ISOLASI SITRONELLAL DARI MINYAK SEREH WANGI ( Cymbopogon winterianus Jowit)

## DENGAN DISTILASI FRAKSINASI PENGURANGAN TEKANAN
Lucia Wiwid Wijayanti *)
Program Studi Pendidikan Biologi, Universitas Sanata Dharma
Abstract: It has been carried out the isolation of citronellal from citronella oil by fractinational distillation under reduced pressure. From 500 g citronella oil, citronellal has been received at the amount of 10 g with the purity of 81.30%, 210 g with the purity of 99.14%.
Keywords: isolation of citronellal, citronella oil, fractional distillation under reduced pressure

## 1. Pendahuluan
Indonesia  adalah  negeri  tropis  yang  kaya sumber daya alam. Kekayaannya yang menonjol itu telah  dikenal  dunia  sejak  lama.  Selama  berabad- abad,  salah  satu  yang  menarik  dunia  barat  untuk datang  adalah  rempah-rempah.  Sampai  hari  ini Indonesia  masih  memainkan  peran  penting  dalam perdagangan  rempah-rempah,  termasuk  minyak atsiri yang dihasilkannya beserta turunan- turunannya.  Minyak  atsiri  dan  turunan-turunannya adalah  bagian  utama  dalam  dunia flavour dan fragrance .  Industri flavour dan fragrance adalah bidang  industri  yang  cukup  besar.  Minyak  sereh wangi adalah salah satu minyak atsiri yang penting. Senyawa-senyawa  penyusun  minyak  atsiri  dan turunannya dipergunakan secara luas dalam industri farmasi dan makanan. Indonesia termasuk produsen terbesar  minyak  sereh  wangi  dunia  (Idawanni, 2015).
Sastrohamidjojo (1981) telah melakukan identifikasi  konstituen  penyusun  minyak  sereh wangi.  Menurut  Wijesekera  (1973),  komponen penyusun  minyak  sereh  yaitu  sitronelal,  sitronelol dan  geraniol  dapat  diubah  menjadi  turunan- turunannya  yang  digunakan  secara  luas  dalam industri  parfum.  Minyak  sereh  dapat  ditingkatkan nilai ekonominya dengan cara mengisolasi komponen utamanya  yaitu  sitronelal, sitronelol dan geraniol  dan  mengkonversi  komponen  utamanya yaitu sitronelal menjadi turunannya (Gambar 1).
Minyak sereh wangi adalah minyak atsiri yang diperoleh  dari  penyulingan  uap  daun  tanaman sereh  wangi. Secara  botani,  sereh  wangi merupakan  tanaman  stolonifera,  terdiri  dari  dua tipe yang dapat dibedakan berdasarkan morfologis dan fisiologis. Kedua tipe tanaman sereh wangi itu adalah: Cymbopogon  nardus Rendle,  lenabatu ( Andropogon  nardus  ceylon de  Jong)  dan Cymbopogon  winterianus Jowitt,  mahapengiri ( Andropogon  nardus  Java de  Jong).  Mahapengiri dapat  dikenal  dari  bentuk  daunnya  yang  biasanya lebih  pendek  dan  lebih  lebar  daripada  lenabatu. Penyulingan  sereh  wangi  tipe  mahapengiri menghasilkan  rendemen  minyak  lebih  tinggi daripada  lenabatu.  Selain  itu  minyak  dari mahapengiri  bermutu  lebih  baik  (kadar  geraniol dan  sitronelal  lebih  tinggi).  Namun  demikian mahapengiri  membutuhkan  tanah  yang  lebih subur,  curah  hujan  lebih  banyak  dan  budidaya yang  lebih  ketat  dibandingkan  tanaman  tipe lenabatu  (Guenther,  1990).  