M I N YA K AT S I R I . . .
ESSENTIAL OIL
BAHAN BACAAN
M I N YA K AT S I R I V O L AT I L E O I L Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
1
2
M I N YA K AT S I R I . . .
M I N YA K AT S I R I . . .
DEFINISI dan FUNGSI DEFINISI: • Produk yang berupa campuran bahan-bahan volatil (mudah menguap) yang dihasilkan oleh organisme hidup dan diisolasi secara fisik (pengepresan atau destilasi). (ISO/DIS 9235.2) • Produk volatil (mudah menguap) yang menghasilkan bau, dihasilkan secara destilasi (water or steam) atau secara mekanis (pressing), berasal dari satu species. (Gerhard Buchbauer) KOMPONEN UTAMA: a. Minyak bumi - (hidrokarbon)! b. Minyak/lemak pangan - (asam lemak)! c. Minyak Atsiri - (terpen; mono-, sesqui-, di-, triterpen)
FUNGSI (TANAMAN): a. Internal messenger (pembawa pesan) dan growth regulator (pengatur pertumbuhan).! b. Repellent (untuk pertahanan melawan musuh alami; herbovora, serangga, jamur, dan bakteri).! c. Attractive (daya tarik bagi serangga).! d. Penyembuh luka (tanaman), mencegah penguapan air, antioksidan. FUNGSI (INDUSTRI): a. Odoran - fragrance (kosmetik, parfum, sabun, detergen, produk industri lainnya).! b. Flavor (bakery, cenfectionaries, candies, meat, pickles, soft drinks, dan produk pangan lainnya).! c. Farmasi (obat-obatan).
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung 3
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung 4
M I N YA K AT S I R I . . .
M I N YA K AT S I R I . . .
FUNGSI (MANUSIA): • Mempengaruhi body melalui penghirupan (inhalation), pengolesan pada kulit (skin application), dan konsumsi (ingestion).! • Menyebabkan: perasaan tenang, relaks, atau terangsang.! • Mengurangi rasa nyeri, menyembuhkan luka dan radang, dan kejang. • mengehentikan Mendukung dan menyeimbangkan banyak sistem dalam tubuh - (peredaran darah, pencernaan, pernapasan, saraf, endokrin, dan reproduksi). • Antioksidan dengan mengikat radikal bebas - memperlambat proses penuaan dan kanker. ! • Skala ini disebut ORAC = Oxygen Radical Absorption Capacity. Semakin tinggi skor ORAC, semakin besar kemampuan mengikat radikal bebas. • Meningkatkan oksigen dalam sel - (menyebabkan peningkatan Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! antibodi, endorfin, dan neurotransmiter) Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Antioxidant (ORAC) Scores for Selected Essential Oils Sandalwood Juniper Frankincense Cistus (Rose of Sharon) Cinnamon Bark Cassia Balsam Fir Hyssop Cypress Myrtle Galbanum Spikenard Rose Cedarwood Myrrh Clove
160 250 630 3,860 10,340 15,170 20,500 20,900 24,300 25,400 26,200 54,800 160,400 169,00 379,800 1,078,700 From the Essential Oils Desk Reference, 4th Edition Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
5
6
M I N YA K AT S I R I . . .
M I N YA K AT S I R I . . .
S I FAT F I S I K D A N K I M I A KOMPONEN KIMIA: a. Terpen dan turunannya.! • α-terpinene, α-pinene, camphene, limonene, dan phellandrene.! • Memberikan aroma rempah segar, seperti: floral, earthy, piney, sweet, atau spicy.! b. Rantai hidrokarbon mengandung oksigen.! • Linalool, citronellol, geraniol, carveol, menthol, borneol, fenchone, dan tumerone.! • Memberikan aroma khas rempah.! c. Benzen dan turunannya.! • Alkohol, asam, phenol, ester, dan lactone.! • memberikan aroma seperti: sweet, creamy, dan floral. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung 7
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung 8
K I M I A M ITABLE N YA1.4 K Chemical AT S ICompounds R I . . . Contained in Essential Oils of Spices
M I N YA K AT S I R I . . .
