Pendahuluan
encyclopedy of chemical technology
minyak atsiri merupakan senyawa yang pada umumnya berujud cairan yang diperoleh dari bagian tanaman, akar, kulit, batang, daun, buah, biji maupun dari bunga dengan cara penyulingan dengan uap(Penyulingan uap dan air,Penyulingan air lansung )

ISTILAH

Minyak atsiri
Minyak eteris
Minyak terbang
Volatil oil
Esential oil


Ciri-ciri :
Hasil metabolisme sekunder
Mempunyai aroma
Mudah menguap/terbang (Volatile Oil)
Larut dalam Alkohol

“minyak atsiri merupakan minyak yang dihasilkan dari ekstraksi tanaman yang mempunyai sifat mudah menguap pada suhu kamar,umumnya mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dg tanaman penghasilnya dan larut dalam pelarut organik”

!
V

komponen kimia penyusun minyak atsiri merupakan campuran sejumlah senyawa kimia yang disintesa secara alami sebagai hasil metabolisme sekunder sehingga menghasilkan bau khas wangi alamiah yang harmonis yang sulit dibuat sintetisnya

Indonesia (sebelum PD II – sekarang) menduduki peringkat tertinggi dalam perdagangan beberapa rempah dan minyak atsiri. (nilam,cassia vera, akar wangi, kenanga)
Eksport rempah dan minyak atsiri dalam bentuk mentah (harga rendah)
à Budi daya, produksi fluktuatif, teknologi pengolahan sangat terbatas, mutu minyak rendah,dll

Import kembali dalam bentuk hasil olahan (harga berlipat) untuk bahan baku industri dalam negri
STRATEGI à 1. Intensifikasi usaha tani tanaman rempah dan minyak
atsiri (- luas lahan, budidaya)
2. Ekstensifikasi
- memperbanyak ragam/jenis tanaman rempah dan minyak
atsiri
- perbaikan pengolahan minyak atsiri
- mengolah lebih lanjut sebagai penyedia industri
lokal juga untuk ekspor

KEGUNAAN MINYAK ATSIRI

1.Zat pewangi ==> memberikan aroma wangi dan menyenangkan pada produk
pengguna à industri parfum : minyak bunga bungaan
industri kosmetik : minyak bunga-bungaan
industri sabun : mawar, sedap malam dll

2. Zat pengikat (fixatif) ==> dapat mengikat aroma wangi sehingga dapat bertahan lama pada produk.
pengguna à industri parfum : Minyak Nilam, Minyak Akar Wangi

3. Flavouring agent à memberikan aroma, dan rasa pada makanan dan minuman
pengguna à industri makanan dan minuman : CASIA VERA, JAHE, PEPERMINT, LADA
4. zat pengawet à dapat memperpanjang umur simpan produk
pengguna à industri makanan : CASIA VERA, PALA, JAHE, DLL
5. obat-obatan à bersifat mengobati dan mencegah penyakit dan menyegarkan badan
pengguna à industri farmasi, industri aromaterapy : CENGKEH, PALA, KLAUSENA, PIMENTA, MINYAK BUNGA-BUNGAAN, DLL


PRODUK OLAHAN REMPAH-REMPAH

Penggunaan bentuk segar dan ground (tepung) pada produk pangan kurang menguntungkan karena:
1. kualitas flavour berbeda-beda (bervariasi)
2. kehilangan flavour selama penyimpanan.
3. kurang higienis
4. sulit dihandle karena ukurannya besar (bulky)

Produk olahan rempah antara lain:
1. Minyak atsiri
2. Oleoresin
3. Curry powders
4. Spices Essences and emulsion
5. Curry pasta
6. Encapsulated spices
7. Spices in fat

1. Minyak atsiri merupakan minyak yang dihasilkan melalui penyulingan uap maupun penyulingan air atau kombinasi air dan uap dari herbs atau spices berbentuk cair,dan mempunyai sifat mudah menguap pada suhu kamar,umumnya mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dg tanaman penghasilnya dan larut dalam pelarut organik.

2. Oleoresin adalah hasil ekstraksi rempah2 dengan menggunakan pelarut yang mengandung senyawa volatil (minyak atsiri) dan senyawa non volatil (resin), berbentuk cairan kental, berwarna gelap dan berbau tajam.

3. Curry powder adalah campuran dari beberapa sipces and herbs yang dihaluskan membentuk powder, sehingga mudah digunakan baik pada industri maupun rumah tangga. Ex. Indian curry powder
à 85% spices, 10% farina, 5% salt.

4. Spice essences and emulsion, adalah minyak atsiri atau oleoresin yang dilarutkan didalam pelarut tertentu seperti: propylene glikol, isopropil alkohol, gliserol, dg tujuan memudahkan dalam penggunaannya.

5. Curry pasta adalah hancuran spices spt jahe, bawang merah, bawang putih, dan spices lainnya yang dilarutkan dalam pelarut tertentu seperti asam asetat, edible oil, vinegar, sehingga berbentuk cairan pekat/pasta.

6. Encapsulated spices adalah minyak atsiri atau oleoresin yang dilapisi dengan gums atau gelatinà mempertahankan flavour dan memudahkan penggunaannya.à mahal

7. Spices in fat merupakan minyak atsiriatau oleoresin yang dilarutkan didalam edible oil atau hidrogenated fat, sehingga mudah dalam penggunaannya.



