Pembuatan Eugenol
Latar
Belakang
Minyak atsiri merupakan penyebab wangi, harum atau bau yang khas pada
tumbuhan. Secara ekonomi senyawa tersebut penting sebagai dasar wewangian alam
dan juga untuk rempah-rempah serta sebagai cita rasa di dalam industri makanan.
Pada minyak atsiri yang bagian utamanya terpenoid, biasanya terpenoid itu
terdapat pada fraksi yang tersuling uap.
Minyak atsiri banyak terdapat di
bunga, buah, daun, dan akar dari berbagai tumbuhan yang bersifat mudah menguap
dan berbau harum. Minyak atsiri merupakan campuran beberapa senyawa yang
biasanya terdiri dari sekitar 25 senyawa. Sebagian besar komponen minyak atsiri
merupakan senyawa yang terdiri dari hidrogen dan karbon atau hidrogen, karbon
dan oksigen. Yang bersifat non aromatik, senyawa ini disebut terpenoid.
Disamping itu minyak atsirijuga mengandung komponen aromatik, seperti eugenol
sebagai komponen utama minyak cengkeh.
Minyak cengkeh memiliki banyak manfaat diantaranya untuk keperluan
industri farmasi atau obat-obatan, industri wewangian untuk bahan pembuatan
parfum dan bahan untukpembuatan vanilin sintesis yang banyak digunakan dalam
industri makanan dan minuman. Eugenol yang terkandung pada minyak cengkeh
merupakan syarat sukses dari penggunaan
minyak cengkeh tersebut. Oleh karena itu pentingnya diadakan percobaan ini
adalah dapat mengetahui proses isolasi senyawa eugenol dari tanaman cengkeh
serta dapat menjelaskan tahapan-tahapan dari isolasi senyawa eugenol tersebut.
Tujuan
-
Mengetahui
fungsi penumbukan pada cengkeh
-
Mengetahui
volume dan % rendemen eugenol yang diperoleh
-
Mengetahui
karakteristik eugenol yang diperoleh
-
Mengetahui
manfaat dari senyawa eugenol
Prinsip
Pengambilan
senyawa eugenol dari tanaman cengkeh dengan melakukan maserasi pada cengkeh
sehingga diperoleh ekstraknya kemudian dilanjutkan dengan penggaraman dengan
NaOH secara stoikiometri (perbandingan 1:1) sehingga terbentuk Na-eugenolat
yang kemudian dihidrolisis dengan HCI(p) pada
pH=3, lalu penguapan pelarut hingga diperoleh senyawa eugenol.
Dasar Teori
Fenol
merupakan senyawa dengan gugus –OH yang terikat secara langsung pada cincin
aromatik senyawa fenol banyak terdapat
didalam dan merupakan intermediet bagi industri untuk berbagai macam produk
seperti adhesif dan antiseptik. Fenol sendiri dapat dipakai sebagai desinfektan
dan diperoleh dari tar-batubara.
Beberapa contoh fenol adalah : Metil salisilat, didapat dari pohon menjalar di
Amerika Serikat, Tirosin, asam amino yang terdapat pada protein, eugenol, terdapat dalam minyak
dari daun cengkeh, dan thymol (timol) terdapat dalam thyme.
Rumus umum fenol adalah ArOH, dimana Ar adalah fenil atau fenil
tersubstitusi atau gugus fenil lain seperti haptil. Metil fenol sering disebut
sebagai kresol. Kadangkala senyawa fenol dinamakan sebagai senyawa hidroksi.
Banyak senyawa fenol menggunakan nama fenol sebagai nama induknya. Alkohol dan
fenol dapat diubah menjadi eter dan ester, namun keduanya mempunyai sifat yang
berbeda oleh karena itu keduanya tidak berada pada kelas yang sama.
Fenol (paling sederhana) merupakan cairan atau padatan yang meleleh pada
temperatur rendah, karena adanya ikatan hidrogen senyawa fenol mempunyai titik
didih yang tinggi. Fenol larut dalam air (9 gram per 100 gram air), tetapi
sebagian besar turunan fenol tidak larut dalam air. Fenol merupakan senyawa
yang bersifat agak asam. Sifat ini berbeda dengan alkohol yang mempunyai
keasaman hampir sama dengan air. Larutan
basa (hidroksida) akan mengubah fenol menjadi garamnya, sedangkan larutan asam
mineral akan dapat mengubah garamnya menjadi fenol kembali.