KOMPONEN KIMIA: d. Komponen mengandung Nitrogen dan/atau sulfur.! • Indole, hydrogen sulfide, methyl propyl disulfide, dan sinapine hydrogen sulfate.! • Memberikan aroma khas sperti; onion, garlic, mustard, dan citrus. Minyak Atsiri:! • Larut dalam alkohol dan eter, sedikit larut dalam air.! • Memberikan intensitas aroma lebih tinggi dibandingkan dengan rempah segar.! • Sangat pekat (concentrated), 75-100 kali pada rempah segar.! • Aromanya tidak selengkap rempah segar, tetapi mengandung komponen utama.! • Penggunaannya sangat sedikit (0,01% - 0,05%). Jurusan Teknologi Hasil Pertanian !
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
9
10
K I M I A M I N YA K AT S I R I . . .
K I M I A M I N YA K AT S I R I . . .
KOMPONEN KIMIA: ! TERPEN (TERPENOID) DAN TURUNANNYA
Copyright © 1998 by Marcel Dekker
TERPEN (TERPENOID):! ➡
Tergantung pada jumlah subunit Isopren (2-methylbutadien), terpen dap at dibedakan menjadi: Hemiterpen (C5), monoterpen (C10), sesquiterpen (C15), diterpen (C20), sesterterpen (C25), triterpen (C30), tetraterpene (C40), and politerpen bila (C5)n, n > 8.!
•
Merupakan komponen terbanyak dalam minyak atsiri.!
•
Menghasilkan aroma menyenangkan, rasa spicy, dan mempunyai aktivitas farmasi.!
•
Hewan (serangga) mensintesis terpen (dari tanaman) untuk produksi hormon dan pheromone.!
➡
Terpen ada yang berantai lurus (alifatik) dan membentuk cicin (aromatis).!
•
Terdapat lebih dari 30 000 jenis terpen sudah diketahui.!
➡
•
Struktur dasar terpen adalah rantai karbon yang menpunyai 5 atom karbon (5C)n, disebut Isopren atau isoprenoid (2 metil - 1,3 - butadien) - (C
Secara alami, terpen dalam bentuk alkohol (-OH), eter (-o-), aldehid (-CHO), keton (-CO-), asam karboksilat (-COOH), dan aster (-COO-).!
➡
Senyawa terpen lainnya mengandung gugus fungsional: sulfida (-S-S-, -SH).
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung 11
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung 12
ylic acids and esters.
K I M I A M I N YA K AT S I R I 1.. Parent . . hydrocarbons of terpenes (isoprenoids). Table C5
tail
head
Hemi-
!
2-Methyl-1,3-butadiene (Isoprene)
2-Methylbutane
head
2,6-Dimethyloctane
• • •
C15 Sesqui- 2,6,10-Trimethyldodecane (Farnesane)
C20 Di-
tail
tail
C30 Tri-
tail
2,6,10,15,19,23-Hexamethyltetracosane (Squalane)
2. Ekstraksi (solvent or supercritical fluid extraction):!
tail
C40 Tetra-
1. Pengepresan (Expression):! • Digunakan untuk yang sensitif terhadap panas.! • Citrus, lemon, orange (peel) oils.!
head
Sester- 2,6,10,14,18-Pentamethylicosane
• •
Water distillation is a slower extraction process(kadar than the M.A. other two distillation types Digunakan untuk bunga sangat rendah)! and therefore less energy efficient. Menggunakan alkohol atau pelarut organik.! The only advantage of water distillation is the cost of the equipment tends to be extremely low and the designs of the stills, condensers and oil separator are simple 3. Destilasi (water or steam destillation):! so they can operate and be maintained in very remote locations.
tail
, -Carotene
(C5)n
Sifat bahan baku, ! Stabilitas kimia bahan penyusun minyak atsiri,! Kharakteristik produk akhir.
Metode untuk mendapatkan minyak atsiri:!
2,6,10,14-Tetramethylhexadecane (Phytane)
C25
M E TO D E E K S T R A K S I
Pemilihan motode tergantung pada: !
tail
C10 Mono-
M I N YA K AT S I R I . . .
n
all-trans-Polyisoprene (Guttapercha) Polyterpenes
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
•
Metode paling ekonomis.
13
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
14
M I N YA K AT S I R I . . .
M E TO D E D I S T I L A S I …
M E TO D E D E S T I L A S I
HYDRO- /WATER DISTILLATION.
