Workshop hasil litbang BBKK PENANGANAN MINYAK ATSIRI TERKONTAMINASI MELALUI KERJASAMA RISET DENGAN INDUSTRI DERIVATISASI DAN PEMURNIAN MINYAK ATSIRI TERKONTAMINASI DALAM RANGKA KERJASAMA RISET DENGAN INDUSTRI Tim Atsiri BBKK Workshop hasil litbang BBKK 23 November 2016

OUTLINE Gambaran Umum Minyak Atsiri di Indonesia Derivatisasi dan Isolasi komponen dalam minyak atsiri yang pernah dilakukan di BBKK Pemurnian minyak atsiri terkontaminasi dalam rangka kerjasama dengan industri

Gambaran Umum Minyak Atsiri di Indonesia

Potensi Minyak Atsiri di Indonesia

Minyak atsiri dan derivatnya merupakan komoditas yang sangat menjanjikan Penciptaan nilai tambah minyak atsiri mulai dikembangkan, antara lain melalui peningkatan kualitas dasar produk, migrasi commodity ke specialty (eugenol, isoeugenol, vanilin), pengembangan aplikasi baru ( minyak nilam untuk bioaditif), dan lain lain Harga minyak atsiri yang cukup tinggi menyebabkan rawan terjadinya kecurangan pada penjualan minyak atsiri Pencampuran minyak lain ke dalam minyak atsiri dengan tujuan menambah berat demi mendapatkan keuntungan yang besar Jenis minyak yang dicampurkan bisa berupa minyak atsiri ataupun minyak nabati. Kontaminan dalam minyak atsiri menyebabkan kualitas minyak atsiri menjadi turun sehingga harga jualnya turun dan tidak diterima oleh konsumen

Balai Besar Kimia dan Kemasan Memiliki kompetensi penelitian bidang minyak atsiri Melakukan kerjasama riset dengan beberapa industri terkait derivatisasi minyak atsiri dan penanganan kontaminasi minyak atsiri Melakukan validasi metoda analisa komponen kimia dalam minyak atsiri menggunakan GCMS Mempunyai peralataan dan SDM yang memadai GC-MS Spinning band distillation column 5 L/batch Wiped Film Moleculer distillation (POPE) 600 kg/hari Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Ekstraktor “VTU” 10 L/batch Fractionation unit 30 L/batch

Kerjasama Riset bidang Minyak Atsiri dengan Industri UD RAYA AGRITAMA PT. Mignon Sista International

Derivatisasi dan Isolasi komponen dalam minyak atsiri yang pernah dilakukan di BBKK

DERIVATISASI MINYAK CENGKEH (ISOLASI EUGENOL DAN SINTESIS ISOEUGENOL) Komoditas minyak atsiri terbesar di Indonesia Produksi minyak cengkeh (estimasi 2013) = > 4500 MT/th (Sumber : DAI, 2015) Permintan dunia : 5000-6000 MT/th

CENGKEH Daun Bunga Batang Eugenol Isoeugenol Metil Isoeugenol Propenil Guaetol Dihidroisokariofilena oksida Metil Eugenol CENGKEH Daun Bunga Batang Dihidroeugenol etil Eugenol Isokariofilena oksida Isoeugenil asetat MINYAK CENGKEH Eugenol Isoeugenol Kariofilena Isokariofilena Vanilin Eugenil asetat Kariofilena asetat Benzil isoeugenol Benzil eugenol MIGRASI COMMODITY KE SPECIALTY (EUGENOL, ISOEUGENOL, VANILIN)

Cairan berminyak berwarna jernih sampai kuning pucat Minyak cengkeh Eugenol Isoeugenol Isolasi dengan alkali Isomerisasi Eugenol : Cairan berminyak berwarna jernih sampai kuning pucat Digunakan sebagai fragrans, perisa, insektisida, industri kosmetika, farmasi (antiseptik lokal dan anestesi) Merupakan senyawa aromatik yang memiliki beberapa gugus fungsional seperti benzena, fenol, metoksi eter, dan ikatan rangkap alil (semua gugus tersebut adalah gugus aktif yang bisa mengalami reaksi kimia) Isoeugenol : Isomer dari eugenol yang berbeda letak ikatan rangkapnya (pada posisi internal) Secara komersial terdiri atas campuran cis dan trans (isomer trans lebih dominan) Digunakan sebagai bahan penyusun fragrans pada produk kosmetik (parfum, skin-care, deodoran, sabun, sampo,dll) Sebagai intermediet untuk sintesis senyawa lain (vanilin,

Pemanfaatan gelombang ultrasonik (sonikasi) Isomerisasi eugenol Konvensional Hidrolisis (pelarut etilen glikol, katalis KOH, 150oC, 6 jam) Pemanfaatan gelombang ultrasonik (sonikasi) Pelarut etanol, katalis RhCl3, amplitudo 70%, 40 menit

Kromatogram hasil analisa GCMS dari bahan baku (minyak cengkeh), eugenol sintesis, standar isoeugenol, dan isoeugenol hasil penelitian

Kelebihan dan kekurangan metode sonikasi Konversi eugenol menjadi isoeugenol menggunakan metode konvensional dan sonikasi telah menghasilkan metode yang paling optimal, yaitu metode sonikasi yang menghasilkan isoeugenol total sekitar 100% dengan komposisi cis isoeugenol sekitar 8,23% dan trans isoeugenol sekitar 91,76%. Adapun pada metode konvensional dihasilkan konversi eugenol menjadi isoeugenol sekitar 92,27%. Kelebihan dan kekurangan metode sonikasi Kelebihan Kekurangan Lebih cepat Belum ditemukan metode yang tepat untuk pemisahan katalis dari produk Energi yang digunakan lebih rendah Bahan baku terkonversi semua menjadi produk Produk yang dihasilkan lebih banyak Tindak lanjut Mencari metode yang tepat untuk pemisahan katalis

Laja gowah (Alpinia malaccensis), belum banyak dimanfaatkan Isolasi Metil Sinamat dari Minyak Laja Gowah (Alpinia malaccensis) Laja gowah (Alpinia malaccensis), belum banyak dimanfaatkan Perlu peningkatan nilai tambah produk minyak laja gowah Komponen mayor pada minyak laja gowah adalah metil sinamat (Muchtaridi, 2008) Isolasi senyawa metil sinamat dari minyak laja gowah dapat dilakukan dengan memanfaatkan sifat-sifat fisis. Metil sinamat merupakan senyawa ester dari asam sinamat, dengan rumus molekul C10H10O2. Pada industri farmasi, senyawa metil sinamat digunakan antara lain sebagai komponen pada tabir surya anti-septik dan bahan antara. Pada industri makanan dapat digunakan sebagai penambah rasa seperti rasa buah dan strowberi dan pemberi aroma pedas alami

Metil sinamat (kristal) Minyak Laja Gowah Fraksinasi Metil sinamat (crude) Kristalisasi/ Rekristalisasi Metil sinamat (kristal)

Metil sinamat (fraksi 5) Minyak Laja Gowah

Pemurnian Minyak Atsiri Terkontaminasi dalam Rangka Kerjasama dengan Industri

PEMURNIAN MINYAK PALA YANG TERKONTAMINASI MINYAK JARAK Proses pemurnian secara fisika Destilasi Destilasi Molekuler Destilasi molekuler : bekerja berdasarkan sifat penguapan molekul Alat distilasi molekuler : Wiped Film Molecular Still Distillation dengan merk Pope Science sistem kontinyu : umpan masuk (feed), destilat dan residu diatur laju alirnya

Hasil analisa minyak pala setelah dimurnikan dibandingkan dengan sebelumnya

Minyak jarak

PEMURNIAN MINYAK NILAM YANG TERKONTAMINASI MINYAK KELAPA Terjadi di Kendari Mengapa dicampur dengan minyak kelapa?? Karena dapat bercampur dengan sempurna dan tidak menimbulkan bau Pemurnian dilakukan menggunakan Wiped Film Molecular Still Distillation dengan kondisi : suhu kolom lower 135 C, suhu kolom upper 130 C, tekanan sebesar 3 - 4 Torr, kecepatan putar wiper 200 rpm

Hasil Uji Kualitatif Lemak dalam Minyak Nilam Pengujian minyak nilam hasil pemurnian 1. Uji Kualitatif Minyak Nabati dalam Produk Hasil Uji Kualitatif Lemak dalam Minyak Nilam Bahan baku dan produk ditambahkan alkohol kemudian dibekukan Apabila masih mengandung minyak nabati maka setelah diendapkan akan ada endapan putih Berdasarkan percobaan, tidak terdapat endapan putih pada minyak nilam yang telah didistilasi (Gambar ). Sebaliknya, pada bahan baku minyak nilam yang terkontaminasi minyak kelapa, terdapat endapan putih dibagian bawah

2. Uji kuantitatif menggunakan NMR : Solid Fat Content

VALIDASI METODA ANALISA KOMPONEN KIMIA DALAM MINYAK ATSIRI MURNI DAN MINYAK ATSIRI TERKONTAMINASI DENGAN GC - MS A. untuk mengidentifikasi senyawa kimia dalam minyak atsiri, apapun jenis minyak atsirinya. B. untuk mengidentifikasi senyawa kimia minyak atsiri yang terkontaminasi dengan minyak atsiri lain Merupakan salah satu kegiatan pada TSP tahun 2014-2015 Menggunakan metode internal yang dikembangkan sendiri Validasi meliputi : penentuan presisi, akurasi, dan limit deteksi

Kromatogram GCMS hasil analisa beberapa minyak atsiri Clove oil Patchouli oil Nutmeg oil Citronella oil

Kromatogram minyak nilam yang tercampur dengan minyak sereh (terkontaminasi) yang dianalisa menggunakan GC - MS Lingkaran merah : Menunjukkan peak yang bukan peak milik minyak nilam (peak kontaminan)

TERIMA KASIH Website : bbkk.kemenperin.go.id Balai Besar Kimia dan Kemasan Jl. Balai Kimia No 1 Peayon Pasar Rebo Kotak Pos 6916 JATPK Jakarta Tel : 021-8717438, 8720449 Fax : 021-8714928 Website : bbkk.kemenperin.go.id