Bul. Agr. vol. XII (1)
4 -
11 (1981)
PENGARUH WAKTU PANEN TERHADAP MUTU DAN HASIL MINYAK PEPERMINT ( Mentha piperita L J. Oleh Sjarif H. Iskandar
Summary: EFFECT OF HARVESTING TIME ON YIELD AND QUALITY OF PEPERMINT OIL (Mentha piperita LJ. The experiment uSing d completely random design was conducted at Lincoln College Experimental Farm, New Zealand, to investigate the effect of time of harvest on yield and quality of peppermint oil. Thirteen harvests were carried out from January 3 to March 28, 1979. and followed by gas liquid chromatographic analysis of the oil. The best yield of high quality was obtained when the crop was harvested in the period between the last week of January and the first week of February, and plants were 10 - 20% in flower. At that time, oil yield and oil per centage were 113.7 kg/ha and 1.17% respectively; with the principal consitutents menthol 43.1 %, menthane 28%, menthofuran 3.8%, menthylacetate 6.6% alid cineole 4.1 percent. When the menthol content exceeded 43.1 %, the oil yield declined steadily due to leaf senescence and shattering.
Ringkasan Raneangan aeak lengkap digunakan dalam percobaan ini untuk meneht, pengaruh waktu panen terhadap hasil dan mutu minyak pepermint. Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan Lincoln College, Selandia Baru. Tiga belas kali panen yang dilakukan mulai tan gga I 3 Januari sampai dengan 28 Maret 1979, dan diikuti oleh analisa minyak dengan metoda liquid gas chromatography. HasH minyak terbaik dan bermutu tinggi diperoleh pada waktu tanaman dipanen antara minggu terakhir bulan Januari dan minggu pertama bulan Februari. ketika tanaman berbunga 10 20 persen. Pada waktu itu hasil dan persentase minyak masing-masing 113.7 kg/ha dan 1.17 persen dengan persentase komponen utama minyak berturut-turut 43.1, 28.0, 3.8, 6.6 dan 4.1 per sen masing-masing untuk menthol, menthane, menthofuran, menthyl acetate dan cineole. Ketika kandungan menthol melampaui 43.1 persen, hasil minyak menuru1:\ terus karena daun yang makin tua dan gugur.
PENDAHULUAN
Peppermint (Mentha piperita. LJ merupakan tanaman tahunan yang steril dan diperbanyak secara vegetatif dengan rhizom. Minyak merupakan hasi! utama terdapat dalam kelenjar·kelenjar kecil yang jumlahnya amat ban yak di sabe lah dalam daun bagian bawah (Lammerink, 1969;. Minyak peppermint dibutuhkan dalam pelbagai industri antara lain tapal gigi, permen karet. flavour untuk konfeksi, campuran dalam minuman yang mengandung alkohol dan abat-obatan (Lammerink dan Manning, 19731. Minyak peppermint tersusun atas 99 komponen, yang dari jumlah tersebut hanya beberapa di antaranya akan me nentukan mutu minyak, yaitu menthane, menthol dan men thofuran. Mutu minyak yang baik harus mempunyai kan dungan menthane dan menthol yang tinggi dan disertai oleh kandungan menthofuran yang rendah IHocking & Edward,
1955; Hamon & Zuck, 1972; Lawrence et. ai, 1972). Mutu minyak peppermint yang dikehendaki sebagai
bahan baku industri bergantung pada bentuk produk yang
akan dihasilkan. tetapi secara umum minyak yang bermutu baik mempunyai komponen minyak yang persentasenya ter·
eantum dalam Tabell.
*)
Tabel 1. Persyareten Mutu Minyak Peppermint. ( Table 1. Peppermint Oil Qualityl.
Komponen minyak (Oil components)
% berdasarkan persyarat an industri. (Manufacturing Require ment %l.
1. Menthol
50 (minimal 451. .15 18.
3 6 (serendah mungkin) 2 - 4 (setinggi mungkin) 3 - 5 (seting9i mungkin)
2. Menthane dan Isomenthone 3. Menthofuran 4. Cineole 5. Menthyl acetate
(White & Clarke, 1977 I.