Terdapat  dua  tipe minyak  sereh  wangi  (minyak  sitronela)  di  dunia, yaitu:  Tipe  Sri  Lanka,  berasal  dari  distilasi  uap daun  dari  spesies Cymbopogon  nardus .  Minyak tipe  ini  berwujud  cair,  berwarna  kuning  pucat sampai  coklat  dengan  bau  segar,  seperti  rumput dan agak seperti kamfer. Minyak Sri Lanka kurang bernilai ekonomis dibanding minyak tipe Jawa dan digunakan  hanya  sebagai  pewangi  sabun,  bubuk pencuci dan produk
CHO OH CH 2 OH CH 2 OR CH 2 OH OR CH 2 OR CHO OH CH 2 OH OH HOH 2 C Minyak Sereh Sitronelal Geraniol Sitronelol Mentol Sitronelil ester Dimetil oktanol Mentil ester Geranil ester Merolidol Farnesol Hidroksi sitronelal
Gambar 1. Bahan dasar parfum sintetik yang diperoleh dari minyak sereh
keperluan  rumah  tangga  lainnya.  Tipe  Jawa, diperoleh  dari  distilasi  uap  daun Cymbopogon winterianus Jowitt  atau  mahapengiri.  Minyak  tipe ini  berwarna  kuning  pucat  sampai  coklat  pucat mempunyai  bau  yang  manis,  seperti  bunga  mawar dengan  sentuhan  aroma  sitrus  yang  kuat  dari sitronelal.  Minyak  tipe  Jawa  dapat  mengandung total  senyawa  yang dapat  diasetilasi  mencapai  97% dan sampai 45% senyawa karbonil, tergantung pada waktu  memanen.  Sekarang  ini,  produser  utama minyak  tipe  Jawa  adalah  Taiwan,  China  dan  Jawa (Bauer,1997).  Minyak  sereh  tipe  Jawa  mempunyai sebelas  komponen  di  dalamnya,  yaitu:  α-pinen,
limonen,  linalool,  sitronelal,  sitronelol,  geraniol, sitronelil  asetat,  β-kariofilen,geranil  asetat,  γ- kadinen  dan  elemol.  Komponen  yang  utama adalah sitronelal, sitronelol dan geraniol. Sitronelal,  sitronelol  dan  geraniol  termasuk golongan  monoterpenoid  yaitu  gabungan  dari  dua kerangka isoprena (Pine, 1988).
Ketiga  komponen  utama  minyak  sereh  wangi dapat  diisolasi  dengan  cara  fisika  yaitu  dengan distilasi  fraksinasi  pengurangan  tekanan  dan  cara kimia.  Secara  kimia,  sitronelal  dapat  dipisahkan dengan  menggunakan  natrium  bisulfit.  Isolasi secara  fisika  yaitu  dengan  distilasi  pengurangan
tekanan  menghasilkan  total  sitronelal  sebanyak 35%, sedangkan pemisahan dengan natrium bisulfit memberikan  hasil  18,4%.  Dari  segi  kemurnian, pemisahan  dengan  bisulfit  menghasilkan  sitronelal dengan  kemurnian  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  pemisahan  secara  fisika  (Sastrohamidjojo, 1981).
Windholz  dkk.  (1983)  menyebutkan  bahwa sitronelal  mempunyai  rumus  molekul  C 10 H 18 O  dan massa molekul 154,24. Sitronelal adalah konstituen utama minyak sereh wangi  dan dijumpai pula  pada minyak  atsiri  lain,  seperti  minyak lemon , lemon grass dan melissa .  Sitronelal  berwujud  cair, mempunyai titik didih 47 ○ C pada tekanan 1 mmHg, larut  dalam  alkohol,  sangat  sedikit  larut  dalam  air. Kegunaan  sitronelal  adalah  sebagai  penolak serangga dan pewangi sabun.
(S) H O H (R) H O H (R)-sitronelal (S)-sitronelal

## Gambar 2. Bentuk stereoisomer sitronelal
Morrison (1986) menyebutkan bahwa sitronelal merupakan  senyawa  aldehida  tak  jenuh  dan mempunyai  satu  atom  karbon  asimetris  (atom karbon  kiral)  yaitu  pada  C  nomor  tiga,  sehingga mempunyai  dua  bentuk  stereoisomer  atau  sepasang enantiomer, (R)-sitronelal dan (S)-sitronelal (Gambar 2).
Sitronelal  murni  berbentuk  cairan  tidak berwarna dengan bau yang menyegarkan, mengingatkan  pada  bau  balsam  mint.  Sitronelal dipergunakan  secara  terbatas  sebagai  pewangi sabun  dan  deterjen.  Kegunaan  utamanya  adalah untuk produksi isopulegol, sitronelol dan hidroksisitronelal (Bauer dkk., 1997).
Ferdayanti  dkk  (2014)  melakukan  pemekatan sitronelal  dari  minyak  sereh  wangi  dengan  distilasi fraksinasi  pengurangan  tekanan  dan  didapatkan hasil sitronelal dengan kemurnian 25,38%.
Penelitian  lain  yang  pernah  dilakukan  adalah dengan  metode  ekstraksi  dengan  menambahan bisulfit dan diikuti dengan distilasi dilakukan oleh Muyassaroh  (2015).  Metode  ekstraksi  dengan penambahan  bisulfit  diikuti  distilasi  dilakukan dengan  tujuan  mendapatkan  sitronelal  yang dengan  kadar  yang  tinggi.  Dengan  cara  ini didapatkan sitronelal dengan kadar 40,35%.
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  metode distilasi  fraksinasi  dengan  pengurangan  tekanan, tanpa didahului ekstraksi.

## 2. Metode Penelitian
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah minyak  sereh wangi  dari pengrajin minyak atsiri  Samigaluh,  Kulonprogo,  Yogyakarta.  Alat- alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah: seperangkat  alat  distilasi  fraksinasi  dengan pengurangan tekanan, alat-alat gelas laboratorium, neraca analitik digital.
Sistem  kromatografi  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  Kromatografi  Gas  (GC, Hewlett-Packard  5890  Seri  II  )  dengan  kondisi operasi: Jenis kolom : HP-5 Suhu awal kolom : 80 o C Kenaikan suhu : 10 o C/menit Jenis detektor : FID Suhu detektor : 270 o C Suhu injektor : 260 o C Gas pembawa
: He
Sistem  spektrofotometer IR  (Shimadzu FT  IR 8201  PC)  digunakan  untuk  jenis  sampel  cair (dalam sel NaCl).
Sistem kromatografi gas-spektrometer massa yang digunakan adalah Shimadzu GC-17A/MS QP 5000 dengan kondisi operasi:
Jenis pengionan : Electron Impact Jenis kolom : DB-1, panjang 30 m Suhu kolom : 100-290 o C (dengan kenaikan 10 o C/menit)
Gas pembawa : He

## 2.1. Jalannya Penelitian
Sebelum  dilakukan  isolasi  sitronellal, terlebih dahulu dilakukan analisis dengan kromatografi  gas.  Analisis  minyak  sereh  dengan kromatografi gas ini akan membantu dalam isolasi.
WIJAYANTI

## 2.2. Isolasi sitronelal
Minyak  sereh  sebanyak  500  g  dimasukkan ke  dalam  labu  leher  tiga  kapasitas  1000  mL  yang dilengkapi  seperangkat  alat  distilasi  fraksinasi dengan  pengurangan  tekanan.  Fraksi-fraksi  yang diperoleh  dianalisis  dengan  kromatografi  gas, spektrofotometer infra merah dan kromatografi gas- spektrometer massa.

## 3.    Hasil dan Pembahasan
Kromatogram  minyak  sereh  wangi  yang  akan dipisahkan  menunjukkan  terdapat  22  puncak  yang dapat  diartikan  bahwa  setidaknya  terdapat  22 senyawa  yang  terkandung  (Gambar  3).  Analisis kuantitatif  dilakukan  secara  semi  kuantitatif,  yaitu dengan melihat persentase relatif luas area di bawah kurva dari masing-masing puncak pada kromatogram atau % AUC ( Area Under Curve ).
Minyak sereh wangi didistilasi dengan pengurangan  tekanan  untuk  memisahkan  sitronelal dari  komponen  yang  lain.  Tiga  fraksi  distilat  yang ditampung dianalisis dengan kromatografi gas.
Hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  pada  tahap pemisahan yang dilakukan pada tekanan 35 mmHg,
dapat  diperoleh  sitronelal  dengan  %  AUC mencapai di atas 99%, yaitu pada fraksi II dan III, seperti  ditunjukkan  oleh  Tabel  I  dan  Gambar  4. Dari  spektrum  infra  merah  sitronelal  (Gambar  5) dapat  diidentifikasi  gugus-gugus  fungsi  sebagai berikut: pita serapan dengan intensitas lemah pada 1670 cm -1 atau di dekatnya  yang diakibatkan oleh rentangan  C=C  (Silverstein  dkk.,  1991)  pada spektrum  infra  merah  sitronelal  ini  muncul  pada 1676  cm -1 .  Serapan  pada  831,3  cm - 1  dengan intensitas  medium  diakibatkan  oleh  vibrasi bengkokan keluar bidang dari =C-H. Serapan kuat dan  tajam  pada  1726,2  cm -1 menunjukkan  adanya vibrasi  rentangan  C=O  atau  adanya  gugus karbonil.  Pita  pada  2856  cm -1 dan  2715  cm -1 disebabkan  oleh  rentangan  –C-H.  Serapan  pada 1726,2 cm -1 dan pita pada 2856 cm -1 dan 2715 cm - 1 adalah  bukti  yang  baik  akan  adanya  gugus aldehid  (Silverstein  dkk,  1991).  Pita  pada  2964 cm -1 dan  2916  cm -1 diakibatkan  oleh  vibrasi rentangan  –C-H  simetris  dan  asimetris.  Serapan pada  1379  cm -1 diakibatkan  oleh  vibrasi bengkokan –C-H simetris dari metil.
Gambar 3. Kromatogram minyak sereh wangi yang akan dipisahkan
Jurnal Farmasi Sains dan Komunitas
Tabel 1. Distilat yang diperoleh dari fraksinasi minyak sereh wangi
Distilat Titik didih ( o C), 35 mmHg Berat (g) % AUC sitronelal Fraksi I 40 10 81,30 % Fraksi II 100 30 99,13 % Fraksi III di atas 100 sd 120 180 99,14 %
Ket: Fraksi II dan Fraksi III yang % AUC sitronelalnya hanya terpaut 0,01%.
Gambar 4. Kromatogram distilat minyak sereh wangi. A: fraksi I; B: fraksi II; dan C: fraksi III
Serapan  pada  1456  cm -1 diakibatkan  oleh serapan karena vibrasi bengkokan –C-H asimetris  dari metil yang tumpang tindih dengan serapan  karena  vibrasi  bengkokan  menggunting ( scissoring ) dari –CH 2 -.
Terhadap distilat  minyak sereh wangi  fraksi III  dilakukan  juga  analisis  dengan  GC-MS. Puncak nomor 3 kromatogram GC-MS fraksi III
(Gambar  6)  disimpulkan  sebagai  puncak  dari sitronelal  dengan  mempertimbangkan  spektra massa puncak tersebut (Gambar 7).
Fragmentasi  sitronelal  mempunyai    =  154 sesuai  dengan  massa  sitronelal  dan  mempunyai puncak  dasar  pada  m/z  =  41.  Pola  fragmentasi sitronelal ditunjukkan pada Gambar 8.
WIJAYANTI
Gambar 5. Spektrum infra merah sitronelal (distilat minyak sereh wangi fraksi III)
Gambar 6. Kromatogram GC-MS sitronelal (distilat minyak sereh wangi fraksi III)
Gambar 7. Spektra massa sitronelal sesuai puncak nomor 3 kromatogram GC-MS distilat minyak sereh wangi fraksi III
O CH 3 + O m/z = 154 m/z = 139 rH - H 2 O rH - HCCH m/z = 121 m/z = 95 O m/z = 154 OH m/z = 69 - CH 2 m/z = 55 m/z = 41 - CH 2 - _
Gambar 8. Pola fragmentasi sitronelal