1. HYDRO- /WATER DISTILLATION.! • Metode distilasi paling murah dan sederhana.! • Bahan tanaman dicampurkan ke dalam air, kemudian dipanaskan hingga mendidih.! • Bagian bawah ketel, dilapisi lempeng berlubang, mencegah bahan kontak langsung dengan dasar ketel.! • Mutu minyak atsiri rendah, karena kontak langsung dengan panas dan air - reaksi hidrolisis ester.!
Removable lid
Still Stillpotpot
Plant Plant Material & Material Water
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
water
Oil
Perforated Grid
Oil Oil Separator Separator (For (Foroils oilslighter lighter thanwater) water) than
• Slow proses.! 15
(coiled tubular)
& Water
• Sebagian komponen larut dalam air (ogygeated compounds).! • Harga alat murah dan desain sederhana.
Condenser Cooling
Fire
Condensate water
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian !
Pertanian Universitas Lampung Figure 7: Diagrammatic representation of water distillation unit whereFakultas the plant material is 16 suspended in the water.
The water-distilled oils are commonly darker in colour and have stronger still ‘off-note’
M E TO D E D I S T I L A S I …
M E TO D E D I S T I L A S I …
WATER AND STEAM DISTILLATION.
2. WATER AND STEAM DISTILATTION.! • Bahan tanaman diletakan pada permukaan yang berlubang (perforated surface) di atas air dalam ketel.!
Removable lid
Removable lid
• Air dan bahan tidak kontak langsung.! • Keuntungan:! ➡
Rendemen lebih tinggi.!
➡
Kerusakan minyak atsiri berkurang - hidrolisis dan komponen terlarut berkurang.!
➡
Mutu minyak lebih baik dan konstan (reproducible).!
➡
Proses lebih cepat.!
➡
Penggunaan energi lebih effisien.
Ball Cock Water level Ball Cock Control Water level Control
Plant Material Plant & Material & Steam Stea Steam Stea Water Water Wate & Water Water Wate &
Cooling water Cooling water Baffle or Anti-splash grid Baffle or Anti-splash grid
Oil
Oil Oil Separator Oil Separator
Condensate water
Condensate water
Fire
Fire
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Figure 8: Diagrammatic representation of a steam and water distillation unit with a baffle to prevent direct water contact with the plant material on the perforated grid. Figure 8: Diagrammatic representation of a steam and water distillation unit with a baffle to prevent Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! direct water contact with the plant material on the perforated grid. Fakultas Pertanian Universitas Lampung
17
18
M E TO D E D I S T I L A S I …
M Ste E TO E DIST L Aprocess S I … of distilling plant material with the steam generated outside amD distillation is Ithe the still in a stand-alone boiler (Figure 9). Steam distillation is theDIRECT process of distilling plant material with the steam generated outside STEAM DISTILLATTION. the still in a stand-alone boiler (Figure 9).
3. DIRECT STEAM DISTILATTION.! • Sistem destilasi yang menggunakan steam dari luar ketel (ketel tidak menghasilkan uap).!
Removable lid
• Bahan tanaman diletakan pada permukaan berlubang, sama dengan water and steam destillation.!
Removable lid Plant Material
• Keuntungan dan kerugian:! ➡
Jumlah dan kondisi steam mudah diatur.!
➡
Kerusakan akibat over heating dapat dicegah (<100oC).!
➡
Condenser (Coiled tubular) Condenser (Coiled tubular)
Dapat dalam skala besar - lebih ekonomis.!
➡
Biaya investasi besar.!
➡
Diperlukan tenaga kerga terlatih dan terampil.
Cooling water
Condenser
Cooling water
(Multi Tube)
Condenser
Plant Material
(Multi Tube)
Oil
Steam Steam Boiler Boile Direct Steam
Steam Steam Boiler Boile
Oil Condensate water
Direct Steam
Heating jacket
Oil separator
Condensate water
(for oils lighter than water)
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Universitas Lampung 19
Heating
Figure 9:jacket Diagrammatic representation of steam distillation unit. Oil separator (for oils lighter than water)
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian ! Fakultas Pertanian Figure 9: Diagrammatic representation of steam distillation unit. Universitas Lampung 20
29