Sebahagian dali thesis Master-Program penulis di Lincoln College, Selandia Baru, 1980.
Menthol, men thone, menthofuran den menthyl acetate digolongkan delam satu grup yang" disebut monoterp&ne (Loomis & Croteau, 19731. Hubungan antara komponen tersebut dapat dilihat pade Gambar 1 (Burboot & Loomis, 1967 I.
""'"
Menthofuran
. Neo·Menthol ",,,,,,...,.""
. ~ Piperitenone---+Pulegone~Menthone-+Menthol -4Menthyl
"-s,
"
" ..
esters.
Piperitone---) iso.Mtnt~one---+iso Menthol ..... , "~
neo
ISO
Menthol
Gambar 1. Skema biosintesis monoterpene delam pepper· mint. Garis terputus·putus menunjukkan reaksi yang dipostulasikan. Menthofuran merupakan hasil sekresi di bagian·bagian muda tanaman yang metabolismanya paling akt;f. Kandungan maksimum menthofuran terdepat dalam deun·daun muda pada batang, dan kandungan akan menurun terus pada daun yang makin menua (Virmani & Datta, 1970). Di ujung ran· ting kandungan menthofuran menaik sesuai dengan pem· bentukan jaringan baru pada bunga (Smith & Levi, 1961) den mencapai titik maksimum pada waktu hunga me.kar penuh (Botta & Botta, 19571. setelah itu akan menurun kembali (Virmani & Datta, 19701.
Rancangan acak lengkap (completely random designl dengan waktu panen setiap minggu sebagai perlakuan (13 kalH dan 4 ulangan. I,Ikuran petak percobaan 2m x 2m. Ta· naman dipenen mulai deri 3 Januari sampai dengan 28 Maret 1979. Contoh tanaman diambil dari tengah·tengah petak percob8lln dengan luas 1.0 m 2 . Tanaman dipotong 5 em di atas permukaan tanahyang segera ditimbang dan 400 gram untuk contoh diambil untuk penyulingan. Empat ratus gram rajangan aoak contoh dimasukkan delam "pressure cooker" model Presto 706B. UaP air yang mengandung minyak dikondensasikan dan ditampung delam flask yang berisi 5 ml n·hexane. Selama penyulingan tempe ratur yang rendah dipertahankan guna mencegah kehilangan komponen minyak. Penyulingan berlangsung selama 105 sampai 110 men it. Minyak yang mengapung di atas air, dipisahkan secara bertahap. Minyak dan n·hexane dipisahkan dengan meng· gunakon rotary evaporator pada suhu 300 sampai 350 C. Setiap contoh minyak peppermint dianalisa dengan metoda gas liquid chromatography yang akan menghasilk.ln sebuah chromatogram. Chromatogram minyak peppermint amat khas seperti terlihat pade Gambar 2 (Manning, 1970). Setiap puncak pade chromatogram menunjukkan satu kom ponen tertentu minyak peppermint. Presentase komponen minyak dihitung berdesarkan luas areal di bawah satu puncak dibagi dengen seluruh areal pade chromatogram dikalikan 100 persen.
Pembentukan menthone terjadi pada pucuk dan daun yang amat muda. kenaikan umur deun akan menurunkan kandungan menthone pada daun tersebut (Reitsema et al. 1957l. Menthone secara pelan·pelan berubah menjadi menthol sebagai akibat tanaman bertambah tua (Lemli. 1955l. Penda· pat yang sama dikemukakan oleh Watson & St. John (1955) dan Reitsema et al. (1961) yang menyatakan kandungan menthol baik sejalan dengan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Semua informasi sebelumnya menun;ukkan bahwa kandungan men thone, menthol dan menthofuran berubah sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sesuai dengan persyaratan mutu untuk minyak peppermint. dan sejalan dengan informasi tersebut, maka tujuan percoba· an ini ialah untuk meneliti pengaruh waktu panen terhadap rnutu dan hasH minyak.