SUMBER MINYAK ATSIRI


ESTIMASI ADA 150 -200 Sp TAN PENGHASIL MINYAK ATSIRI (EX: Family Pinaceae, Labiatae, Compositae, Lauraceae, Myrtaceae, Umbelliferaceae)

Minyak atsiri dapat diperoleh dari bagian tertentu tanaman yang mengandung minyak atsiri spt: daun, akar, bunga, kulit batang, buah, biji, dll.

Daun

Sereh wangi (Cymbopogon nardus) Sitronellal dan geraniol
Kayu putih (Malaleuca leudendron) Sineol
Mint (Mimentha piperita) Menthol, menthone
Nilam (Pogostemon cablin Benth) Patchouli alkohol

Bunga

Kenanga (Cananga odorata ) Metilbenzoat, linalol
Ylang-Ylang () Terpineol, geraniol
Cengkeh (Eugena caryophyllus) Eugenol, eugenol asetat
Melati (Jasminum grandiflorum) Antarnilat, geraniol

BIJI/BUAH

Kapulaga (Ellettaria cardamon) Terpinil asetat, linalol, sineol
Pala (Myristica fragrans) Myristicin
Mustard (Brassica nigra) Alil isothiosianat
Vanili (Vanila planivolia) Vanillin
Ketumbar (Coriandrum sativum) Linalool
Lada (Piper nigrum) Piperin,sesquiterpen

Akar/Rhizoma
Akar wangi (Vetiveria zizanoides) Vetiveron, vetiverol
Kunyit (Curcuma logna) Turmeron, curcumin
Jahe (Zingiber officinale) Zingiberene, zingiberol,gingerol

KULIT BATANG
Kayu manis (Cinnamomum zeylanicum) Cinamaldehid, eugenol
Cendana (Santalum album) Santalol, sesquiterpen alkohol



KOMPOSISI KIMIA MINYAK ATSIRI

KOMPONEN KIMIA SENYAWA MINYAK ATSIRI DIBAGI 2 KELOMPOK:

1. Golongan Hidrokarbon à SENYAWA TERPEN

CH2 = C - CH =CH2 + CH2 = C - CH =CH2 CH3- C=CH- CH2- CH2 - C=CH -CH3

CH3 CH3 CH3 CH3
(isopren) (isopren) Monoterpen

2 isopren à mono terpen
3 isopren à seskuiterpen
4 isopren à diterpen dst

Ada 2 bentuk struktur:
1. Linier
2. siklis

2. GOLONGAN OKSIGENATED HIDROKARBON.
alkohol (R-O-H), aldehid (R-COH), Keton (RCO)
Ester (RCOOR), Ether (ROR)

EUGENOL VANILLIN MENTON

Minyak mawar à 85% linalol
Minyak lemongrass à 75 – 80% sitral
MInyak daun cengkeh à 80 -85% eugenol
MInyak nilam à 50 -60 % patchouli alkohol

Sifat senyawa terpen
1. Bersifat cair pada suhu kamar
2. Sukar larut dalam alkohol encer
3. Mudah teroksidasi jika kontak dengan oksigen
membentuk senyawa resin yang tidak larut dalam alkohol.
4. Dalam penyimpanan mudah mengalami polimerisasi yang juga membentuk resin yang tidak larut dalam alkohol.
Senyawa hidrokarbon à kurang atau tidak berbau tajam
senyawa oksigenated hidrokarbon

Penyebab Bau Wangi Dan Tajam Pada Minyak Atsiri : OKSIGENATED, HIDROKARBON , KOMBINASI KEDUANYA
KOMPOSISI KIMIA MINYAK ATSIRI (lanjutan )

Berdasarkan kemudahan untuk dipisahkan dibagi atas 2 kelompok:
1. Minyak atsiri yg mudah dipisahkan menjadi komponen penyusun utamanya à dapat di jadikan bahan dasar untuk diproses menjadi produk lain contoh:
minyak sereh à sitronellal (32 -45%), geraniol (12 -18%)
m. daun cengkeh à eugenol (70 – 73%), kariofilen (26 – 30%)
m. perment à menthol (80 -83%), menthon (15 -17%)
2. Minyak atsiri yang sulit dipisahkan menjadi komponen penyusunnya à biasanya lansung digunakan
minyak nilam à patchouli alkohol (50 -60%)
minyak kenanga à ester alkohol (20 -25%)
m. akar wangi à vetiverol (15 -27%), vertiveron ( 50 -60%)



SIFAT FISIK DAN KIMIA MINYAK ATSIRI

1. SIFAT FISIK :
-Warna
-kelarutan dalam alkohol
-bobot jenis
-indeks bias
-putaran optik

2. Sifat kimia
-Bilangan asam
-Bilangan ester
- Kadar kandungan kimia tertentu yg terdapat
-dalam bahan(tergantung bahan asal).