Sebagian
senyawa fenol mepunyai harga Ka berkisar 10-10, sedangkan asam
karboksilat berkisar 10-10 (Riswiyanto. 2008).
Berlawanan dengan alkohol, fenol-fenol adalah asam yang lebih kuat
daripada air. Fenol sendiri 10.000 kali
lebih asam daripada air. (memang, nama lain fenol adalah asam karbolat dan
larutan encer merupakan antiseptik dan desinfektan yang efektif).
Alasan utama mengapa fenol lebih asam dibandingkan dengan air dan
alkohol ialah karena ion fenoksida dimantapkan dengan resonansi. Muatan negatif
pada hidroksida atau dioksida tetap
tinggal pada atom oksigen, sedangkan pada ion fenoksida muatan ini dapat
didelokalisasi pada posisi-posisi orto dan para pada cincin benzena melalui
resonansi.
Karena
bentuk-bentuk ini adalah pemantapan resonansi, ion fenoksida lebih mudah
terbentuk dibandingkan dengan ion aloksida dan alkohol. Akibatnya keasaman
fenol lebih besar daripada alkohol. Sejalan dengan itu, ion ion fenoksida
adalah basa yang lemah daripada ion-ion hidroksida atau ion aloksida (Hart.
1983).
Cengkeh (Syzigium
aromaticum L.)
Cengkeh termasuk jenis tumbuhan
perdu yang dapat memiliki batang pohon dan berkayu keras. Cengkeh mampu
bertahan hidup puluhan bahkan ratusan tahun. Tingginya dapat mencapai 20-30
meter dan bahkan cabang-cabangnya cukup lebat. Cabang-cabang pada tumbuhan
cengkeh tersebut pada umumnya panjang dan dipenuhi oleh ranting-ranting kecil
yang mudah patah. Mahkota juga lazim disebut tajuk pohon cengkeh berbentuk kerucut.
Daun cengkeh berbentuk bulat telur memanjang dengan bagian ujung dan
pangkalnya mengurat, mempunyai ukuran lebar berkisar 7,5-12,5 cm. bunga dan
buah cengkeh akan tumbuh pada ujung tangkai pendek serta bertandan. Pada saat
masih muda daun cengkeh berwarna keungu-unguan, kemudian berubah menjadi merah
apabila sudah tua, sedangkan bunga cengkeh kering akan berwarna coklat
kehitaman dan berasa pedas sebab banyak minyak cengkeh.
Cengkeh berasal dari kepulauan Maluku. Diselundupkan
untuk dibudidayakan di Malagasi dan Tanzania. Oleh para pedagang arab, ketika
VOC memonopoli pedagang cengkeh Maluku. Sekarang cengkeh dibudidayakan hampir
diseluruh indonesia, untuk mencukupi kebutuhan rokok kretek. Kuntum bunga
cengkeh dapat dijual dalam bentuk kering utuh, serbuk oloresia atau minyak
(clove oil). (Muljono. 1999).
Clove Oil
Clove oil merupakan hasil sulingan serbuk kuntum
cengkeh kering. Memiliki pasaran luas dalam industri farmasi, penyedap makanan
dan wewangian (untuk campuran Geranium, Bergamot, Cerawang,Cessie dan pewangi
sabun). Aroma cengkeh ambon dianggap bermutu paling tinggi kandungan clove oil
ialah eugenol (90%), eugenol acetate, metyl n-neptanyl alcohol, benzyl alcohol,
metyl salicylate dan terpene canyo payllene. Kandungan ini tidak terdapat pada
tangkai kuntum cengkeh yang sering digunakan sebagai pencampuran pada
penyulingan minyak cengkeh.
Clove Leaf Oil
Pada tahun 1960 S.Arctander menyatakan bahwa minyak hasil sulingan daun
minyak kering dan daun kayu manis mengandung unsur eugenol berkadar tinggi.