HASI L DAN PEMBAHASAN Selama pereobaan tanaman diamati perkembangan den pertumbuhannya yang dibagi menjadi 5 fase yaitu : A. Sebelum pembentukan kuncup bunga; B. Kuneup bunga sampai anthesis; C. 1 - 10% kuncup telah mekar; D. 10 50% kuncup telah mekar; E. Lebih dari 50% kuncup telah mekar. Tanaman dianggap telah berbunga penuh (full bloom) bila 75% darl tanamall delam keadaan fase E. Pada akhir minggu pertama bulan Februari tampak gejala-gejala tanaman diserang penyakit karat (Puccinia men thee Persl. Perkembangan penyaklt ini amat cepet terutama pada bulan Maret akibat kelembaban nisbi yang lebih tinggi IS5.9%) dibandingkan dengan 70% pada bulan Februari. Hasil percobaan tercantum dalam Gambar 3, 4, 5 dan
6 serta Tabel 2. BAHAN DAN METODA 1. Pereobaan dilakukan di kebun percob8lln Lincoln College pada jenis tanah Wakanui silt loam. Tanaman pe. ppermint ditanam pade bulan April 1977 yang dipangkas pada musim semi tahun 1978. Pemelihar8lln meliputi pemu· pukan dengan N 50 kg/ha dalam bentuk urea dan penyiram an menurut kebutuhan untuk mempertahankan kandungan air tanah di atas 20% selama percobaan.
Pengaruh Waktu Penen terhadap HasH Millyak.
Hasil minyak nalk dengan mantap dan mencapai pun roknya,pada tangga' 31 Januari, 113.7 kg/ha, yang bersamaan dengan masa pembu ;ngan (fase CI dan kemudian piikuti dengan penurunan hasil secara tajam. (Gambar 3 den Tabel 21.
5
..,;;..
menthyl acetate
menthol
isamenthone
menthane
men lhoiliran
cineole limonenc
p. e:(-
pinene pinene
Gambar 2.
Khromalogram minyak Pl'!Ppermint. - - - - - - - - - - - - -.....
(F Igure 2.
Chromatogram of Peppermint Olll
Tabel2. Pengaruh Waktu Panen lerhadap hasil Minyak (kg/hal, Persentase Minyak dan Komponen Uta manya. Tabel2. The Effect of Time of Harvest on Peppermint's Oil Yield, Oil Percentage and Main Components).
Tanggal
3 10
17 24 31, 7 14 21 28 7 14 21 28
Januari Januari Januari Januari Januari Januari Februari Februari Februari Maret Maret Maret Maret
Pa· nen H
Minyak 1 kgl hal
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
59.3d sa.6d 92.2c 105.4ab 113.7a 100.0bc sa.8d 47.90 30.4f 22.5fg 15.5gh 7.8h 6.2h
% minvak
O.72d 0.66d O.86a l.lOab 1.17a 1.06a 0.76cd 0.54e 0.37f 0.33fg O.l5gh 0.15hi 0.12i
Duncan's New Multiple Range Test (P
Menthol 1%1
Menthone (%1
Menthofuran 1%1
Menthyl acetate 1%)
35.2g 35.2g 42.1ef 41.1f 43.1ef 47.1 de 50.8ed 48.9cd 50.6cd 49.6ed 52.8bc 6O.3a 57.7ab
44.6a 43.7a 35.8b 33.2b 28.Oe 20.8d 24.9ed 15.88 13.ef 10.9fg 11.4efg 10.Of 9 8.3g
0.7d 1.1d l.ld 2.4ed 3.8cd 6.9bc 0.9d 12.3a 13.Oa 15.1a 11.2ab 5.8cd 1.8d
4.2Bf 2.9g 4.6ef 4.7ef 6.6de 6.5de 7.4cd 8.Oed 8.2cd 8.3c 9.8c 15.6b 20.Oa
0.051.
110
90
70
.;
~. -"
'"
.J:;
-"t;, >- -"
'"C
'0
'E :!!
