PENCIRIAN MINYAK SEREH WANGI MAHAPENGIRI (Cymbopogon winterianus Jowitt) KLON G1, G2, DAN G3 MENGGUNAKAN KROMATOGRAF GASSPEKTOMETER MASSA
SRIYADI
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
ABSTRAK SRIYADI. Pencirian Minyak Sereh Wangi Mahapengiri (Cymbopogon winteranus Jowitt) Klon G1, G2, dan G3 Menggunakan Kromatograf GasSpektrometer Massa. Dibimbing oleh DUDI TOHIR dan MA’MUN. Minyak sereh wangi (Cymbopogon sp) adalah salah satu jenis minyak atsiri yang menjadi komoditas ekspor Indonesia. Agar kualitas ekspor tetap terjaga, dikembangkan klon tipe unggul sereh wangi mahapengiri (C. winteranus Jowitt) G1, G2, dan G3 pada tahun 1989. Pada penelitian ini dilakukan pencirian komponen kimia utama dan minor di dalam setiap klon untuk mengembangkan formulasi bioaditif bahan bakar minyak. Penelitian dimulai dengan penyulingan uap air daun sereh wangi klon G1, G2, dan G3. Minyak yang diperoleh lalu diuji sifat fisikokimianya dan kandungan kimianya dianalisis dengan kromatograf gasspektrometer massa. Hasil penelitian menunjukkan sifat fisikokimia sesuai dengan SNI 06-3987-1995. Kandungan kimia utama minyak sereh wangi adalah sitronelal, sitronelol, geraniol, limonena, β-kariofilena, dan sitronelil asetat. Kandungan kimia minornya antara lain D-germakrena, α-amorfena, endo-1bourbonanol, geranil asetat, linalool, δ-kadinena, elemol, β-elemena, (Z,E)-α farnesena, α-kardinol, dan α-humulena.
ABSTRACT SRIYADI. Characterization of Mahapengiri Citronellal Oil (Cymbopogon winteranus Jowitt) clone G1, G2 and G3 by Gas Chromatography-Mass Spectrometer. Supervised by DUDI TOHIR and MA’MUN. Citronellal (Cymbopogon sp) oil is one of the Indonesia's essential oils export commodities. To maintain export quality, in 1989 three types of mahapengiri citronellal (C. winteranus Jowitt) G1, G2, and G3 superior clones were developed. In this experiment, the characteristics of major and minor chemical components within each clone were determined in order to develop formulations of oil fuel bioadditive. The study was started with steam distillation of citronellal leaves of clone G1, G2, and G3. The oil obtained were tested for the physicochemical properties, and the chemical compositions were analyzed with gas chromatograph-mass spectrometer. The results showed that the physicochemical properties of citronellal oil were in accordance with SNI 063987-1995. The major chemical constituents of citronellal oil were citronellal, citronellol, geraniol, limonene, β-caryophylene, and citronelyl acetate. The minor chemical constituents included D-germacrene, α-amorphene, endo-1-bourbonanol, geranyl acetate, linalool, δ-cadinene, elemol, β-elemene, (Z, E)-α-farnesene, αcardinole, and α-humulene.
PENCIRIAN MINYAK SEREH WANGI MAHAPENGIRI (Cymbopogon winterianus Jowitt) KLON G1, G2, DAN G3 MENGGUNAKAN KROMATOGRAF GASSPEKTOMETER MASSA
SRIYADI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
Judul Skripsi
: Pencirian
Nama NIM
: Sriyadi : G44076033
Minyak Sereh Wangi Mahapengiri (Cymbopogon winteranus Jowitt) Klon G1, G2, dan G3 Menggunakan Kromatograf Gas-Spektrometer Massa
Menyetujui Pembimbing I
Pembimbing II
Drs DudiTohir, MS NIP 19571104 198903 1 001
Ma’mun, SSi NIP 1953027 197603 1 003
Mengetahui Ketua Departemen
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul Pencirian Minyak Sereh Wangi Mahapengiri (Cymbopogon winteranus Jowitt) Klon G1, G2, dan G3 Menggunakan Kromatograf Gas-Spektrometer Massa. Shalawat dan salam disampaikan kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya yang tetap berada di jalan-Nya hingga akhir zaman. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs Dudi Tohir, MS dan Bapak Ma’mun, SSi selaku pembimbing atas segala saran, kritik, dorongan, dan bimbingannya selama penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Eni Hayani sebagai kepala Laboratorium Kimia Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik (Balittro) yang telah memperkenankan penulis melakukan penelitian di Laboratorium Kimia Balittro. Ucapan terima kasih tak terhingga kepada Bapak, Mama, adik-adikku atas doa-doanya. Ucapan terima kasih selalu untuk aisyahku Elmaya Oktaviani atas bantuan, doa, pacuan semangat, koreksi yang selalu mengingatkan akan selesainya skripsi ini. Selain itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada teman-teman di Laboratorium Kimia Balittro serta teman-teman Ekstensi kimia yang telah membantu dalam penyelesaian karya ilmiah ini. Semoga tulisan ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan ilmu pengetahuan bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya. Bogor, Oktober 2012 Sriyadi
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Salatiga pada tanggal 12 Maret 1985 dari pasangan Tugiran dan Rochmi Hastuti. Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara. Tahun 2003 penulis lulus dari Sekolah Menengah Analis Kimia Bogor (SMAKBo) dan pada tahun yang sama penulis masuk Akademi Kimia Analisis (AKA) Bogor. Pada tahun 2007 penulis melanjutkan kuliah di Program Studi S1 Kimia Penyelenggaraan Khusus IPB, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama masa perkuliahan penulis aktif di beberapa organisasi antara lain Dewan Perwakilan Mahasiswa (DPM), Laboratorium Da’wah Mahasiswa (LDM) dan Keluarga Muslim AKA (KMA). Pada bulan Mei−Juni 2006, penulis berkesempatan melaksanakan kegiatan praktik lapangan di Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik (BALITTRO). Setelah lulus dari program D3 Analisis Kimia, penulis sempat bekerja di PT Sinar Puji Gemilang sebagai staf IT. Pada tahun 2009 hingga 2011 penulis bekerja sebagai analis kimia di Laboratorium Kimia Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik (Balittro). Pada bulan April 2011, penulis diangkat menjadi CPNS dan ditempatkan di Balai Pengujian Mutu Pakan Ternak (BPMPT) Bekasi sebagai Analis Kimia.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ................................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii PENDAHULUAN ................................................................................................ 1 TINJAUAN PUSTAKA Sereh Wangi Mahapengiri ............................................................................ Sereh Wangi Klon G1, G2, dan G3 .............................................................. Penyulingan Minyak Sereh Wangi ................................................................ Sifat Fisikokimia Minyak Sereh Wangi .......................................................