Sejak pertengahan tahun 60-an, clove leaf oil (minyak daun cengkeh) mendapat
pasaran luas. Ekspor minyak daun cengkeh ini berasal dari Malagasi dan
Indonesia (sekitar 400 ton sampai 900 ton /tahun).
Dinegara industri, eugenol yang terkandung dalam minyak tersebut
dipisahkan, digunakan untuk bahan baku obat, pewangi teknis, sabun serta
detergen. Bahkan sekarang, meskipun terdapat keengganan dikalangan pemakai,
clove leaf oil mulai mendapat pijakan di industri wewangian (Wahyu. 1999).
Minyak Cengkeh
Minyak cengkeh diperoleh dari bagian-bagian tertentu tanaman cengkeh,
yaitu dari bunga, gagang, atau tangkai bunga dan daun cengkeh. Meskipun mniyak
dapat dihasilkan dari ketiga tanaman cengkeh, yang dianggap bernilai ekonomi
hanya yang berasal dari daunnya saja. Hal ini karena harga minyak yang berasal
dari gagang dan daun tidak jauh berbeda.
Mutu Minyak
Cengkeh
Komponen utama dalam minyak cengkeh adalah terpena dan turunannya. Sama
dengan komponen yang terdapat dalam minyak atsiri lain. Terpena sangatlah
penting dalam kegiatan industri komponen ini banyak digunakan dalam parfum,
penyedap, obat-obatan, cat, plastik dan lain sebagainya. Menurut Venther kadar
terpena dalam minyak cengkeh mencapai 70-90%. Terpena yang lainnya diantaranya
berupa eugenol asetat dan caryophylene. Ketiga senyawa terpena tersebut menjadi
komponen utama dalam penyusun minyak cengkeh dengan kadar total dapat mencapai
99% dari kandungan minyak atsirinya.
Proses Produksi
Minyak Cengkeh
Konstruksi alat yang digunakan untuk memproduksi
minyak cengkeh tidaklah berbeda dengan konstruksi alat yang digunakan untuk
memproduksi minyak atsiri yang lain. Disarankan agar proses produksi minyak
cengkeh dilakukan dengan penyulingan uap dan air.
Pada dasarnya proses penyulingan minyak cengkeh yang bahan bakunya
berasal dari bunga maupun gagang adalah sama. Namun, karena yang dianggap lebih
memiliki nilai ekonomi itu daunnya, maka perlu diperhatikan dalam.
Daun cengkeh yang akan disuling bukanlah daun yang masih hijau atau
masih menempelpada pohonnya, tetapi daun cengkeh yang sudah merupakan “daun
jatuhan” dari pohon. Selain harus kering, diusahakan agar daun tidak kotor dan
masih utuh.
Minyak cengkeh yang baru disuling hampir tidak
berwarna sampai berwarna kekuning-kuningan. Namun jika disimpan dalam jangka
waktu lama, secara berangsur-angsur warnanya akan hilang dan berubah sampai
akhirnya akan berwarna kegelapan. Sifat utama minyak cengkeh yaitu sangat
membiaskan cahaya, berbau seperti cengkeh dan rasanya sangat pedas.
Kegunaan Minyak Cengkeh
Pemanfaatan minyak cengkeh cukup luas terutama untuk keperluan industri
farmasi atau obat-obatan, industri wewangian (campuran minyak Geranium,
Bergamot, Cerawan, Cassie dan pewangi sabun. Dan bahkan untuk pembuatan vanila
sintesis yang banyak digunakan dalam industri makanan dan industri minuman
(Ruslan. 1994).
Metodologi
Alat dan
Bahan
Alat-alat:
Gelas kimia, Lumpang dan alu, Pipet tetes, Gelas ukur, Corong pisah, Pipet volume, Balp, Statif + klem, Corong kaca, Botol kosong.