-'iii > '" . :to
50
Anthesis 30 Full bloom
~
Flower initiation
~
10
I
Tanggal Panen, Date harvest
3/1
10/1
17/1
24/1
31/1
712
14/2
211228/2
7i3
14/321/3
28/3
Hl
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
H10
H12
H12
Gambar 3.
H9
Hl1
Pcngaruh waktu panen terhadap hasil minyak,
( Figure 3. The effect of time of harvest on peppermint's oil I
7
utamanya mulai rnenurun. Dalam percobaan ini penurunan kandungan minyak makin dipercepat oleh perkembangan pe nyakit karat pacla tanaman. Menurut Horner (1955) penyakit karat menyebabkan kerusakan pada jaringan daun dan kelen jar minyak yang ada didalamnya. Karena 99% hasil minyak berasal dari daun, serangan penyakit karat pada daUn dapat menurunkan produksi. Oteh karena itu dapat dipahami mulai minggu kedua bulan Februari hasil minyak menurun dengan taiam seperti terlihat pada Gambar 3.
Dalam percobaan ini, kandungan minyak tertinggi dicapai pada permulaan masa pembu·,ngan. ketika daun pacla batang telah menua dan ticlak ada lagi pembentukan daun daun baru pada cabangnya. Biosintesis monoterpene dalam daun berhenti pada saat daun mulai menua. hal ini ditunjuk kan dengan penurunan kadar minya.k dalam tanaman (Gam bar 4 dan Tabel 21. Demikian pula kumulasi minyak dalam daun-daun muda mungkin tidak dapat mengimbangi ke hilangan minyak akibat claun yang gugur. Hasil ini sejalan dengan penelit; terclahulu (Lemli, 1955) dan Sergeev8 dan Selesneva (1979) yang menyntakan 'bahwa pada daun yang menua, akumulasi minyak atsiri (essential oill dan komponen
1.20
1.10
1.00
.90
.SO
.70
.60
.-"'nthesis .50
.40
Flower initlatioll
,30
Full Bloom
~
~
.20
.10
Hl
H2
H3
GambaI' 4. f'ifjum 4.
H4
H5
H6
H7
HB
H9
Hl0
Penga,uh waktu panen tcrhadap persentase mi nyak. The ,~ffect of h'HV(~t iog time on oil percentage
Hll
H12
H13
2.
Pengaruh waktu panen terhadap mutu minyak.
Oi lapang, fase berbunga penuh setiap batang tidak serentak teriadi. berbagai fase perkembangan dan pertumbuh an tanaman terdapat pada waktu yang sama {Guenther 19491. Hal in; mungkin suatu penyebab mengapa kandungan ter linggi rnenthofuran tercapai dua minggu setelah masa bunga penuh.
Mutu minyak ditentukan oleh persentase komponen utarnanya {Hamon & Zuck, 1972; Lawrence et al. 1972'. HasH penelitian rnenunjukkan bahwa kandungan menthone turun dan menthol serta rnenthofuran O8ik sejalan dengan umur tanaman yang rnakin tua IGambar 5, dan Tabel 2'.
Seperti halnva menthofuran kandungan menthone ju ga berubah selama pertumbuhan dan perkembangan la08ma, . Hasil peneHtian menuniukkan bahwa kandungan menthone turun terus sejak panen pertama (Gamber 5 dan Tabel 21.
Sebelum pembentukan kuncup bunga kandungan rnen thofuran amat rendah kurang dari 1 persen. Oalam fase ini daun-daun muda pada batang rnerupakan produsen utama menthofuran. Ketika kuncup bunga mulai terbentuk, men thofuran diproduksi dalam keleniar-keleniar bunga dan daun muda pada cabang. Kandungan rnenthofuran naik terus sampai fase lanarnan berbunga penuh.
60
I-
~
soL
~
..
.!II!