1 1 1 2
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ............................................................................................. Metode Penelitian ......................................................................................... Penentuan Sifat Fisikokimia ......................................................................... Pencirian Komponen Kimia Minyak Sereh Wangi dengan GC-MS .............
2 2 2 3
HASIL DAN PEMBAHASAN Rendemen Minyak ........................................................................................ 3 Sifat Fisikokimia............................................................................................ 4 Komponen Kimia Minyak Sereh Wangi ....................................................... 4 SIMPULAN DAN SARAN ................................................................................... 5 Simpulan ........................................................................................................ 5 Saran .............................................................................................................. 5 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 5 LAMPIRAN ........................................................................................................... 7
DAFTAR TABEL Halaman 1 Rendemen minyak sereh wangi .......................................................................... 3 2 Hasil analisis sifat fisikokimia minyak sereh wangi. ......................................... 4
DAFTAR GAMBAR Halaman
1 Alat penyulingan minyak atsiri dengan uap air .................................................. 2 2 Komponen utama klon G1, G2, dan G3. ............................................................ 4 3 Komponen minor klon G1, G2, dan G3. ............................................................ 5
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Diagram alir kerja penelitian ............................................................................ 8 2 Karakteristik klon G1, G2, dan G3................................................................... 9 3 Hasil penentuan rendemen minyak sereh wangi .............................................. 10 4 Hasil penentuan sifat fisikokimia klon G1, G2, dan G3 ................................. 11 5 Kromatogram minyak sereh wangi .................................................................. 12 6 Kandungan kimia minyak sereh wangi hasil analisis GC-MS ......................... 13 7 Tabel klasifikasi komponen utama dan minor minyak sereh wangi ................ 15
vii
PENDAHULUAN Indonesia adalah salah satu negara pengekspor minyak atsiri terbesar di dunia. Berdasarkan data tahun 2010, volume ekspor Indonesia sebesar 2500 ton (Anonim 2010). Dunia perdagangan mengenal 2 tipe minyak sereh wangi, yaitu tipe srilanka dan tipe jawa. Tipe srilanka disebut lenabatu, berasal dari tanaman Cymbopogon nardus Rendle. Tipe jawa disebut tipe mahapengiri, berasal dari Cymbopogon winterianus Jowitt atau Java Citronella. Minyak sereh wangi banyak digunakan dalam industri kimia karena kandungan sitronelal dan total geraniolnya yang tinggi. Minyak sereh wangi digunakan sebagai pengusir serangga karena memiliki kemampuan menolak serangga (repellant), turunannya digunakan sebagai bahan dasar pembuatan parfum. Minyak sereh wangi juga berkembang menjadi bahan baku pembuatan aditif bahan bakar minyak (BBM). Agar memenuhi persyaratan ekspor, minyak sereh wangi harus memiliki kandungan total geraniol dan sitronelal minimum 85% dan 35% (Wahyuni et al. 2003). Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik (Balittro) melepaskan 3 klon sereh wangi unggul yang memenuhi standar ekspor, yaitu G1, G2, dan G3 untuk menjaga kualitas ekspor Indonesia. Ketiga klon ini merupakan hasil pemuliaan dari varietas mahapengiri. Penelitian ini bertujuan mencirikan komponen kimia di dalam setiap klon tersebut menggunakan kromatograf gasspektometer massa (GC-MS). Kandungan komponen kimia utama dan minor di dalam minyak sereh wangi ini akan dijadikan sebagai informasi awal penelitian aditif BBM.