Sifat fisik dan kimia minyak atsiri sangat dipengaruhi oleh beberapa hal:
• Iklim tempat tumbuh ( tinggi dpl, sinar, musim)
• Spesies tanaman, pemeliharaan
• Prossesing
• Perlakuan selama transportasi dan penyimpanan


PROSES KERUSAKAN KIMIA PADA MINYAK ATSIRI

1).Proses Oksidasi à Reaksi oksidasi pada minyak atsiri terutama terjadi pada ikatan rangkap dalam terpen karena adanya oksigen
(2). Proses hidrolisis.à Terjadi pada Ester ------> Asam bebas
alkohol

(3).Proses Polimerisasi
Polimerisasi merupakan reaksi penggabungan atau pembentukan senyawa polimer dari senyawa monomernya.
à biasanya terjadi selama penyulingan minyak yangmenggunakan
tekanan dan suhu tinggi
à selama penyimpanan (kondisi yg kurang baik)
Ada 2 bentuk reaksi polimerisasi;
1. Polimerisasi addisi terjadi pada monomer tidak jenuh yang menghasilkan senyawa polimer dengan BM tinggi dan rumus molekul satuan strukturalnya identik dengan monomer yang bersangkutan.
2. Polimerisasi kondensasi terjadi pada m.atsiri pada fraksi yg mengandung gugus fungsional seperti aldehid atau keton

4. Proses penyabunan
Pada minyak yg mengandung fraksi monoester dan asam organik dapat
membentuk sabun dg adanya basa
O NaOH O
R1 - C - OR2 ---------> R1 - C -ONa + R2OH
ester
sabun alkohol

O NaOH O
R3 -CH2-C -OH -------> R3 -CH2 - C-ONa + H2O

Asam sabun

!
V

Penurunan bilangan ester
Perobahan aroma


PENYULINGAN MINYAK ATSIRI
Proses penyulingan minyak atsiri pada prinsipnya adalah memisahkan minyak atsiri dari bahan atau tanaman aromatik berdasarkan perbedaan tekanan uap dari masing - masing zat.
----> ttk didih terendah ----> ttk didih lebih tinggi.
Proses hidrodifusi: pada suhu air mendidih sebagian minyak yang mudah menguap yang terdpat dalam kelenjar minyak akan larut dalam air sehingga terbentuk larutan minyak air, oleh peristiwa osmosis menembus selaput sel yang sudah membesar/ menggelembung mencapai permukaan paling luar dari bahan, akhirnya minyak atsiri akan teruapkan oleh uap air sehingga terbentuk campuran uap minyak atsiri dan uap air yang terjadi terus menerus.

Dalam industri minyak atsiri umumnya dikenal 3 macam metode penyulingan:
1. Penyulingan dengan air lansung (direbus)
2. Penyulingan dengan air dan uap (dikukus)
3. Penyulingan dengan uap lansung

Agar penyulingan efektif dan efisien sebelum dilakukan penyulingan bahan baku membutuhkan perlakukan pendahuluan, mulai saat panen sampai bahan siap untuk disuling yang sangat tergantung pada sifat fisik dan kimia bahan seperti:
bentuk bahan -----> daun, ranting, akar, bunga, batang, buah dll.
sifat bahan ---------> tebal, tipis, keras, lembut dll
komponen kimia minyak -----> banyak yang mudah menguap/tidak, titik didih, sensitifitas terhadap proses kerusakan


BEBERAPA PERLAKUAN PENDAHULUAN YANG PERLU DIPERHATIKAN:

1. PEMANENAN
umur panen ------> tiap tanaman aromatik mempunyai umur tertentu untuk dipanen agar diperoleh rendemen yang tinggi dan mutu yang baik.
* nilam (3 ps daun termuda), pala (umur 3 bln).
*Jahe saat tanaman sudah cukup tua ( 9 - 12 bl)
* akar wangi (9 - 10 bulan)
* kulit manis ( 9 - 15 tahun).

2. PENGECILAN UKURAN
Minyak atsiri dalam tanaman dikelilingi oleh kelenjar minyak, pembuluh, dan kantong-kantong minyak sehingga jika bahan disuling dalam keadaan utuh maka proses hidrodifusi akan lambat, sedangkan kecepatan minyak terekstrak sangat tergantung kepada kecepatan hidrodifusi.
Tujuan:
1. Memperluas permukaan bahan yang kontak dengan uap panas ----> mempercepat proses hidrodifusi ----> mempercepat proses penyulingan ----> jumlah minyak yang terekstrak lebih banyak.
2. Keuntungan lain bahan mudah untuk di tangani (dihandle) karena ukuran lebih kecil dan seragam.

Pengecilan ukuran untuk tanaman aromatik juga mempunyai batas tertentu yang juga tergantung kepada sifat dan jenis bahan.
• Terlalu halus à bahan menjadi terlalu padat dalam tangki -> menggumpal, à terjadi jalur uap à menyulitkan uap panas untk berhidrodifusi

- Terlalu kasar à - Sel minyak sedikit yang terbuka
- jarak tempuh uap air menjadi panjang untuk mengeluarkan minyak
- terbentuk jalur uap (rate hole)

Rendemen Dan Mutu Rendah(Tidak Efisien)
• bunga, daun yang tipis dapat disuling tanpa dirajang
• akar, umbi, ranting, daun yang tebal dan panjang dirajang/dipotong
* biji-bijian atau buah --------> dihancurkan atau dihaluskan.
• Bahan yang telah dirajang harus segera dilakukan penyulingan untuk menghindari terjadinya kehilangan minyak dan perobahan komposisi
• bunga-bungan harus segera disuling
• biji, buah, kulit, umbi bisa ditunda.
• Jika terjadi penundaan karena adanya kendala sebaiknya disimpan ditempat yang kering, suhu rendah dan pada ruangan yang udaranya tidak disirkulasikan.
Kelemahan:
1. Beberapa komponen minyak akan menguap sehingga rendemen berkurang.
2. Komposisi kimia minyak dapat berubah karena kontak dengan oksigen sehingga flavor menjadi berubah.

3. PELAYUAN/PENGERINGAN
Tujuan utama pelayuan
1. Sebagian bahan memerlukan proses pengeringan/pelayuan sebelum disuling ----> mempercepat proses hidrodifusi
2. Pada pengeringan sebagian uap air yang ada dalam bahan akan menguap dan meningggalkan ruang kosong ----> mengkerut ---> sel pecah ----> proses hidrodifusi menjadi mudah dan cepat
3. Untuk mengurai zat-zat yang tidak berbau menjadi berbau wangi
glikosid -----> benzaldehid (almond, vanili, nilam)
• Kelemahan:
• * Terlalu lama,suhu tinggi ----> kehilangan minyak
• * Oksidasi
Peralatan Penyulingan
Peralatan utama pada proses penyulingan ada 4:
1.Ketel suling/ketel bahan
2.Pendingin(kondensor)
3. Ketel pemisah minyak
4. Ketel uap

1. Ketel suling à Tempat kontak bahan dengan air atau uap dan
tempat terjadinya penguapan minyak atsiri
Beberapa hal yng perlu diperhatikan:
- Bahan ketel à pengkaratan dan reaksi dg komponen minyak
* bahan tahan karat (stainless steel)
* Aluminium bhg dalam dilapisi stainless steel
- Ukuran dan bentuk ketel ----> ekonomis proses
* perbandingan tinggi ketel dan diameter
* makin besar ukuran ketel efisiensi penyulingan semakin kecil

* ketel yang tinggi ----> pipa uap
* air dan uap ----> piringan berlobang
• 3. Ketel Pemisah Minyak (separator)
• Alat ini berfungsi sebagai penampung kondensat dan memisahkan minyak atsiri dari air suling secara spontan berdasarkan perbedaan BJ minyak dengan BJ air
• * Bahan ketel ----> tahan karat
• BJ minyak < 1 -----> minyak keluar dr atas ketel
• BJ minyak > 1 -----> minyak keluar dr bawah
• BJ yg hampir sama ------> +an garam/ kapur tohor
• ------> menyerap air dan mencegah hidrolisa(menurunkan bil asam)
• 2. Kondensor
• fungsi ----> mengubah seluruh campuran uap air dan uap minyak atsiri menjadi bentuk cair
• * Bahan ---> tahan karat
• * Ukuran diameter pipa dan panjang pipa
• * mudah untuk dibersihkan
• * tipe kondensor
• * elevasi pemasangan pipa ----> kelancaran
• aliran ke ketel pemisah
• Media pendingin (air) masuk suhu 25 oC ----> air keluar 60 - 80 oC
• Suhu destilat yang keluar sekitar 25 - 28 oC



CARA PENYULINGAN MINYAK ATSIRI

1. PENYULINGAN DENGAN AIR (WATER DESTILATION)

Ciri khasà Bahan berhubungan langsung dg air mendidih
* Bahan direbus bersama air dalam ketel penyulingan, dan uap air
akan menguap dg membawa uap minyak yg ada dlm bahan
* Untuk bahan berupa tepung (powder), bunga- bungaan yg mudah
menggumpal jika kena uap panas
Yang perlu diperhatikan:
• Pengisian bahan tidak boleh terlalu tinggi dan padat dan bahan seluruhnya terendam dalam air ----> meluap ke kondensor
• Ukuran bahan yg masuk harus seragam ----> mencegah jalur uap (rat hole)
• Dinding ketel dijaga jangan kena api dan selama penyulingan sebaiknya dilakukan penambahan air ( panas) ----> gosong

• Isolasi, jaga dari kebocoran dan kontak dg suhu dingin------> mencegah kondensasi
• Waktu penyulingan dipersingkat ----> meningkatkan kecepatan penyulingan -------> mencegah hidrolisis

Keuntungan cara ini
1. Sederhana, murah dan dapat dipindahkan.
2. Bisa menyuling bahan yg tidak bisa disuling dg uap langsung atau dg uap air karena dapat menggumpal
Kelemahan:
1. Ekstraksi minyak tidak sempurna ----> komponen minyak bertitik didih tinggi, yg larut dalam air tidak tersuling ----> rendemen rendah, flavor tidak lengkap
2. Beberapa komponen akan terhidrolisis (ester) dan mengalami polimerisasi (aldehid) ---> menurunkan mutu
3. Efisiensi penyulingan rendah


2. PENYULINGAN DENGAN AIR DAN UAP ( STEAM AND WATER DESTILATION)

• prinsip ----> menggunakan tekanan uap rendah dan bahan tidak kontak lansung dg air tetapi terpisah oleh piringan/plat berlobang.
• Untuk ukuran besar (tinggi) plat berlobang dapat lebih dari satu ----> mencegah penggumpalan dan rat hole dan juga untuk memudahkan keluar masuk bahan.
• Setelah air mendidih uap akan keluar melalui lobang piringan dan terus mengalir ke bahan dan melalui peristiwa difusi uap air akan menguapkan minyak nilam dan membawa keluar dari bahan menuju kondensor.
Yang perlu diperhatikan:
• Kepadatan bahan (gr/l) -----> longgar
• Ukuran bahan (seragam, tidak terlalu halus)
• Kondensasi
• Kecepatan penyulingan (kg kondensat/jam)

Keuntungan:
• * uap dapat berpenetrasi secara merata kedalam bahan dan suhu tidak terlalu tinggi
• * kerusakan minyak lebih kecil ---> uap tidak terlalu panas, tidak kontak dg air mendidih -----> mutu lebih baik
• * tidak mudah goson
Kelemahan:
• * karena tekanan uap rendah (1 atm),
• * komponen minyak bertitik didih tinggi masih ada yang tidak tersuling
• * untuk mempertinggi rendemen waktu harus diperpanjang -----> tidak ekonomis


3. PENYULINGAN DENGAN UAP LANSUNG (STEAM DESTILATION)

Prinsip ---> mengalirkan uap yang bertekanan tinggi ke dalam bahan dimana
Ketel bahan terpisah dari ketel perebus air (ketel uap) dan uap
dialirkan melalui pipa
• Cook untuk bahan yang banyak mengandung komponen minyak bertitik didih tinggi
• spt: cengkeh, akar wangi, sereh wangi, kayu putih dll.

Yang perlu diperhatikan:
* Untuk skala besar sebaiknya plat berlobang lebih dari satu dan setiap rak harus diberi ruang kosong untuk memudahkan aliran uap ----> mencegah rat hole
* Tekanan harus dimulai dari yang rendah (1 atm) kemudian berangsur-angsur dinaikkan ( 2 - 3 atm) dan uap harus sedikit basah ----> mencegah dekomposisi komponen minyak dan gosong karena suhu terlalu tinggi.
* Pada akhir penyulingan tekanan dapat lebih tinggi ( 3 atm) dg tujuan megekstrak minyak yang bertitik didih tinggi.
* Suhu dijaga jangan mencapai superheated steam -----> bahan kering, difusi menjadi sulit dan pengeluaran minyak dpt terhenti.
Suhu yang terlalu tinggi ----> resinifikasi

Keuntungan:
• Proses hidrolisis dapat ditekan
• Rendemen lebih tinggi karena komponen bertitik didih tinggi dapat tersuling
* mutu dan flavor lebih baik karena komponen minyak lebih lengkap
• Penyulingan dapat dipersingkat karena kecepatan penyulingan tinggi.
Kelemahan:
• Peralatan lebih kompleks dan butuh pengalaman
• Tidak efisien untuk skala kecil
* tidak bisa untuk minyak yang mudah rusak oleh panas yang tinggi (bunga-bungaan)

BEBERAPA POINT PENTING:

1. proses oksidasi, hidrolisis, polimerisasi dapat berlangsung secara serentak pada proses penyulingan akibat adanya suhu dan tekanan yang tinggi dan ketiga proses dapat saling
mempengaruhi.
2. kecepatan difusi sangat dipengaruhi oleh: suhu, tekanan, kepadatan bahan, luas permukaan bahan, kadar air bahan, bm komponen minyak
3. suhu sangat mempengaruhi kelarutan minyak dalam air, laju kecepatan penyulingan dan proses dekomposisi minyak.
4. untuk skala besar metoda uap lebih menguntungkan sedangkan untuk skala kecil metoda uap air dapat dipakai. namun setiap bahan mempunyai kondisi yang berbeda.
5. Penghentian Proses Penyulingan à Pengalaman dan faktor ekonomis

Penghentian proses penyulingan
Perkiraan dapat dilakukan dg cara
1. Memperhitungkan jumlah minyak yang ada dalam bahan dan jumlah minyak yg diharapkan -----> berdaskan pengalaman
2. Menghitung jumlah minyak yang sudah tersuling dan melihat contoh kondensat ------> rasio minyak dan air pada awal dan akhir
penyulingan
3. Lama penyulingan dapat diprediksi berdasarkan besarnya laju penyulingan
4. Untuk bahan yang banyak mengandung senyawa bertitik didih tinggi lama penyulingan dapat diperpanjang walaupun sepertinya tidak
ada lagi minyak yang akan disuling.

Beberapa kelemahan proses penyulingan

1. Karena proses penyulingan menggunakan uap air dengan suhu tinggi hal ini dapat menyebabkan terjadinya kerusakan terhadap komponen senyawa kimia minyak (hidrolisis, oksidasi, polimerisasi).
2. Komponen kimia dengan titik didih tinggi tidak tersuling sehinga aroma juga menyimpang dari aroma alaminya.
3. Beberapa senyawa kimia yang larut dalam air sulit diperoleh kembali.
4. Beberapa bunga-bungaan (melati, violet, sedap malam, rose dll) tidak dapat disuling dengan ke 3 metoda penyulingan à (rendemen sangat rendah dan sebahagian besar komponen kimianya larut dalam air).--------------- sehingga aroma minyak menyimpang dari aroma alamiahnya
!
v

perlu ekstraksi cara lain: 1. Ekstraksi dengan pelarut
2. Ekstraksi dengan lemak

Ekstraksi dengan pelarut (solvent ekstraksi)

Minyak bunga alamiah à parfum
Prinsip à pelarut berpenetrasi kedalam bahan dan melarutkan komponen senyawa kimia yang ada dlm bahan dan pada akhir proses minyak dipisahkan dr pelarutnya.

Metode ini cocok untuk:
1. Minyak yang bernilai ekonomis tinggi (bunga-bungaan untuk parfum kelas utama/mahal).
2. Bahan-bahan yg mudah rusak karena panas
Karena à biaya tinggi ( alat, pelarut,teknik, keterampilan)
Pelarut à petrolium ether, chloroform, benzen

Syarat pelarut:
1. Selektif ( melarutkan semua zat wangi dalam bahan tetapi sedikit melarutkan senyawa non volatil)
2. Mempunyai titik didih rendah dan seragam
* tinggi à pemisahan menggunakan suhu tingi dapat
- merusak minyak, kehilangan minyak, banyak pelarut
yg tinggal dalam minyak.
* rendah à pelarut hilang waktu penguapan.
pe à 30 -70 oc (kehilangan pelarut tinggi)
benzen à 80oc (banyak melarutkan non volatil)
3. Tidak larut dalam air
4. Bersifat innert.
5. Tidak mudah terbakar
sulit mencari yang ideal
campuran petrolium ether dan benzen

Alat ekstraksi (extractor): 1. Stationary extractor
2. Rotary extractor
Cara kerja:
- Bunga dimasukkan dlm tangki extraktor khusus, lalu pelarut dialirkan kedalam tangki untuk melarutkan minyak yang ada dalam bahan pada suhu kamar (100 kg bunga 400 -500 liter pelarut) à pelarut selain akan melarutkan minyak yang ada tetapi juga melarutkan senyawa non volatil lainnya seperti lilin, resin, pigmen
- Perendaman bahan dalam pelarut (pencucian) biasanya dilakukan sebanyak 3 x à selama 45’, 35’ dan 25’
- Setelah ekstraksi dianggap selesai campuran minyak dan pelarut dialirkan kedalam tangki evaporator vakum (menghindari suhu tinggi) à tidak boleh lebih dari 60oc à pelarut dapat diperoleh kembali
- Setelah selesai diperoleh minyak yang pekat berwarna gelap (floral concrete), kemudian dimasukkan kedalam tangki evaporator vakum yang lebih kecil untuk menguapkan pelarut yang masih tersisa.

Proses pemisahan senyawa non volatil dari floralconcrete
Alat à batteusis
1. Floral concrete dicuci dg alkohol pekat (8 - 10 kali jmlh bahan) kemudian diaduk (pengaduk otomatik) sebanyak 5 – 6 kali pencucian.
* minyak atsiri larut dalam alkohol pekat
* senyawa non volatil tidak larut à mengendap
2. Kemudian disaring sehingga terpisah minyak atsiri dg non volatil.
3. Untuk memisahkan lilin dan warna yang tersisa hasil penyaringan didinginkan pada suhu -20oc (lilin dan pigmen mengendap) kemudian disaring kembali.
sehinga diperoleh larutan yang jernih.
4. Alkohol dipisahkan dari minyak atsiri dg menggunakan vakum evaporator
5. Minyak yang diperoleh disebut “absolute” à (biang parfum)

Keunggulan:
1. Minyak hasil ekstraksi mempunyai aroma mendekati aroma bunga alamiah.

2. Dapat mengekstrak minyak-minyak yg tidak dapat diperoleh dg metoda penyulingan terutama untuk bunga-bungaan.

Kelemahan:
1. Mahal (alat, pelarut, alkohol)
Kehilangan pelarut dan alkohol
2. Butuh tenaga trampil

Ekstraksi minyak atsiri dengan lemak padat
Dasar pikiran:
1. Bunga-bungaan setelah dipanen masih melakukan aktifitas fisiologisnya untuk memproduksi minyak atsiri (senyawa berbau wangi) beberapa waktu setelah pemetikan pada suhu rendah, tetapi akan terhenti jika kontak dg panas atau dg pelarut menguap
2. Lemak mempunyai daya serap (daya absorbsi) yang tinggi jika kontak dg bahan yg mempunyai aroma/bau yang wangi walaupun pada suhu kamar.
Keunggulan:
1. Rendemen lebih tinggi --> (aktfts fisiolgs)
2. Aroma lebih tajam à (tdk kontak dg panas)
Alat: kotak dengan bingkai kayu yang dilengkapi plat dari
glass/kaca ( 75 x 60 x 5 cm) à chassis




SYARAT LEMAK UNTUK EKSTRAKSI:
1. tidak berbau à deodorisasi
2. konsistensi lemak yg optimal (sesuai dg suhu tempat prosessing dilakukan)
- tinggi à bunga sulit kontak
dg lemak à absorbsi à rendah à mutu
- rendah à bunga tenggelam dalam lemak à defleurasi sulit (lemak terbawa / kehilangan lemak) à rendemen à mutu.
à lemak hewani dicampur lemak nabati
à campuran lemak nabati hasil hidrogenasi
3. bersih dari kotoran dan air à mencegah hidrolisis dan oksidasi
4. menggunakan lemak yg mengandung antioksidan lebih dianjurkan à mencegah oksidasi.
à bha, bht, glikosid, dll.



EKSTRAKSI FLUIDA SUPERKRITIS
(SUPER CRITICAL FLUIDE EXTRACTION)

efs prinsinnya adalah memanfaatkan sifat-sifat unik pelarut diatas titik kritisnya untuk mengekstrak komponen senyawa tertentu dari suatu campuran
keunggulan :
• 1. rendemen tinggi à daya larut
• 2. senyawa komponen kimia lengkap (aroma alamiah)
• 3. mutu lebih baik
pelarut à co2 cair,
ethane,
ethylene,
propylene
syarat pelarut:
1. titik kritis cukup rendah (30 – 60 oc)
2. tidak bereaksi dg komponen minyak
3. mudah didapat dan ekonomis à co2

Peralatan: 1. Tangki ekstraksi
2. Tangki pelarut
3. Alat pemisah (vacum evaporator)
4. Pompa
5. Alat pengatur tekanan dan suhu
Prosedur kerja:
1. Bahan yang akan diekstrak dimasukkan kedalam tangki ekstraksi kemudian pelarut dialirkan sampai membasahi bahan, tekanan diatur (60 – 200 bat) pada suhu 30 – 60 oc.
à suhu dan tekanan tidak boleh tinggi karena dapat mengekstrak resin
2. Campuran minyak dan pelarut dialirkan kedalam vakum evaporator untuk memisahkan minyak dan pelarutnya.



BEBERAPA FAKTOR YANG MEMPENGARUHI MUTU
MINYAK ATSIRI

• 1. bahan baku (keadaan tanaman)
• 2. perlakuan pendahuluan
• 3. metoda dan kondisi ekstraksi
• 4. penanganan hasil ekstraksi dan pengemasan.
• 5. penanganan selama penyimpanan dan transportasi.
penurunan mutu mutu hasil ekstraksi dapat disebabkan oleh:
1. kerusakan komponen kimia karena oksidasi, hidrolisis dan polimerisasi/resinifikasi.
2. pencampuran dg minyak lainnya.
3. kandungan logam berat.
beberapa proses dapat dilakukan untuk meningkat mutu minyak atsiri:
1. penjernihan
2. pemisahan logam berat
3. pemisahan terpen

1. Penjernihan
minyak yg baru disuling umumnya masih mengandung air à hidrolisis
Proses penjernihan:
1. Menggunakan garam dapur (untuk kadar air yg rendah)
2. Garam natriumsulfat anhidrat (na2so4) à kadar air tinggi
3. Melakukan sentrifugasi

2. Pemisahan logam berat

1. Penyulingan ulang (redestilasi)
* alat destilasi stainlessteel sistem kohobasi
* recovery 90 – 92%

2. Flokulasi (pengendapan)
*1. Menambahkan asam tartarat
kristal à 3 – 5% dari berat minyak
larutan à 80 – 100 gr/500 ml air
alat à wadah stainlessteel
batang pengaduk à 100 – 140 rpm
pemanas à 50 -70oc
lama -> 40 – 60 menit
recovery à 95 – 98%
kandungan logam turun sampai 95%

Pemanasan minyak à pemanasan à penambahan asam tartarat à agitasi à pengendapan (24 jam ) àsentrifusi à penyaringan
2. Flokulasi menggunakan garam edta
konsentrasi à 0,03 – 0,05m perbandingn 1: 1
pengadukan 1 – 5 menit à terjadi pengendapan à penyaringan
3. Pemisahan terpen
ada 2 cara:
1. Fraksinasi dg penyulingan vakum
pemisahan berdasarkan titik didih msg-msg senyawa
terpen à titik didih 150 – 180oc
seskuiterpen à titik didih 240 – 280oc
oksigenated hidrokarbon à 180 – 240
phenol, phenol ether, seskuiterpen alkohol à > 280
1. Melarutkan senyawa oksigenated dg alkohol encer
proses: pencucian ( 15 – 20 kali)
penyulingan vakum ( memisahkan alkohol)


PENGOLAHAN MINYAK ATSIRI MENJADI PRODUK BERNILAI EKONOMI TINGGI

• Industri minyak atsiri masih merupakan industri hulu yang artinya mengekspor bahan baku (mentah).
• Industri hilir sudah ada (kosmetik, fragran, farmasi, jamu dll) à ekspor
• Bahan baku industri hilir masih diimport à produk antara ( bahan baku setengah jadi).
• Harga produk tinggi sehingga sulit untuk bersaing
• Minyak atsiri bisa diolah menjadi produk antara yang mempunyai nilai ekonomis tinggi melalui proses derivatisasi dan isolasi
• Isolasi minyak atsiri à adalah proses pemisahan komponen
penting (utama) dalam minyak atsiri sehingga diperoleh senyawa yg beraroma khas dr minyak tsb.
• Derivatisasi à proses pembuatan turunan dari satu macam senyawa sehingga diperoleh berbagai senyawa aromatik yang dikehendaki

PROSES ISOLASI MINYAK ATSIRI
• Isolasi minyak atsiri adalah proses pemisahan komponen penting (utama) dalam minyak atsiri sehingga diperoleh senyawa yang beraroma khas dr minyak tsb.
Ex:
• memisahkan geraniol, sitronellal dan sitronellol
dari minyak sereh.
• memisahkan menthol dari minyak pimenta (pepermint).
• memisahkan eugenol dari minyak cengkeh.
Cara yang bisa digunakan:
• 1. Penyulingan bertingkat.
• 2. Penyulingan vakum
• 3. Mereaksikan dg senyawa kimia tertentu.
• 4. Pengkristalan (fisika)
• 5. Khromatografi.


1. Isolasi menthol dari minyak pepermint.
Minyak pepermint diperoleh dari hasil penyulingan air dan uap dari daun mentha arvensis yg sudah dikering anginkan.
Kandungan minyak 50 -60% adalah menthol, komponen lain alpha n beta phininen, limonen, menton, metil asetat, piperiton.
Beberapa cara yg bisa dilakukan:
1. Pengkristalan
Prinsip dasar à berdasrkan sifat fisik senyawa menthol akan mengkristalpada suhu (-20) – (-25 oc),sedangkan senyawa lain akan mengkristal pada suhu dibawah tsb,
Prinsip kerja à dengan menempatkan minyak pepermint pada suhu (-20) – (-25 oc) maka senyawa menthol akan mengkristal kemudian dilakukan penyaringan.
Cara kerja :
1. Minyak ditempatkan pada wadah tertutup kemudian didinginkan sampai suhu (-20) – (-25 oc), setelah suhu tercapai akan terklihat pengkristalan pada bagian bawah wadah.
2. Dilakukan penyaringan sehingga terpisah senyawa menthol dg komponen kimia lainnya.
3. Untuk mendapatkan menthol yang optimum proses dilakukan berulang-ulang.

2. Untuk meningkatkan perolehan menthol sisa
Saringan dapat direaksikan dg senyawa kimia
Tertentu:
• Mentil asetat + naoh à menthol + na asetat
• Menton + na bh4 à menthol + nah3o
• Piperiton + nabh4 à menthol + nah2

Isolasi dg penambahan senyawa kimia
• Isolasi eugenol dari minyak daun cengkeh.
• Minyak daun cengkeh dari hasil penyulingan uap dan air daun cengkeh yg gugur, dimana kandunga utamanya eugenol (80 -85%) dan karyophillen.
Cara isolasi:
Minyak daun cengkeh + naoh à na-eugenolat + senyawa selain eugenol
Pemisahan berdasarkan berat jenis
àlapisan atas selain eugenol
àlapisan bawah na-eugenolat (bj lebih besar)
Kemudian dipisahkan dg hati-hati
Na-eugenolat + hcl (atur ph 2-3) à eugenol + nacl (garam)
kemudian disaring.
à eugenol diperoleh dalam bentuk cairan yang jernih, tidak berwarna dan berbau tajam, dan berasa pedas.



Derivatisasi minyak atsiri

 Proses pembuatan senyawa beraroma menyenangkan yang berasal dari minyak atsiri
 pemisahan komponen penting tertentu untuk memperoleh senyawa yang khas yg selanjutnya dibuat turunan komponen tersebut sehingga dari suatu senyawa dapat diperoleh berbagai macam senyawa aromatik yang dikehendaki.

METODA DERIVATISASI
1. Esterifikasi à mereaksikan senyawa-senyawa alkohol dg asam organik tertentu seperti asam asetat, asam format, asam benzoat dll.
2. Metoda isomerisasi

STANDAR KUALITAS

• Untuk menjamin keamanan dan kualitas minyak atsiri diberlakukan standar kualitas yg mencakup:
• 1. Persyaratan fisik dan kimia masing-masing minyak.
• 2. Metoda analisis pengujian untuk masing-masing sifat fisik dan
kimia.
• System yg digunakan ada 2:
• 1. Iso (international organization for standardization)
• 2. Eoa (essential oil assotiation of the united state)
• 3. Ifra (international fragrance association)
• Pengujian fisik : density, optical rotation, refractive index, miscibility with aqueous alcohol,
• Pengujian kimia: carbonyl, acid, ester number
• Pengujian tambahan : chromatographic profile dan concentration range for the most characteristic components
• Ifra à biological data ( toxicity, carcinogenicity, sensitization, and pharmacology



PENGEMASAN DAN PENYIMPANAN MINYAK ATSIRI

• Karena minyak atsiri mudah mengalami kerusakan maka pengemasan terhadap minyak atsiri harus meniadakan hal-hal yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan.
• Hal-hal yg harus dihindari:
• 1. Oksigen à oksidasi
• 2. Panas ----à hidrolisa dan resinifikasi/polimerisasi
• 3. Cahaya à oksidasi
• 4. Logam berat à oksidasi dan reaksi warna
Minyak atsiri merupakan komoditi ekspor sehingga selama transportasi minyak perlu dipacking/ dikemas dengan baik.
Pemilihan bahan kemasan à mempertimbangakan sifat-sifat minyak atsiri yg akan dikemas.( cair, mudah menguap, mudah rusak oleh air, oksigen, logam, cahaya, panas)

syarat kemasan:
1. tidak bereaksi dengan minyak atsiri (msg-msg minyak mempunyai sifat tertentu tergantung komponen kimia minyak)
2. tidak dapat dilalui oleh cahaya (terutama oleh cahaya gel pendek).
3. tidak bisa dilalui oleh oksigen atau udara dan air.
ukuran kecil : botol gelas berwarna dg tutup gabus kemudian ditutup lagi dg penutup bersekrup.
à kelemahan mudah pecah dan kesulitan sewaktu transportasi.
plastik pvc à hanya untuk minyak tertentu (bbrp minyak atsiri
bereaksi dg pvc)
ukuran besar : drum stainlessteel atau digalvanisir
harus ada head space
kondisi penyimpanan:
1. suhu sebaiknya dibawah 20oc.
2. tidak lansung kontak dg cahaya.
3. tidak disimpan bersamaan dg bahan pangan berlemak.