40 ~
r
>c: .... r;:
Ql
E
~ A
'E i c: 0
Q.
g E Q. 0
~
30
if
~
0.. ~
I
A
Menthol
o
Menthone
o
Menthofuran
•
Menthyl acetate
tJ
0
~
0
20
10
Hl
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
H9
H10
Hl1
H12
H13
Gambar 5. Pengaruh WaklU Panen lerhadap Komponen Utama d<Jri Minvak Peppermint. (Figure 5.
i
The Effect of Time of Harvest on The Major Components of Peppermint Oil).
9'
~ ,i
Sebelum kuncup bunga mekar, daun muda pada ba tang dan daun muda yang terbentuk pada cabang-cabang me rupakan tempat produksi menthone. Menurut peneliti ter dahulu (Lemli, 1955; Reitsema et al. 1957; Sergeeva dan Selezneva, 1979), menthone hanya diproduksi pada daun daun muda, dan menurun dengan pertambahan umur daun. Dalam penelitian sekarang, ketika kuncup bunga mekar, sebagian besar daun pada batang telah menua dan tidak ada pembentukan daun-daun baru padil cabang. Dalam keadaan yang seperti ini, menthone hanya diproduksi di daun-daun muda pada cabang, dan ini tidak cukup untuk mengimbangi menthone yang dirubah menjadi menthol pada daun yang lebh tua (Reitsema et al. 19611. Oleh karena itu tidak meng herankan kandungan menthone terus menerus turun. Sebagai ilkibatnya kandungan menthol terus menaik (Gambar 5 dan Tabel 21. Berdasarkan ketenluan mutu minyak menurut White & Clarke (1977), maka periode panen untuk tanaman pe ppermint terletak antara minggu terakhir bulan Januari dan minggu pertama bulan Februari.
3.
kenaikan menthol (Gambar 6 dan Tabel 3). Pola yang sama diketemukan oleh Ellis dan Gaylord (19441 yang menyatakan bahwa hasil minyak menurun ketika kandungan menthol mencapai 45 persen.
Tabel 3.
I Table 3.
Hasil minyak dan komponen utamanya pada panen ke 4: 5 dan 6. The effect of time of harvest on oil yield and quality I.
Minyak dan komponen utamanya
H4
H5
H6
Hasil minyak (kg/hal. Menthol (%1 Menthone (%) Menthofuran 1%) Menthyl acetate (%) Cineole (%1
105.4 41.1 32_2 2.4 4.7 3.9
113.7 43.1 28.0 3.8 6.6 4.1
100.0 47.1 20.8 6.9 6.5 4.4
Hubungan antara hasil dan mutu minyak.
Hasil percobaan yang sekarang menunjukkan bahwa kenaikan hasil minyak dad panen kesatu (Hl) sampai panen kelima (H5) diikuti oleh kenaikan kandungan menthol, men thofuran, menthyl acetate dan cineole. Sebaliknya mulai H6 sampai akhir percobaan penurunan hasil minyak diikuti oleh
8,
Menurut White dan Clarke (1977) pada tanggal 31 Januari (H5) kandungan menthol masih di bawah standard, kurang dari 45 persen, tetapi komponen lainnya telah me menuhi persyaratan bagi minyak bermutu tinggi. Sebaliknya pada tanggal 7 Februari, menthol dan menthofuran telah melampau; persyaratan minimal.
60
110
50
90
B
~ 8c
..
.>I.
> c:
lIi
Il> 'E E c:
c: c:
Il>
0
30
Q,
E
& u0 E
0 ::w::
• t.
40
Q.
20
70
Oil Yield Menthol
0
Menthane
D
Menthofuran
•
Methylacetate
50
'".,c:>
;;i
"i E :;:
"; J:
0
30
<5 10
10
, " ,, .', Hl
H2
H3
H4
H5
H6
H8
H9
Hl0
Hll
H12
H13
Gambar 6_ Pengaruh Waktu Panen Terhadap Hasil Minyak dan Persentase Komponen Utamanya (menthone, menthol, mcnthofuran, menthyl acetate). (Figure 6.
The Effect of Time 01 Harvest on Oil Yield. Menthol, Menthone, Menthofuran and Menthyl acatete cont!'nt !.