TINJAUAN PUSTAKA Sereh Wangi Mahapengiri Sereh wangi mahapengiri merupakan salah satu tanaman minyak atsiri terpenting dalam perdagangan dunia. Rumpun ini banyak ditemukan di Indonesia dan pertama kali ditanam untuk penelitian di Kebun Raya Bogor dan diperkenalkan di Srilanka pada tahun 1899 (Guenther 1995). Tanaman ini dapat tumbuh subur pada dataran rendah maupun tinggi pada ketinggian sampai 2000 kaki atau lebih. Kondisi iklim Indonesia yang tropis membuat sereh wangi tipe
mahapengiri ini dapat ditumbuhkan dan berkembang luas di Indonesia. Minyak atsiri dari sereh wangi mahapengri dalam perdagangan dunia dikenal dengan nama Java Citronella oil, karena umumnya dibudidayakan di Pulau Jawa. Ekspor Indonesia untuk minyak sereh wangi ini semakin menurun per tahunnya akibat munculnya Chinese citronella oil dan Formosan citronella oil yang memiliki harga dan mutu lebih baik. Persyaratan ekspor minyak sereh wangi Indonesia ialah memiliki kadar geraniol minimum 85%, kadar sitronelal minimum 35%, dan tidak mengandung zat-zat asing berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3953-1995. Syarat ini dapat dipenuhi jika diusahakan pengelolaannya yang menyeluruh, mulai permulaan tanam sampai dengan pemasaran (Ketaren 1980). Sereh Wangi Klon G1, G2, dan G3 Untuk menjaga kualitas ekspor minyak sereh wangi, Balittro telah mengeluarkan 3 klon sereh wangi unggul, yaitu klon G1, G2, dan G3. Ketiga klon diseleksi dari 63 koleksi sereh wangi berdasarkan kandungan geraniol minimum 85% dan sitronelal minimum 35%. Diperoleh 8 tanaman yang memenuhi persyaratan, yaitu T-ANG 1, 2, 3, 113, 114, 115, dan 127 dengan kandungan total geraniol 88–89% dan sitronelal 38– 40% serta nomor T-ANG 132 dengan kandungan total geraniol 86% dan sitronelal 37%. Kedelapan tanaman tersebut dikembangkan di kebun percobaan Manoko (1200 m di bawah permukaan laut (dpl)), Cimanggu (240 m dpl), dan Citayam (50 m dpl) untuk melihat konsistensi kandungan minyaknya. Dari kedelapan klon tersebut kemudian dilepas 4 klon sereh wangi unggul berdasarkan Keputusan Menteri Pertanian Nomor 627/Kpts/TP/240/11/92 tanggal 3 November 1992 dengan nama sereh wangi 1, 2, 3, dan 4 yang berasal dari tanaman T-ANG 1, 2, 3, dan 113 (Mansur dan Suryana 1992). Pengodean diperbarui dengan nama Generasi (G) 1, 2, 3, dan 113 (Puslitbangbun 2005). Konservasi dilakukan terhadap klon G1, G2, dan G3 ini di kebun percobaan (Wahyuni 2003). Penyulingan Minyak Sereh Wangi Sebelum disuling, tanaman sereh wangi dipotong-potong kecil agar difusi uap air lebih mudah terjadi akibat semakin luasnya
permukaan sampel. Bahan lalu dikeringkan terlebih dahulu agar pada saat disuling minyak tidak tertahan dalam bahan akibat terikat oleh air. Bahan yang telah dikeringkan harus disimpan dalam ruangan yang kering, suhu rendah, dan bebas dari sirkulasi udara atau dalam ruangan yang mempunyai pengatur udara (Guenther 1990). Minyak sereh wangi diperoleh menggunakan penyulingan uap air (steam distillation) (Gambar 1). Bahan diletakkan di atas saringan yang tingginya beberapa sentimeter di atas permukaan air dalam ketel penyuling. Pada sistem ini uap berpenetrasi secara merata ke dalam bahan dan suhu dapat dipertahankan sampai 100 C. Penyulingan ini relatif singkat dan menghasilkan rendemen minyak yang besar.
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan adalah sampel daun sereh wangi klon G1, G2, dan G3, diperoleh dari tanaman sereh wangi berumur 6 bulan yang dipanen pada bulan Mei 2010 di kebun percobaan Manoko, Lembang, Bandung dengan kondisi iklim, tanah dan pengelolaan yang sama; natrium sulfat; natrium asetat; hidroksilamina hidroklorida; dan HCl. Alat-alat yang digunakan adalah radas penyulingan uap air baja nirkarat, alat kaca, radas refluks, refraktometer Bausch and Lomb, polarimeter Hergestellt, piknometer 5 mL, dan GC-MS Shimadzu QP-5000 dengan pustaka Wiley. Metode Penelitian
Gambar 1 Alat penyulingan minyak atsiri dengan uap air. Sifat Fisikokimia Minyak Sereh Wangi Minyak sereh wangi biasanya berwarna kuning muda sampai kuning tua, bersifat mudah menguap dengan bobot jenis (15 C) = 0.8860–0.8940, indeks bias pada 20 C = 1.467–1.473, putaran optik = -4, dan dapat larut (jernih) dalam 3 bagian volume alkohol 80%. Senyawa kimia dalam minyak atsiri dibedakan menjadi 2 golongan umum, yaitu golongan hidrokarbon terpena (C dan H) dan golongan hidrokarbon beroksigen terpenoid (C, H, dan O) (Ketaren 1980). Hidrokarbon terpena kurang wangi dibandingkan dengan terpenoid. Minyak sereh wangi mahapengiri lebih banyak mengandung terpenoid daripada minyak sereh wangi lenabatu (Jayasinha 1999). Senyawa utama minyak sereh wangi adalah geraniol, sitronelol, dan sitronelal. Kadar geraniol pada kedua jenis minyak sereh tidak berbeda jauh, tetapi kadar sitronelal dan kadar sitronelolnya berbeda banyak (Guenther 1990). Pemisahan komponenkomponen minyak sereh wangi umumnya dilakukan dengan penyulingan bertingkat.
