan destilasi uap air langsung. Metode ini dapat digunakan untuk bahan kering maupun bahan segar dan terutama digunakan untuk minyak-minyak yang kebanyakan dapat rusak akibat panas kering. Seluruh bahan dihaluskan kemudian dimasukkan ke dalam bejana yang bentuknya mirip dandang. Dalam metode ini ada beberapa versi perlakuan. 1) Bahan tanaman langsung direbus dalam air. 2) Bahan tanaman langsung masuk air, tetapi tidak rebus. Dari bawah dialirkan uap air panas. 3) Bahan tanaman ditaruh di bejana bagian atas, sementara uap air dihasilkan oleh air mendidih dari bawah dandang.
4) Bahan tanaman ditaruh didalam bejana tanpa air dan disemburkan uap air dari luar bejana. 2. Metode Penyarian Metode penyarian digunakan untuk minyak-minyak atsiri yang tidak tahan pemanasan seperti cendana. Kebanyakan dipilih metode ini karena kadar minyaknya didalam tanaman sangat rendah/kecil. Bila dipisahkan dengan metode lain, minyaknya akan hilang selama proses pemisahan. Pengambilan minyak atsiri menggunakan cara ini diyakini sangat efektif karena sifat minyak atsiri yang larut sempurna didalam bahan pelarut organik nonpolar. 3. Metode Pengepresan atau Pemerasan Metode pemerasan/pengepresan dilakukan terutama untuk minyak-minyak atsiri yang tidak stabil dan tidak tahan pemanasan seperti minyak jeruk (citrus). Juga terhadap minyak-minyak atsiri yang bau dan warnanya berubah akibat pengaruh pelarut penyari. Metode ini juga hanya cocok untuk minyak atsiri yang randemennya relative besar. 4. Metode Enfleurage Metode enfleurage adalah metode penarikan bau minyak atsiri yang dilekatkan pada media lilin. Metode ini digunakan karena diketahui ada beberapa jenis bunga yang setelah dipetik, enzimnya masih menunjukkan kegiatan dalam menghasilkan minyak atsiri sampai beberapa hari/minggu, misalnya bunga melati, sehingga perlu perlakuan yang tidak merusak aktivitas enzim tersebut secara langsung.
Menurut Rochim Armando (2009), minyak Atsiri umumnya diisolasi dengan tiga metode yaitu metode penyulingan dengan air, penyulingan dengan air uap dan penyulingan dengan uap. 1. Penyulingan dengan air Metode penyulingan dengan air (water distillation) merupakan metode paling sederhana jika dibandingkan dua metode penyulingan yang lain. Pada metode ini, bahan yang akan disuling dimasukkan dalam ketel suling yang telah diisi air. Dengan begitu, bahan bercampur langsung dengan air. Selain metodenya sangat sederhana, bahan ketelpun relatif mudah didapatkan. Uap yang dihasilkan dari perebusan air dan bahan dialirkan melalui pipa munuju ketel kondensor yang mengandung air dingin sehingga terjadi pengembunan (kondensasi). Selanjutnya, air dan minyak ditampung dalam tangki pemisah. Pemisahan air dan minyak dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenis. 2. Penyulingan dengan air dan uap Penyulingan dengan air dan uap (water and steam distillation) metode ini disebut juga metode kukus. Pada metode pengukusan ini, bahan diletakkan diatas piringan atau plat besi berlubang seperti ayakan (sarangan) yang terletak beberapa sentimeter diatas permukaan air. Pada prinsipnya, metode penyulingan ini menggunakan uap bertekanan rendah. Dibanding dengan cara pertama (water distillation), perbandingannya hanya terletak pada pemisahan bahan dan air. Namun, penempatan keduanya masih dalam satu ketel suling. Selanjutnya, uap air dan minyak akan mengembun dan ditampung dalam tangki pemisah. Pemisahan air dan minyak atsiri dilakukan berdasarkan berat jenis.