KESIMPUlAN 1.
2.
Waktu panen amat mempengaruhi mutu dan hasil minyak. Hasi.l minyak terbaik yang bermutu tinggi jika tanaman dipanen antara minggu terDkhir bulan Januari dan minggu pertDma bulan Februari, ketika tanaman dalam keadaan herbunga 10 - 20 persen. Kenaikan kandungan menthol diikuti oleh kenaikan hasil minyak, tetapi ketika 'kandungan menthol me· lampaui 43 per sen , hasil min yak terus menurun.
DAFTAR PUSTAKA Botta, A and Botta. M.M. 1957. Mentha piperita Italo Mitcham variety. Localization and variations of the chief volatile constituents. Rev. ital, Essenze Profumi 39 : 466-70. Dalam Chemical Abstracts 52.: 8470 (19581. Burbott, A.J. and Loomis, wy.D. 1967. Effects of hight and temperature on monoterpenes of peppermint. Plant Physiology 42 : 20-28. Ellis, M.K. and Gaylord. A.S. 1944. Aelation of yield of soil from peppermint (Mentha piperita) and free menthol content of the oil. Proceedings of the American Society for Horticultural Science 45 : 451-4. Guenther. E. 1949. Oil of peppermint. Dalam The Essential Oil. Vol. 3 : 386-641. Van Mostrand Company. Hamon. M.W, and Zuck. D.A. 1972. Peppermint as a cash crop in Saskatchewan. Canadian Journal of Plant 52: 837-39. Science Hacking. G.M. and Edwards, LD. 1955. Cultivation of pe. ppermint in Florida. Economic Botany 9 : 78-93. Horner. C.E. 1955. Control peppermint deseases. Agricultural Experiment Station. Oregen State College. Corvallis. Station Bulletin 547: 15pp.
Lammerink. J. and Manning. T.D.A. 1973. Peppermint oil composition and yield. flowering time. and morpholo gical characters of four naturalised South Island clones and the Mitcham strain of Mentha piperita. New Zealand Journal of Agricultural Research 16.: 181-4. Lawrence, B.M; Hogg. J.W. and Terhune, S.J. 1972. Essential oils and their consituents. X. Some new trace cons· tituents in the oil of Mentha piperita L. The flallOUr Industry 3: 467-74.
Lemli. J.A.J.M. 1955. The volatile oil of Mentha piperita dUring the development of the plant. ThflSis 1-88. Rijks Univ. Groningen, Netherlands. In Biological Abs tracts 34: 14525 (19591. Aeitsema. R.A; Cramer. F.J. and FASS, W.E. 1959. Chroma tographic measurement variation in essential oils within a single plant. Joumal of Agricultural and Food Chemistry 5 : 779-80.
Aeitsema, R.A; Cramer. F.J.; Scully. N.H. and Chorney, W. 1961. Essential oil synthesis in mint. Journal of Phar maceutical Science 50: 18-21. Sergeeva, D.S. and Selezneva. V.A. 1979. Essential oil accu mulation and changes in its qualitative composition during peppermint ontogeny. Fiziol Biokhim. Kult. Aast. 11 : 268-70. Dalam Horticultural Abstracts 79 : 9562 (1979).
1[,
it
'I'
Smith, D.M. and Levi, L. 1961. Treatment of compositional data for the characterisation of essentiao oils. Deter
mination of geographical origins of peppermint oils by
gas chromatographic analysis. Journal of Agricultural
and Food Chemistry 9: 230-44.
:l'.1
Watson, V.K. and St. John, LL. 1955. Aelation to maturity and curing of peppermint hay to yield and composi tion of oil. Joumal of Agricultural and Food In dustry 3: 1033-38. White, J.C.H. and Clarke, D.G. 1977. Growing better pepper mint. In Peppermint Growing in CantBrbury. Lincoln College. Canterbury. New Zealand, pp. 7-14.
Lammerink. J. 1969. Peppermint as a new crop. Proceedings Lincoln College Farmers Conference 19 : 35-37.
~
11
~
.....
