Minyak Kemukus (Piper Cubeba L.f)

Minyak Kemukus (Piper Cubeba L.f)

Pendahuluan

Kemukus (piper cubeba L.f) tumbuh di bawah naungan naungan pohon kopi, kakao dan randu. Buah kemukus diperoleh ketika sudah berumur tiga tahun, berbenatuk seperti lada, diujung buah terdapat ekor sehingga sering disebut buah berekor. Kemukus tumbuh baik pada ketinggian 300 dpl, banyak ditemukan di daerah Purbalingga, Banyumas, Temanggung dan Semarang (Rusli, 2010).

Gambar 1. Tanaman dan Buah Kemukus (www.indonework.co.id)

Minyak atsiri dari kemukus berwarna kuning pucat (gambar 2), diperoleh melalui penyulingan (distilasi uap) buah yang siap panen, kering dan berwarna hitam.

Gambar 2. Minyak kemukus (www.indonetwork.co.id)

Kemukus adalah salah tumbuhan penghasil minyak atsiri utama dari Indonesia. Minyak kemukus dengan nama pasaran cubeb oil adalah minyak atsiri yang berfungsi sebagai bahan baku pembuatan makanan, minuman, perasa, sabun, deterjen, parfum dan bahan baku obat-obatan (Departemen Perdagangan, 2011).

Minyak Atsiri dalam Kemukus

Minyak kemukus adalah penghasil minyak atsiri yang didominasi oleh senyawa terpen (gambar 3), yang tersusun oleh molekul isopren,(C₅H₈)_n. Jika n molekul isopren adalah 2 disebut monoterpen (C₅H₈)₂, sesquiterpen memiliki 3 molekul isopren (C₅H₈)₃. Terpen oxygenat mengandung senyawa okisgen dalam rantai karbon penyusunnya.

(a) (c)	(b) (d)

Gambar 3. Senyawa Terpen : (a) Isopren, (b) monoterpen : a-pinen, (c) monoterpen oxygenat : cis-sabinen, (d) sesquiterpen : β-caryophyllen

Kemukus mengandung minyak atsiri, seskuiterpen, asam kubebat, zat pahit kubebin, piperina, piperidin, zat pati, gom dan resin. Sedangkan minyaknya mengandung terpen, δ-sabinen, dipenaten, sineol, δ -terpenol, kadinen, kadinol, derivat seskuiterpen. Setiap tahun pasar dunia seperti Eropa, India, China, Jepang, dan AS membutuhkan sekitar dua juta ton kemukus untuk bahan baku kosmetik, bumbu masak, farmasi, dan obat tradisional. (Departemen Pertanian, 2007).

Bos, dkk (2007) telah melakukan hidrodistilasi buah matang dan daun kemukus (piper cubeba) asal Tulungagung, Jawa Tengah. Hasil hidrodistilasi menghasilkan yield yang berbeda, masing-masing yaitu 11.8 % (w/w) dan 0.9 % (v/w). Berdasarkan analisa komponen produk hidrodistilasi, buah mengandung minyak atsiri 59.6 % (103 komponen) sedangkan daun 77.9 % (62 komponen). Minyak yang terdapat dalam buah dan daun tersebut mengandung monoterpen masing-masing 16.8 % dan 17.0 %. Monoterpen oxygenat adalam buah dan daun masing-masing adalah 3.6 % dan 10.6 %. Sesquiterpen utama dalam buah 23.7 %  dan daun 30.9 %. Sesquiterpen oxygenat pada buah dan daun masing-masing 15.5 % dan 18.6 %. epi-cubebol pada buah dan daun masing-masing adalah 4.6 % dan 4.2 % dan cubebol (gambar 4) masing-masing 5.6 % dan 4.8 %. Kedua komponen tersebut merupakan sesquiterpen utama dalam minyak kemukus. Senyawa cubebol (cubeb oil) adalah komponen perasa yang menimbulkan rasa dingin dalam mulut. Komponen lainnya adalah guaiol (2.9%) dalam buah, γ -cadinol (2.7%) dan α-cadinol (1.9%) dalam daun.

Gambar 4. Cubebol

Lawrence (1980) mengidentifikasi sampel komersial buah kemukus Indonesia dan menemukan bahwa senyawa terpen utama dalam minyaknya adalah α-copaen (10.4%), β-cubeben (11.0%) dan cubebol (10.0%), dimana cubenol dan epi-cubenol adalah 3.5%.

Minyak kemukus secara umum didominasi oleh kumpulan senyawa terpen walaupun dinamakan cubeb oil. Kumpulan senyawa terpen tersebut adalah senyawa karbon yang memiliki gugus alkil bercabang dan ikatan rangkap tunggal cukup besar. Oleh karena itu komponen terpen dalam minyak kemukus merupakan salah satu sumber alternatif produksi senyawa biohidrokarbon.

Minyak Kemukus sebagai Sumber Biohidrokarbon

Pengulangan gugus isopren yang mengandung beberapa cabang (alkil) dan melalui hidrogenasi total ikatan rangkap (unsaturated) akan menghasilkan bahan bakar yang memiliki sifat lebih unggul dibanding bahan baku yang lain. Permasalahan yang muncul saat ini adalah perlunya peningkatan salah satu parameter bahan bakar namun parameter yang lain masih memenuhi standar bahan bakar yang berlangsung di suatu negara. Sebagai contoh adalah permasalahan titik tuang dan titik awan biodiesel apabila digunakan di daerah yang memiliki empat musim seperti di Eropa. Upaya yang telah dilakukan adalah dengan melakukan reaksi hidrogenasi parsial untuk menghasilkan ikatan rangkap tunggal (monounsaturated).