Tahapan penelitian meliputi penyulingan uap air daun sereh wangi klon G1, G2, dan G3. Penyulingan menggunakan alat suling baja nirkarat, kemudian rendemen minyak ditentukan sebelum sifat fisikokimianya diukur, meliputi kelarutan dalam alkohol 80%, bobot jenis, indeks bias, putaran optik, total geraniol dan sitronelal (BSN 1995). Komponen-komponen kimia dalam minyak selanjutnya diidentifikasi menggunakan alat GC-MS Shimadzu QP-5000 dengan pustaka Wiley (Purwaningrat 2008). Bagan tahapan penelitian disajikan pada Lampiran 1. Penentuan Sifat Fisikokimia (BSN 1995) Sifat fisikokimia minyak sereh wangi merupakan parameter mutu minyak hasil penyulingan. Pengujian dilakukan dengan membandingkan hasil uji dengan SNI 063953-1995 dan hasil penelitian klon G1, G2 dan G3 sebelumnya. Uji Kelarutan dalam Alkohol 80% Minyak sereh wangi ditambahkan alkohol 80% tetes demi tetes dalam tabung reaksi sambil dikocok kuat sampai contoh menjadi jernih. Nisbah jumlah alkohol 80% dan sampel dicatat. Penentuan Bobot Jenis Minyak sereh wangi dimasukkan ke dalam piknometer 5 mL kemudian ditimbang dengan neraca analitik. Dilakukan hal yang sama untuk pengukuran air suling.
Suhu pengukuran dicatat sebagai faktor koreksi. Penentuan Indeks Bias Sebanyak 1 mL minyak sereh wangi diteteskan ke atas prisma refraktometer untuk diukur indeks biasnya. Suhu pengukuran dicatat sebagai faktor koreksi. Penentuan Putaran Optik Sebanyak 50 mL minyak sereh wangi dimasukkan ke dalam tabung polarimeter, kemudian diukur putaran optiknya. Penentuan Total Geraniol Asetilasi. Sebanyak 10 mL minyak sereh wangi ditambahkan 10 mL anhidrida asetat dan 2 g hablur CH3COONa dalam labu didih, dididihkan selama 2 jam. Setelah dingin, ditambahkan 50 mL akuades dan dipanaskan kembali pada suhu 40–50 C selama 15 menit sambil dikocok. Campuran didinginkan ke suhu kamar, lalu dipindahkan ke corong pemisah, dan ditambah bilasan labu dengan akuades. Campuran dibiarkan memisah sempurna dan dibuang lapisan airnya. Lapisan minyak dicuci, pertama dengan 25 mL NaCl jenuh, kedua dengan 25 mL Na2CO3 2% dalam NaCl jenuh, dan ketiga kembali dengan 25 mL NaCl jenuh sebanyak 3 kali ulangan. Minyak diuji dengan kertas lakmus untuk uji bebas-basa kemudian dipindahkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 3 g Na2SO4 anhidrat, didiamkan beberapa lama untuk menghilangkan sisa air yang teremulsi. Setelah itu, dilakukan penetapan bilangan ester. Penetapan Bilangan Ester. Minyak sereh wangi hasil asetilasi ditimbang 1 g ke dalam labu didih, ditambah 2 mL etanol dan 5 tetes indikator PP, lalu dinetralkan dengan KOH 0.1 N dalam alkohol. Kemudian ditambahkan 25 mL KOH 0.5 N dalam alkohol dan larutan dididihkan selama 1.5 jam. Setelah dingin, dititar dengan HCl 0.5 N. Untuk mengetahui jumlah yang bereaksi, dilakukan penetapan blangko. Penetapan bilangan ester juga dilakukan pada 1 g minyak sereh wangi yang belum diasetilasi. Penentuan Kadar Sitronelal Sebanyak 1.5 g minyak sereh wangi ditimbang ke dalam Erlenmeyer, kemudian ditambahkan 20 mL hidroksilamina hidroklorida 0.5 N dan 25 mL KOH 0.5 N dalam alkohol. Campuran didiamkan dalam ruang gelap selama 15 menit dan sesekali
dikocok. Selanjutnya ditambah indikator biru bromofenol dan dititar dengan larutan HCl 0.5 N sampai berubah warna dari biru menjadi kuning. Untuk mengetahui jumlah yang bereaksi, dilakukan penetapan blangko. Pencirian Komponen Kimia Minyak Sereh Wangi dengan GC-MS Minyak sereh wangi yang telah memenuhi persyaratan SNI 06-3953-1995 dan hasil penelitian klon G1, G2 dan G3 sebelumnya, disuntikkan ke dalam GC-MS Shimazdu QP-5000 dengan kenaikan suhu 2 C/menit hingga suhu 80 C, ditahan selama 5 menit. Suhu dinaikkan kembali dengan kenaikan 4 C/menit hingga suhu 200 C, juga ditahan selama 5 menit. Komponen-komponen yang terpisah diukur dengan detektor tumbukan elektron (EI) untuk diukur massanya. Data yang diperoleh dibandingkan dengan pustaka Wiley.
HASIL DAN PEMBAHASAN Rendemen Minyak Penyulingan uap air menghasilkan rendemen minyak sereh wangi seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1 Rendemen minyak sereh wangi Hasil Penelitian Rendemen Mansur dan Klon minyak Suryana (1992) (%) (v/b) (%) G1 0.87 0.9–1.05 G2 0.95 0.9–1.03 G3 0.92 0.9–1.03 Rendemen minyak merupakan nisbah antara volume minyak yang dihasilkan dan bobot bahan yang disuling (Lampiran 2). Rendemen minyak G1 lebih kecil daripada hasil penelitian Mansur dan Suryana (1992) mungkin diakibatkan bahan kurang kering sehingga masih ada sedikit minyak yang terikat pada sisa cairan bahan. Secara umum, penyulingan uap air membutuhkan kondisi alat-alat suling yang baik serta penyiapan bahan yang baik agar dihasilkan rendemen minyak yang baik. Menurut (Ketaren 1980), kondisi iklim, cuaca, lahan dan bibit sangat memengaruhi kualitas minyak sereh wangi yang dihasilkan. Oleh sebab itu, pada penelitian ini sampel daun sereh wangi
4 diperoleh dari kondisi iklim, cuaca, dan lahan yang sama. Sifat Fisikokimia Hasil pengujian sifat fisikokimia (Tabel 2) menunjukkan bahwa klon G1, G2, dan G3 memenuhi persyaratan SNI 06-39531995 dan penelitian Puslitbangbun tahun 2005 (Lampiran 3). Klon ini memiliki kadungan total geraniol dan sitronelal yang tinggi. Karakteristik fisikokimia suatu minyak atsiri lazim dan sangat penting ditentukan sebelum dilakukan analisis lebih lanjut menggunakan instrumen yang lebih modern (Akhila 2010). Komponen Kimia Minyak Sereh Wangi Pencirian komponen kimia minyak sereh wangi dengan GC-MS menghasilkan kromatogram seperti ditunjukan pada Lampiran 5. Komponen kimia yang teridentifikasi dari kromatogram tersebut diuraikan pada Lampiran 6, berdasarkan data dari pustaka Wiley 275.L. Komponenkomponen tersebut selanjutnya diklasifikasikan menjadi komponen utama dan minor untuk setiap klon (Lampiran 7). 4 Gambar 2 menunjukkan kandungan komponen mayor klon G1, G2, dan G3 berdasarkan hasil GC-MS. 60 Area (%)
50 40 30 20 10 0
Komponen Utama
Gambar 2 Komponen mayor klon G1 (■), G2 (■), dan G3 (■).
Sitronelal merupakan komponen penyusun utama, diikuti oleh sitronelol, geraniol, limonena, β-kariofilena, dan sitronelil asetat. Komposisi setiap komponen tersebut hampir sama untuk setiap klon kecuali untuk kadar sitronelal klon G2 yang secara nyata lebih rendah. Pola komponen kimia yang sama disebabkan ketiga klon berasal dari varietas yang sama. Total geraniol pada penentuan sifat fisikokimia menunjukkan total alkohol di dalam minyak sereh wangi dan terhitung sebagai geraniol. Sebelum berkembangnya instrumen analitik seperti saat ini, cara ini digunakan untuk menentukan kandungan alkohol total di dalam minyak atsiri. Namun, dengan GC-MS komponen geraniol sebenarnya dapat diukur (Lampiran 7). Tiga senyawa utama mengandung gugus fungsi aldehida seperti sitronelal, dan alkohol pada geraniol dan sitronelol. Kandungan hidrokarbon beroksigen ini mengakibatkan minyak sereh wangi berpotensi sebagai aditif untuk menaikkan angka oktan dalam BBM. Selama pembakaran, oksigen tambahan di dalam bensin dapat mengurangi emisi karbon monoksida, CO dan materialmaterial pembentuk ozon atmosferik. Senyawa beroksigen ini juga bercampur baik dengan bensin (Nasikin 2004). Komponen minor juga berperan penting dalam pencirian setiap klon. Ketiga klon G1, G2, dan G3 memperlihatkan perbedaan nyata pada kandungan δ-kadinena, elemol, β-elemena, (Z,E)-α farnesena, α-kardinol, dan α-humulena terutama pada klon G2 (Gambar 3). Perbedaan jumlah komponen minor membuktikan adanya proses perlakuan terhadap setiap klon yang dikembangkan. Secara morfologi, ketiga klon sereh wangi ini hanya sedikit berbeda, namun analisis komponen kimia minyaknya ternyata menunjukkan perbedaan komponen minor yang cukup signifikan (Gambar 3).
Tabel 2 Hasil analisis sifat fisikokimia minyak sereh wangi Parameter
Klon G1
Klon G2
Klon G3
SNI 06-3953-1995
Bobot Jenis (20 C )
0.8885
0.8893
0.8874
0.880–0.922
Indeks Bias (20 C)
1.4635
1.4656
1.4618
1.466–1.475
Total Geraniol (%)
89.88
90.89
88.67
min. 85
Sitronelal (%)
44.63
42.72
40.45
min. 35
Warna
Kuning
Kuning pucat
Kuning
Kelarutan dalam alkohol 80% Putaran optik
1 : 1.5
1 : 1,5
1 : 1.5
118’
136’
112’
Kuning pucat sampai kuning kecokelatan 1:2 jernih seterusnya jernih sampai opalesensi -
*Data selengkapnya di Lampiran 4.
komponen utama dan minor antara klon G1, G2, dan G3. Komponen penciri G1 adalah sitronelal yang tinggi, komponen penciri G2 adalah δ-kadinena dan elemol, sedangkan komponen penciri klon G3 adalah α-amorfena.
1,4 1,2 Area (%)
1 0,8 0,6 0,4
Saran
0,2
Perlu diuji pengaruh komposisi aldehida dan alkohol dalam minyak sereh wangi terhadap optimalisasi penggunaan aditif dalam BBM.
0
DAFTAR PUSTAKA Komponen Minor
Gambar 3 Komponen minor klon G1 (■), G2 (■), dan G3 (■). Gambar 3 memperlihatkan bahwa klon G2 memiliki kandungan δ-kadinena, elemol, dan α-kardinol di atas klon G1 dan G3. Perbedaan yang signifikan pada ketiga komponen tersebut menyebabkan klon G2 dapat dicirikan dari kandungan senyawa tersebut. Hidrokarbon beroksigen juga terdapat sebagai kandungan minor seperti linalool, geranil asetat, elemol, dan kardinol. Kandungan minor ini turut berpengaruh dalam penambahan gugus beroksigen di dalam minyak sereh wangi (Nasikin 2004). Jenis dan jumlah komponen utama dan minor dalam minyak atsiri ini selanjutnya dijadikan dasar dalam pembuatan formula bioaditif BBM. Dalam pemanfaatannya, minyak sereh wangi ditambahkan dalam jumlah yang besar, hampir setengah formulasi bioaditif yang telah beredar di pasaran. Berdasarkan hasil identifikasi komponen kimianya, dapat diduga bahwa jumlah monoterpena beroksigen seperti sitronelal, geraniol, dan sitronelol maupun kandungan minor dari minyak sereh wangi sangat mempengaruhi proses pembakaran BBM.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Hasil penelitian memperlihatkan bahwa sifat fisikokimia minyak sereh wangi klon G1, G2, dan G3 sesuai dengan SNI 06-39531995 dan penelitian Puslitbangbun tahun 2005. Analisis menggunakan GC-MS memperkuat adanya perbedaan komposisi
Akhila A. 2010. Essential Oil-Bearing Grasses: The Genus Cymbopogon. New York: Taylor and Francis. [Anonim]. 2010. Target Ekspor Minyak Atsiri 2010 Capai 2500 Ton. http://bataviase.co.id/node/132203 [20 Agu 2011]. [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1995. Standar Nasional Indonesia (SNI) No. 06-3953-1995. Minyak Sereh Wangi. Jakarta: BSN. Blank AF et al. 2007. Influence of season, harvest time and drying on Java citronella (Cymbopogon winterianus Jowitt) volatile oil. Revista Brasileira de Farmacognosia 17:4. Ginting S. 2004. Pengaruh lama penyulingan terhadap rendemen dan mutu minyak atsiri daun sereh wangi. [skripsi]. Medan: Universitas Sumatera Utara. Guenther E. 1990. Minyak Atsiri. Ketaren S, penerjemah. Jakarta: Universitas Indonesia. Terjemahan dari: The Essential Oils. Jayasinha P. 1999. Citronella (Cymbopogon nardus): Medicinal and aromatic plants series Vol. 9. Colombo: Information Services Centre, Industrial Technology Institute. Ketaren S. 1980. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Jakarta: Pustaka Nasional Balai Pustaka.
6 Mansur M, Suryana OU. 1992. Sereh wangi unggul. Edisi Khusus Littro Vol Ke-8. 29:54-59 Nasikin M. 2004. Prospek Pengembangan Industri Biodiesel di Indonesia. Serpong: Badan Pengembangan Teknologi Pertanian. [Puslitbangbun] Pusat Penelitian dan Pengembagan Perkebunan. 2005. Klon Unggul Tanaman Perkebunan. Bogor: Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian.
Purwaningrat L. 2008. Kajian pengaruh umur dan bagian tanaman nilam (Pogostemon calbin beth) yang disuling terhadap rendemen dan mutu minyak nilam yang dihasilkan [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Wahyuni S, Hobir, Nuryani Y. 2003. Status pemuliaan tanaman sereh wangi (Adropogon nardus). Di dalam: Perkembangan Teknologi TRO. Vol ke15 No. 2. Bogor: Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (BALITTRO).