## 4. Kesimpulan
Pemisahan tiga komponen utama minyak sereh wangi,  dapat  dilakukan  dengan  distilasi  fraksinasi pengurangan  tekanan.  Dari  500  g  minyak  sereh wangi, sitronelal diperoleh sebanyak 10 g dengan % AUC  81,30%  dan  210  g  dengan  %  AUC  99,14%. Berdasarkan  %AUC  dari  hasil  isolasi  dapat disimpulkan bahwa isolasi sitronelal dengan metode distilasi fraksinasi pengurangan tekanan
menghasilkan  sitronelal  dengan  kemurnian  yang tinggi.

## Keterbatasan Penelitian
Analisis  kuantitatif  yang  dilakukan  pada penelitian  ini  termasuk  pada  analisis  semi kuantitatif.  Analisis  kuantitatif  lebih  lanjut  perlu dilakukan  dengan  memasukkan  respons  faktor masing-masing  senyawa  yang  terdapat  pada
sampel  atau  dengan  membandingkannya  dengan sitronelal standard.

## Daftar Pustaka
Bauer,  K.,  D.  Garbe,  H.  Surburg,  1997, Common  Fragrance and Flavor Materials,Pre- paration,  Properties  and Uses , Third Edition, Wiley-VCH, Weinheim.
Ferdayanti  dkk.,  2014,  Pemekatan  Sitronelal  Dalam Minyak  Sereh  Wangi  ( Cymbopogon  Nardus  L. )
Dengan Fraksinasi Distilasi dan Identifikasi
Menggunakan  KG-SM, Indonesian  Journal  of Chemical Research , Vol 2 No 1.
Guenther, E., 1990, Minyak Atsiri , Penerjemah S. Ketaren dan R. Mulyono J., Jilid IV A, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.
Idawanni,  2015,  Serai  Wangi  Tanaman  Penghasil  Atsiri  yang Potential,  Balai  Pengkajian  Teknologi  Pertanian  Aceh, http://nad.litbang.pertanian.go.id/ind/index.php/info-
teknologi/712-serai-wangi-tanaman-penghasil-atsiri- yang-potensial diakses tanggal 12 November 2015 Morrison,  1986, Chiral  Compounds ,  Fluka  Chemie  AG, Switzerland.
Muyasarroh,  2012,  Sitronellal  dari  Minyak  Sereh  Wangi dengan Variasi Kecepatan Pengadukan dan Penambahan Natrium  Bisulfit,  Institut  Teknologi  Nasional,  Malang, http://www.scribd.com/doc/91926701/82-279-1- PB#scribd diakses 12 November 2015.
Pine,  1988, Organic  Chemistry ,  Fourth  Ed.,  McGraw-Hill, New York.
Sastrohamidjojo,  H.,  1981, A  Study  of  Some  Indonesian Essential  Oils ,  Disertation,  Universitas  Gadjah  Mada, Yogyakarta.
Wijesekera,  R.O.B.,  1973,  The  Chemical  Composition  and Analysis  of  Citronella  Oil, Journal  of  the  National Science Council of Srilanka , 1, 67-81.
Windholz,  M.,  S.  Budavari,  R.F.,  Blumetti  dan  E.S., Otterbein,  1983, The  Merck  Index ,  Merck  and  Co.,  Inc., Rahway, N.J.