Bahan bakar diesel adalah bahan bakar dengan kandungan senyawa hidrokarbon C₁₃-C₁₇. Bahan bakar diesel menghendaki adanya gugus iso-alkana untuk meningkatkan titik tuang dan titik beku, terutama untuk daerah-daerah yang memiliki musim dingin. Setana (C₁₆) merupakan senyawa standar penentuan angka setana bahan bakar diesel dengan angka setana 100, namun hanya memiliki titik beku 18 ⁰C. Salah satu cara untuk menurunkan titik beku tersebut adalah dengan mengisomerisasi atau mengalkilasi hingga terbentuk senyawa bercabang. Biohidrokarbon dari senyawa terpen tidak memerlukan proses lanjutan karena langsung menghasilkan bahan bakar diesel dengan titik beku jauh lebih rendah.

Bahan bakar seperti bensin yang umum digunakan saat ini adalah bahan bakar dengan kandungan iso-alkana 25-40 %. Untuk meningkatkan karakteristik bensin merujuk ke standar yang ada, maka upaya untuk menurunkan titik beku bensin dengan angka oktan tinggi adalah menambahkan senyawa iso-alkana dalam jumlah yang lebih besar dan sifat yang lain masih memenuhi standar. Jenis bahan bakar lain seperti avtur juga membutuhkan campuran dari berbagai hidrokarbon yang mendukung terbentuknya bahan bakar dengan karakteristik unggul. Komposisi bahan avtur didominasi oleh senyawa alkana, terutama n-alkana dan isoalkana. Selain kedua komponen tersebut, alkana siklis juga dibutuhkan dalam jumlah lebih kurang 20 % seperti yang dilaporkan Colket (2007).

Pemanfaatan terpen sebagai salah satu komponen untuk memperoleh bahan bakar dengan karakteristik lebih baik telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya. Salah satunya dalam rangka menghasilkan bahan bakar dengan densitas lebih tinggi. Meylemans (2012) menggunakan senyawa terpen α-pinen, camphen, limonen dan terpentin untuk menghasilkan bahan bakar tersebut. Sebagai contoh yang dilaporkan dalam penelitiannya adalah β-pinen di-isomerisasi/dimerisasi, kemudian dihidrogenasi untuk menghasilkan hidrokarbon dengan densitas lebih baik (gambar 5). Bahan bakar yang dihasilkan berada termasuk dalam klasifikasi bahan bakar jet, diesel dan kendaraan taktis.

Gambar 5. Isomerisasi/Dimerisasi β –pinen

Gambar 6. Konversi Bioisopren dalam Reaksi Metatesis Minyak Bumi

McAuliffe (2015) baru-baru ini memanfaatkan isopren dan turunannya sebagai bahan baku campuran isoprene dari minyak bumi untuk menghasilkan berbagai jenis bahan bakar yang memiliki sifat lebih baik (Gambar 6). Isopren dari minyak bumi memiliki pengotor dan biaya yang dibutuhkan untuk menghilangkan tersebut pengotor cukup besar. Oleh karena itu isopren hasil biosintesis (bioisopren) kemudian dijadikan sumber lain dalam rangka meningkatkan sifat bahan bakar yang dihasilkan. Bioisopren dikontakkan dengan katalis dalam reaksi metatesis untuk menghasilkan senyawa olefin kemudian dihidrogenasi parsial menjadi senyawa alkana. Produk yang dihasilkan adalah alkana C₇-C₁₅ tergantung kompleks logam yang terlibat sebagai dalam reaksi metatesis.

Kesimpulan

Berdasarkan contoh-contoh diatas dapat diperoleh kesimpulan bahwa pemanfaatan senyawa terpen yang diperoleh dari minyak kemukus adalah satu bahan baku potensial untuk menghasilkan berbagai jenis bahan bakar dengan karakteristik lebih unggul dibanding bahan baku yang lain tanpa memerlukan reaksi lanjutan.

Daftar Pustaka

Bos, R., Woerdenbag, H., J., Kayser, O., Quax, W.J., Ruslan, K. dan Elfami, 2007, Essential Oils Constitutents of Piper Cubeba L.f fils. from Indonesia, J. Essent. Oil, 19, hal 14-17.

Colket, M., 2007, Development of an Experimental Database and Kinetic Models for Surrogate Jet Fuels, hal. 1-21.

Departemen Perdagangan 11, 2011, Indonesia Essential Oil ; The Scent Of Natural Life, Cetakan pertama, hal. 19, Jakarta

Departemen Pertanian, 2013, Tanaman Kemukus, The dan Kopi, online : http://ditjenbun.pertanian.go.id/tanregar/berita-210-tanaman-kemukus-teh-kopi-.html, Jakarta. diakses 11 April 2015

Lawrence, B., M., 1980, Progress in Essential Oils, Flavor, Edisi 5, hal. 27-32.

Meylemans, H., A., Quintana, R., L. dan Harvey, B., G., 2012, Efficient conversion of pure and mixed terpene feedstocks to high density fuels, hal 560-568.

McAuliffe, J., C., 2015, Fuel Composition Comprising Isoprene Derivative, Patent US8933282 B2.

Rusli, M., S., 2010, Sukses Memproduksi Minyak Atsiri, Cetakan Pertama, hal. 45-46, Jakarta.

Wijaya, W., Minyak Kemukus, online : http://www.indonetwork.co.id/ pt_putera_j_persada/3652546/cubeb-oil-minyak-kemukus.htm, Jakarta, diakses 11 April 2015