LAMPIRAN
8
Lampiran 1 Diagram alir kerja penelitian
Pengambilan Contoh Sereh Wangi G1, G2, dan G3
Pengeringan dan Perajangan Contoh
Kelarutan dalam Alkohol 80%
Penyulingan Minyak Sereh Wangi Bobot Jenis
Putaran Optik
Indeks Bias
Penentuan Sifat Fisikokimia
Kadar Sitronelal
Kadar Total Geraniol
Penentuan Komponen Kimia dengan GC-MS
9
Lampiran 2 Karakteristik klon G1, G2 dan G3 (Puslitbangbun 2005) Karakteristik Bangun rumpun Ruas batang Bentuk daun
Permukaan daun Warna pelepah daun Panjang daun (cm) Lebar daun (cm) Tinggi batang (cm) Ketegaran Anakan Produksi terna rata-rata (ton/ha/tahun) Produksi minyak rata-rata (kg/ha/tahun) Total geraniol (%) Total sitronelal (%) Warna minyak Kadar minyak (% kering suling) Bobot jenis Indeks bias
G1 Tegak kompak Hijau muda Tegak bagian ujung terkulai, bagian daun terlebar ke tengah, pinggiran daun rata, dan ujung daun runcing Kasar berambut Ungu kemerahan
G2 G3 Tegak kompak Tegak kompak Hijau muda Hijau muda Sedang merumbai Sedang merumbai (dropping), (dropping), bagian daun bagian daun terlebar ke tengah, terlebar ke tengah, pinggiran daun pinggiran daun rata, dan ujung rata, dan ujung daun runcing daun runcing Kasar berambut Ungu kemerahan
115.7 2.6 115.8–161.1 Kuat, ruas masif 25–43 46 (29–60)
Kasar berambut Ungu tipis kemerahan 106.2 2.5 112.3–159.5 Kuat, ruas masif 22–42 44 (27–59)
470 (300–600)
450 (280–580)
470 (300–600)
89.97–90.22 39.55–44.83 Kuning 0.99–1.05
88.44–90.08 39–46.92 Kuning pucat 0.99–1.03
88.44–90.68 39.3–44.83 Kuning pucat 0.99–1.03
0.880 1.465
0.887 1.467
0.878 1.463
117.0 2.5 114.4–159.6 Kuat, ruas masif 22–42 46 (30–65)
10
Lampiran 3 Hasil penentuan rendemen minyak sereh wangi Klon G1 G2 G3
Bobot Daun (g) 22.600 19.500 19.500
% Rendemen Minyak =
Volume Minyak (mL) 196.60 185.20 179.40
(Volume Minyak
=
mL )
Bobot Daun (g)
196.6 mL 2.6 g
× 100%
× 100% = 0.87%
Rendemen Minyak (%) 0.87 0.95 0.92
11
Lampiran 4 Hasil penentuan sifat fisikokimia klon G1, G2, dan G3
No.
Parameter
1
Bobot jenis 1. 0.8884 2. 0.8886 20 C (g/cm3) 0.8885 Rerata
1. 0.8893 2. 0.8893 0.8893
1. 0.8873 2. 0.8875 0.8874
2
Indeks bias (20 C) Rerata
1. 1.4634 2. 1.4636 1.4635
1. 1.4654 2. 1.4658 1.4656
1. 1.4618 2. 1.4618 1.4618
3
Total Geraniol (%)
1. 89.87 2. 89.89 3. 89.88 89.88
1. 90.89 2. 90.92 3. 90.87 90.89
1. 88.68 2. 88.63 3. 88.70 88.67
Rerata
1. 44.59 2. 44.66 3. 44.63 44.63
1. 42.70 2. 42.74 3. 42.72 42.72
1. 40.42 2. 40.49 3. 40.45 40.45
5
Warna
Kuning
6
7
Rerata 4
Sitronelal (%)
Klon G1
Klon G2
Klon G3
Kuning pucat
Kuning pucat
Kelarutan dalam 1. 1 : 1.5 alkohol 80% 2. 1 : 1.5 Rerata 1 : 1.5
1. 1 : 1.5 2. 1 : 1.5 1 : 1.5
1. 1 : 1.5 2. 1 : 1.5 1 : 1.5
Putaran optik
1. 136’ 2. 136’ 136’
1. 112’ 2. 112’ 112’
Rerata
1. 118’ 2. 118’ 118’
12
Lampiran 5 Kromatogram minyak sereh wangi
a. Klon G1
b. Klon G2
c. Klon G3
13
Lampiran 6 Kandungan kimia minyak sereh wangi hasil analisis GC-MS
4.81
√
Mirsena
4.77
2
5.62
2.46
5.64
2.46
5.65
2.79
6.14
0.03
6.16
0.04
6.17
0.05
4
Limonena 2,6-Dimetilhept-5-en-1al Terpinolena
6.96
0.05
6.98
0.04
7.00
0.05
5
Linalool
7.25
0.65
7.27
0.64
7.29
0.67
√ 30-45
Waktu Retensi
(rt)
3
6
Sitronelal
8.80
53.54
7
Siklohesanon
8.99
0.05
8
Citronella
9.09
0.04
9
α-Terpineol
9.61
0.10
10
Dekanal
9.89
11
Sitronelol
12
4.79
Mahapengiri (Akhila 2010) (%)
1
Komponen
G2 Area (%) 0.04
G3 Area (%) 0.03
G1 Area (%) 0.04
No
rt
42.96
8.79
50.85
-
-
9.00
0.05
9.09
0.12
9.11
0.04
9.63
0.09
9.65
0.09
0.15
9.91
0.11
9.93
0.14
10.67