Bahan-bahan
Cengkeh, NaOH, Etanol 95%, HCI, pH universal, Dietil eter, Kertas saring, Aquades, Tissue, Plastik hitam, Gelang karet
Prosedur
Percobaan
-
Ditumbuk cengkeh hingga halus, pindahkan ke gelas kimia
-
Ditambah etanol 95% 30 ml
-
Ditutup dengan plastik hitam dan gelang karet
-
Dimaserasi selama satu hari
-
Disaring campuran cengkeh dan etanol 95%
-
Dibuang residu dan diukur filtratnya
-
Diambil 15 ml filtrat lalu dimasukkan kedalam corong pisah
-
Ditambahkan 15 ml NaOH
-
Diekstraksi selama 30 menit
-
Didiamkan campuran selama 1 jam
-
Dipisahkan lapisan bawahnya
-
Ditambahkan dietil eter 20 ml
-
Diekstraksi lapisan bawah dan dietil eter selama 20 menit
-
Didiamkan hingga dua fase terpisah
-
Diambil lapisan bawahnya lalu diukur pHnya
-
Ditambahkan HCI (p) sambil diukur dengan indikator universal hingga pH=3
-
Dipindahkan campuran kedalam corong pisah
-
Dikocok selama 10 menit lalu didiamkan
-
Diambil lapisan bawahnya
-
Diuapkan pelarutnya diatas hot plate
- Diukur
volume eugenol yang diperoleh
Pembahasan
Eugenol (C10H12O2) merupakan turunan
gulakol yang mendapat tambahan rantai alil, dikenal dengan nama IUPAC 2-Metoksi-4-
(2-propenil) fenol. Ia dapat dikelompokkan dalam keluarga ali benzena dari senyawa-senyawa
fenol. Warnanya bening hingga kuning pucat kental seperti minyak cengkeh selain
itu terdapat pula pada tanaman pala, kayu manis dan daun salam. Sifat-sifat
dari eugenol antara lain:
-
Cairan
-
Berwarna kuning
pucat kental seperti mniyak ataupun bening.
-
Dengan adanya
alkali diubah menjadi isoeugenol yang pada proses oksidasi menghasilkan
vanilin.
-
Oksidasi dengan
kalium permanganat menghasilkan homovanilin.
Manfaat eugenol antara lain :
-
Digunakan dalam
industri parfum, penyedap, minyak atsiri dan farmasi sebagai pencuci hama.
-
Komponen utama
dalam industri rokok kretek.
-
Digunakan untuk
membuat vanilin.
-
Campurannya
dengan ZnO dipakai dalam kedokteran gigi.
-
Sebagai
stabilisator dan antioksidan dalam pembuatan plastik dan karet.
-
Sebagai penyerap
UV, analgesik, antiseptik dan lain
sebagainya.
Isolasi senyawa bahan alam adalah suatu cara atau metode yang digunakan
untuk mengambil zat atau senyawa tertentu untuk kemudian diteliti lebih lanjut
manfaatnya atau kegunaannya. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk isolasi
yaitu :
·
Maserasi adalah
metode pengisolasian dengan perendaman suatu simplisa atau bahan dengan pelarut yang sesuai,
biasanya perendaman dilakukan dalam
sehari atau bahkan lebih.
·
Perkolasi
merupakan metode isolasi dengan mengalirkan suatu pelarut pada suatu bahan
sehingga pelarut dapat menarik ekstrak
dari bahan tersebut.
·
Ekstraksi adalah
proses isolasi dengan menggunakan
pelarut yang sesuai pada suatu bahan yang mengandung minyak, karena bahan yang
diinginkan dari proses ekstraksi adalah minyak. Ekstraksi digolongkan menjadi
tahapan kerja dan fase yang terlibat. Berdasarkan tahapan kerja digolongkan
menjadi
-
Ekstraksi
bertahap adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut yang baru sampai proses ekstraksi
selesai. Contoh : Ekstraksi corong pisah.
-
Ekstraksi
kontinyu, biasanya menggunakan pelarut yang sama sampai proses ekstraksi
selesai, biasanya digunakan soklet.
Berdasarkan fase yang terlibat :
-
Ekstraksi
cair-cair, bila zat yang diekstraksi terdapat dalam campuran yang berbentuk
cair.
-
Ekstraksi
padat-cair, bila zat yang diekstraksi
terdapat dalam campuran yang berbentuk padatan.
·
Destilasi adalah
metode pemisahan zat-zat dari campurannya berdasarkan perbedaan titik didih.