3. penyulingan dengan uap Penyulingan dengan uap (steam distillation) pada sistem ini, air sebagai sumber uap panas terdapat dalam boiler yang letaknya terpisah dari ketel penyulingan. Uap yang dihasilkan mempunyai tekanan lebih tinggi dari tekanan udara luar. Proses penyulingan dengan uap ini baik jika digunakan untuk penyulingan bahan baku minyak atsiri berupa kayu, kulit batang, maupun bijibijian yang relatif keras. 2.3.6. Fungsi Minyak Atsiri Kegunaan minyak atsiri sangat luas dan spesifik, khususnya dalam berbagai bidang industri. Banyak contoh kegunaan minyak atsiri, antara lain dalam industri kosmetik (sabun, pasta gigi, sampo dan losion) dalam industri makanan digunakan sebagai bahan penyedap atau penambah cita rasa dalam industri parfum sebagai pewangi dalam berbagai produk minyak wangi dalam industri farmasi atau obat-obatan (anti nyeri, anti infeksi, pembunuh bakteri) dalam industri bahan pengawet bahkan digunakan pula sebagai insektisida. Oleh karena itu, tidak heran jika minyak atsiri banyak diburu berbagai negara (Lutony dan Rahmayati, 2002). 2.4. MINYAK CENGKEH Minyak cengkeh berupa cairan berwarna kuning pucat sesaat setelah disuling dan mudah berubah warna menjadi coklat atau ungu bila terkena logam besi sehingga minyak ini lebih baik dikemas dalam botol kaca, drum aluminium
atau drum timah putih. Minyak Daun cengkeh diperoleh dengan cara Destilasi Uap dari Daun Pohon Cengkeh yang telah gugur. Spesifikasi mutu minyak cengkeh menurut SNI 1991 dapat dilihat pada Tabel 1 sebagai berikut. Tabel 1. Standar Mutu Minyak Cengkeh Menurut SNI 1991. No. Jenis uji Satuan Persyaratan 1. Kadar eugenol % Minimal 78% 2. Kelarutan dalam etanol 70% - jernih Perbandingan volume 1:2 Industri pengolahan minyak atsiri di Indonesia telah muncul sejak jaman penjajahan. Namun jika dilihat dari kualitas dan kuantitasnya tidak mengalami banyak perubahan. Ini disebabkan karena sebagian besar pengolahan minyak atsiri masih menggunakan teknologi sederhana/tradisional dan umumnya memiliki kapasitas produk yang terbatas (Latony dan Rahmayati, 2002). Cengkeh (Eugenia caryophyllus, Sprangel) Selain mengandung minyak atsiri, juga mengandung senyawa kimia yang disebut eugenol (Depkes RI, 1989). Sruktur Eugenol dapat dilihat pada Gambar 2.1 dibawah ini Gunawan dan Mulyani (2004). CH 2 -CH= CH 2 CH 3 O OH Gambar 2.1 Struktur Eugenol
2.4.1. Kegunaan Minyak Cengkeh Beberapa jenis minyak atsiri dapat digunakan sebagai bahan antiseptik internal atau eksternal, sebagai bahan analgesik, heamolitik atau sebagai antizymatik, sebagai sedative, stimulants untuk obat sakit perut. Minyak atsiri mempunyai sifat membius, merangsang, atau memuakkan. Disamping itu beberapa jenis minyak atsiri lainnya dapat digunakan sebagai obat cacing. Minyak atsiri dapat menetralisir bau yang tidak enak dari bahan, misalnya seperti bau busuk pada kulit sintetis. Saat ini sudah dapat dibuat beberapa minyak atsiri dari bahan mentah yang dahulu dikesampingkan atau dilupakan karena baunya kurang disukai. Sebagai contoh ialah penambahan senyawa-senyawa aromatik kedalam produk tertentu, seperti: karet sintetik dan latek, ternyata lebih menguntungkan produsen (Guenther, 1987). Dibidang kesehatan minyak atsiri digunakan sebagai aroma terapi. Aroma yang muncul dari minyak atsiri dapat menimbulkan efek menenangkan yang pada akhirnya dapat digunakan sebagai terapi psikis. Dalam hal perawatan kecantikan, minyak atsiri digunakan sebagai campuran bahan kosmetik. Kehadiran minyak atsiri dapat memberikan aroma khas pada produk. Beberapa produk kosmetik yang membutuhkan peran atsiri untuk memperkuat efeknya yaitu parfum, sabun, pasta gigi, sampo, lotion, dan deodorant. pada makanan, minyak atsiri yang ditambahkan berfungsi sebagai penambah aroma dan penambah rasa dalam pembuatan makanan olahan tak jarang bahan yang digunakan hanya sedikit menggunakan bahan aroma oleh sebab itu, kehadiran minyak atsiri dapat
memperkuat aroma dan rasa sehingga produk makanan serasa memiliki cita rasa yang tak kalah dengan produk aslinya (Rochim Armando, 2009). 2.4.2. Isolasi Eugenol Eugenol dapat diisolasi dengan cara minyak daun cengkeh hasil destilasi ulang ditambah dengan larutan NaOH. Jumlah mol NaOH yang digunakan harus proporsional dengan kandungan eugenol dalam minyak daun cengkeh, reaksi ini hanya eugenol yang bereaksi dengan NaOH membentuk Na-eugenolat yang larut dalam air. Setelah reaksi berlangsung akan diperoleh dua lapisan. Lapisan atas merupakan senyawa atau komponen dalam minyak daun cengkeh selain eugenol. Lapisan bawah yang mengandung eugenol dipisahkan dari lapisan atas. Eugenol dapat diperoleh dengan mengasamkan larutan eugenolat dengan menambahkan HCl hingga ph 3. pada akhir reaksi terjadi dua lapisan, dimana lapisan atas mengandung eugenol (Sastrohamidjojo, 2004). 2.4.3. Kelarutan Dalam Etanol Timbang 1 ml minyak dalam gelas ukur bersumbat kaca 25 ml atau 30 ml dan masukkan kedalam alat yang mempunyai suhu tetap yang dipertahankan pada suhu 19,8 hingga 20,2 C. Dengan menggunakan buret berkapasitas tidak kurang dari 20 ml tambahkan etanol dengan kadar seperti dinyatakan pada monografi, tiap kali dengan 0,1 ml sampai larut sempurna kemudian tiap kali dengan 0,5 ml sampai jumlah 20 ml dan sering dikocok kuat. Catat volume etanol yang diperlukan untuk mendapatkan larutan jernih. Lanjutkan penambahan jumlah
etanol dengan cara yang sama. Jika larutan menjadi berkabut atau keruh sebelum penambahan 20 ml etanol, catat volume pada saat terjadi kabut atau kekeruhan, dan juga volume pada saat kabut atau kekeruhan hilang. Jika tidak diperoleh larutan jernih dengan penambahan 20 ml etanol, ulangi pengujian dengan kadar etanol yang lebih tinggi (Depkes RI, 1995).