17.55
10.69
19.22
10.68
17.42
Neral
10.90
0.15
10.92
0.11
10.93
0.14
13
Geraniol
11.37
14.64
11.40
16.32
11.38
15.66
14
Geranial
11.65
0.23
11.69
0.17
11.70
0.24
15
Sikloheksanol
13.38
0.17
13.39
0.21
13.41
0.13
16
13.66
1.44
13.68
1.49
13.70
1.48
14.06
0.24
14.07
0.37
14.09
0.28
18
Sitronelil asetat 1,2,4-Meteno-1H-indena, oktahidro α-Kopaena
14.30
0.03
14.31
0.05
14.33
0.04
19
Geranil asetat
14.44
0.78
14.46
0.78
14.47
0.82
20
β-Elemena
14.70
0.35
14.72
0.62
14.73
0.44
21
Isokariofilena
-
-
15.10
0.03
-
-
22
β-Kariofilena
15.43
1.69
15.45
2.32
15.46
1.88
23
D-Germasiena
15.64
0.02
15.65
0.04
15.67
0.03
24
(Z,E)-α Farnesena
15.76
0.33
15.77
0.56
15.78
0.41
25
β-Seskuifelandrena
15.94
0.06
15.95
0.10
15.97
0.08
26
α-Humulena
16.25
0.25
16.26
0.40
16.28
0.29
27
δ-Kardinena
16.71
0.02
16.73
0.06
16.74
0.03
28
α-Amorfena
16.80
0.05
16.81
0.09
16.82
0.06
29
D-Germakrena
16.93
0.88
16.94
0.92
16.95
0.83
30
γ-Kardinena
-
-
17.19
0.14
-
-
31
Karalena
-
-
17.28
0.30
-
-
32
α-Muurolena
17.37
0.13
17.38
0.23
17.39
0.16
33
A-Germakrena
17.52
0.14
17.52
0.17
17.54
0.15
34
α-Amorfena
17.78
0.86
17.79
0.86
17.80
1.00
35
δ-Kadinena
17.92
0.62
17.94
1.23
17.94
0.74
36
Kadina-1,4-diena
18.14
0.03
18.15
0.06
-
-
37
Naftalena
-
-
18.27
0.04
-
-
17
8.79
rt
4-10 20-25
3.0
4.2
2.1
√
√
√
14
lanjutan Lampiran 6
38
Elemol
18.57
G1 Area (%) 0.49
18.59
G2 Area (%) 1.21
18.59
G3 Area (%) 0.63
39
β-Germakrena
18.73
0.03
18.74
0.04
18.75
0.06
40
Endo-1-bourbonanol
19.20
0.85
19.21
0.76
19.22
0.88
41
Kariofilena oksida
19.36
0.04
19.38
0.07
19.38
0.06
42
Veridiflorol
19.50
0.03
-
-
-
-
43
β-Bisabolena
20.08
0.05
-
-
-
-
44
γ-Selinena
-
-
20.09
0.11
-
-
45
α-Ilangena
20.38
0.04
20.38
0.10
20.30
0.06
46
γ-Eudesmol
20.48
0.04
20.48
0.14
20.50
0.07
47
Bisiklodek-1-ena
20.71
0.23
20.71
0.54
20.72
0.29
48
α-Kardinol
21.00
0.28
21.01
0.78
21.02
0.39
49
Aromadendrena
21.33
0.04
-
-
-
-
50
δ-Guaiena
-
-
21.33
0.03
21.34
0.05
51
1,5-Sikloundekadiena
-
21.33
0.05
-
-
52
Benzena
-
22.92
0.05
-
-
53
Cis-Trisiklo
-
-
-
22.94
0.06
54
Neofitadiena
-
24.77
0.09
55
2-Pentadekanon Dekahidro-2-etil naftalena Sitronelil format 4,8-Dimetilnona-1,7diena β-Sitronelol
-
-
24.92
0.03
-
-
26.74
0.03
28.17
0.08
-
-
-
-
-
-
28.17
0.74
28.17
0.25
-
-
28.47
0.18
-
-
-
-
-
28.48
0.07
-
-
-
-
39.76
0.09
-
-
30.66
0.04
-
-
-
-
34.05
0.03
-
-
64
5-Hepten-1-ol 7-(3,4-Metilenadioksi)tetrahidrobourbanol 2,6-Oktadien-1-ol (E,Z)-2,5-bis(2,2dimetillpropilid) 11-Metilskualena
-
-
39.65
0.36
-
-
65
2-Kuinolinakarbokamida
-
-
39.76
0.12
-
-
-
-
40.51 41.33 -
0.73 0.39 -
-
-
No
Komponen
Waktu retensi
(rt)
56 57 58 59 60 61 62 63
66 2,6-Oktadiena 67 11-Metilskualena 68 Linaliil asetat 69 Metil isoeugenol 70 Nerol Keterangan : (-) tidak terdeteksi
-
rt
rt
Mahapengiri (Akhila 2010) (%) 6.0
-
-
2.0 2.3 7.0
15
Lampiran 7 Tabel klasifikasi komponen utama dan minor minyak sereh wangi Komponen utama Area (%) Komponen Sitronelal Sitronelol Geraniol Limonena β-Kariofilena Sitronelil asetat
Klon G1 53.54 17.55 14.64 2.46 1.69 1.44
Klon G2
Klon G3
42.96 19.22 16.32 2.46 2.32 1.49
50.85 17.42 15.66 2.79 1.88 1.48
Komponen minor Komponen D-Germakrena α-Amorfena Endo-1-bourbonanol Geranil asetat Linalool δ-Kadinena Elemol β-Elemena (Z,E)-α Farnesena α-Kardinol α-Humulena
Klon G1 0.88 0.86 0.85 0.78 0,65 0.62 0.49 0.35 0.33 0.28 0.25
Area (%) Klon G2 0.92 0.86 0.76 0,78 0.64 1.23 1.21 0.62 0.56 0.78 0.40
Klon G3 0.83 1.00 0.88 0,82 0.67 0.74 0.63 0.44 0.41 0.39 0.29