-
Destilasi
sederhana, digunakan untuk memisahkan senyawa-senyawa yang titik didihnya
berbeda jauh.
-
Destilasi
fraksionasi, menggunakan kolom fraksionasi dalam pemisahan fraksi-fraksinya
yang berdekatan titik didihnya.
-
Destilasi uap,
digunakan untuk memisahkan senyawa dengan titik didih yang sangat tinggi.
Percobaan ini diawali dengan mengahaluskan cengkeh dengan cara menumbuk,
hal ini dilakukan agar pelarut dapat lebih mudah mengekstrak cengkeh tersebut.
Lalu cengkeh yang sudah halus ukurannya dimasukkan kedalam gelas kimia lalu
ditambahkan etanol 95% sebanyak 30 ml lalu gelas kimia tersebut ditutup dengan
plastik hitam dan gelang karet agar
kedap udara. Lalu didiamkan selama 1
hari. Setelah itu campuran tersebut disaring dimana residunya dibuang
dan filtrat berwarna coklat jernih diambil dan diukur volumenya. Dari 18 ml
ekstrak cengkeh diambil 15 ml lalu dimasukan ke corong pisah lalu ditambahkan
15 ml NaOH dan larutan menjadi coklat keruh. Larutan tersebut dikocok selama 30
menit lalu didiamkan 1 jam. Setelah terbentuk 2 fase diambil lapisan bawahnya
lalu ditambahkan dietil eter 20 ml dan dikocok lagi dalam corong pisah selama
20 menit lalu didiamkan hingga terbentuk 2 fase. Diambil lapisan bawah lalu ditambahkan HCI(P) yang
sebelumnya diukur pH larutan. Larutan yang sebelumnya pH=12 ditambah HCl(p)
hingga pH=3. Pengkondisian pada pH3 ini
agar Na-eugenolat yang terbentuk dari reaksi penggaraman dengan NaOH dapat
terhidrolisis secara sempurna menjadi eugenol, jika diatas pH3 tidak terbentuk
eugenol, jika dibawah pH3, teroksidasi menjadi asam karboksilat. Lalu setelah
diperoleh pH=3 larutan yang berwarna kuning keruh setelah penambahan HCI(P)
tersebut dikocok kembali dalam corong pisah selama 10 menit lalu diambil lagi
fase bawahnya diperoleh larutan kuning. Lalu dipanaskan diatas hot plate agar
pelarutnya menguap sehingga larutannya menjadi lebih pekat dan berwarna kuning
keemasan. Lalu diukur volumenya diperoleh volume eugenol sebanyak 1,2 ml dan %
rendemen sebesar 8%.
Pada percobaan digunakan perbandingan ekstrak dengan NaOH sebesar 1:1
hal ini bertujuan agar kedua reaktan dapat saling bereaksi secara sempurna
tanpa menysakan salah satu reaktan atau tercapai reaksi stoikiometri sehingga
diharapkan terbentuk produk dari reaksi yaitu Na-eugenolat yang lebih maksimal.
Pada percobaan ini digunakan HCI(P) untuk menghidrolisis Na-eugenolat. Pengertian hidrolisis itu sendiri adalah pemecahan suatu
molekul oleh air yang teraktifasi oleh asam, basa, enzim. Keberadaan H+
dan HCI(P) disini selain selain berfungsi untuk mengkondisikan pH3
juga H+ akan mengsubsitusi Na+ dari Na-eugenolat yang
merupakan hasil penggaraman eugenol dengan NaOH sehingga H+ masuk
dan menggantikan Na+ dan terbentuk senyawa eugenol.
Fungsi perlakuan dalam percobaan antara lain :
-
Penumbukan
sampel berfungsi untuk menghaluskan ukuran sampel sehingga luas permukaan total
semakin besar. Dengan luas permukaan total yang besar, pelarut dapat dengan
mudah menarik ekstrak dari sampel tersebut.
-
Penyaringan
berfungsi untuk memisahkan ekstrak cengkeh dari ampas atau residunya.
-
Pengocokan/ekstraksi
dengan corong pisah berfungsi agar terjadi difusi antara pelarut dengan ekstrak
sehingga terbentuk garam eugenolat /Na-eugenolat (pada proses penggaraman),
agar senyawa yang berbeda kepolaran dapat terpisah (setelah penambahan dietil
eter) dan dapat mempercepat terjadinya reaksi (pada hidrolisis dengan HCI(P)).
-
Pendiaman
setelah pengocokan berfungsi memberikan waktu sehingga terbentuk dua fase yang merupakan dua larutan
dengan berat jenis dan kepolaran yang berbeda. Sehingga dapat diambil lapisan
bawah dari campuran tersebut.
-
Pemanasan
berfungsi untuk menguapkan pelarut dan H2O sehingga diperoleh
eugenol yang bebas dari pelarutnya.
-
Pengukuran pH
berfungsi untuk mengetahui pH secara akurat.
Reagen yang digunakan berfungsi untuk antara lain :
-
Etanol 95%
berfungsi untuk menarik ekstrak dari cengkeh sehingga diperoleh ekstrak
cengkeh.
-
NaOH berfungsi
untuk bereaksi secara stoikiometri dengan eugenol pada ekstrak dalam proses
penggaraman sehingga terbentuk Na-eugenolat dan eugenol terpisah dari senyawa
lain pada ekstrak.
-
Dietil eter
berfungsi untuk memisahkan senyawa ataupun pengotor yang bersifat non polar
dari Na-eugenolat.
-
HCl(p)
berfungsi untuk penyedia H+ dalam proses hidrolisis, pengkondisian
pada pH3 selain itu H+ dapat mensubsitusi Na+ dari
Na-eugenolat sehingga H+
menggantikan Na+ dan terbentuk
senyawa eugenol.
Pada percobaan ini digunakan cengkeh sebagai sampel. Cengkeh Syzigium Aromaticum L. merupakan
tumbuhan perdu yang dapat memiliki batang pohon dan berkayu keras. Tingginya dapat
mencapai 20-30 meter dengan cabang-cabang yang cukup lebat. Daunnya berbentuk
bulat telur memanjang dibagian ujung, mempunyai ukuran lebar 2-3 cm dan panjang
daun tanpa tangkai berkisar 7,5-12 cm. Pada saat masih muda daun cengkeh
berwarna keungu-unguan lalu berubah kehijau-hijauan dan kemudian berubah
menjadi merah apabila sudah tua sedangkan bunga cengkeh kering akan berwarna
coklat kehitaman dan berasa pedas sebab banyak minyak cengkeh komponen utama
dalam minyak cengkeh adalah terpena yang dapat mencapai 70-90%. Terpena yang
lainnya diantara berupa eugenol asetat, dan caryophylene.
Digunakan NaOH karena reaksinya dengan suatu spesi yang bersifat asam
menghasilkan garam yang lebih stbil karena ikatan dengan ion Na+
menghasilkan ikatan yang lebih kuat sebab jari-jari Na lebih kecil sehingga
tertarik lebih kuat ke inti. Pada percobaan tidak digunakan LiOH karena reagen
ini jarang digunakan pada reaksi penggaraman dan tidak digunakan KOH karena
reaksinya dengan suatu spesi bersifat asam menghasilkan garam yang ikatannya
kurang kuat dibanding Na. Oleh karena itu, digunakan NaOH karena ion Na+
lebih kuat mengikat eugenolat sehingga pada penggaraman diperoleh Na-eugenolat
yang lebih banyak.
Kesimpulan
-
1. Fungsi
penumbukan pada cengkeh adalah agar luas permukaan total semakin besar seiring
dengan diperkecilnya ukuran cengkeh
sehingga pelarut yaitu dapat lebih mudah menarik ekstrak dalam cengkeh.
- 1Volume eugenol
yang diperoleh adalah 1,2 ml dengan % rendamen = 8%.
-
Karakteristik
eugenol yang diperoleh adalah berupa cairan berwarna kuning keemasan dan berbau
khas.
-
Manfaat senyawa
eugenol adalah digunakan dalam industri
parfum, penyedap, minyak atsiri, farmasi, menjadi bahan utama dalam industri
rokok dan digunakan untuk membuat vanilin.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar