Analisis Kualitatif Ekstrak Buah Jeruk dengan GC / MS

A.    Latar Belakang

Analisis minyak atsiri menawarkan kesempatan menarik, dan instruktif bagi siswa untuk mengeksplorasi berbagai teknik eksperimental dan instrumental. Minyak atsiri ini, yang berasal dari sumber alami, ditemukan di banyak produk rumah tangga, termasuk jus buah, rempah-rempah, komponen rasa (perasa alami) dalam minuman dan produk roti, dan wewangian dalam produk rumah tangga dan banyak pembersih.

 Minyak atsiri yang juga disebut minyak eteris merupakan minyak yang mudah menguap dengan komposisi yang berbeda-beda sesuai sumber penghasilnya. Minyak atsiri bukan merupakan zat kimia tunggal murni, melainkan merupakan campuran zat-zat yang memiliki sifat fisika dan kimia berbeda-beda.

Minyak atsiri dari bagian buah jeruk banyak digunakan sebagai flavoring agent untuk berbagai makanan dan minuman, seperti : minuman beralkohol dan non alkohol, roti panggang, kembang gula, puding, gelatin desert, permen karet, dan bahan obat-obatan. Minyak atsiri ini juga digunakan dalam parfum, kosmetik dan sebagai bahan pewangi sabun. Karenanya produksi dan konsumsi minyak ini juga cukup besar.

Beberapa jeruk telah diteliti sebelumnya, seperti jeruk nipis (Citrus aurantifolia, Swingle) pada kulit buah segar yang diteliti oleh Sinur.I.S (2007), jeruk manis (Citrus reticulate B) pada buah ranum dan setengah ranum oleh Melya Utami, (2007) dan penelitian jenis jeruk lainnya melalui proses yang sama yaitu penyulingan uap.

Kebutuhan minyak atsiri meningkat terus seiring dengan kegunaan yang makin beragam dari minyak atsiri. Dalam hal ini penulis ingin meneliti tentang salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yaitu jeruk dengan alasan untuk memanfaatkan buah jeruk. Dengan demikian, buah jeruk dapat dijadikan sebagai sumber minyak atsiri.

Terpene, misalnya limonene, dan terpenoid, misalnya neral atau geranial (isomer citral E dan Z,) dapat ditemukan di kantung minyak yang terletak di luar, bagian berwarna atau flavedo dari kulit buah jeruk. Minyak atsiri ini mungkin terisolasi melalui berbagai metode, seperti tekanan dingin, uap distilasi, atau ekstraksi. Dengan demikian, isolasi dan analisis minyak atsiri ini menyajikan kesempatan untuk memperkenalkan siswa terhadap berbagai teknik laboratorium. Selain itu, membantu membiasakan mereka dengan teori yang penting mengenai kromatografi gas dan spektrometri massa.

Berdasarkan hal tersebut di atas, peneliti tertarik untuk melakukan pemeriksaan yang meliputi karakterisasi simplisia, isolasi serta analisa komponen minyak atsiri secara Gas Chromatography-Mass Spectrometer (GC-MS) dari buah jeruk dengan membandingkan buah segar dan kering melalui proses yang berbeda dari jenis jeruk lainnya yaitu penyulingan air.

B.     Kromatografi Gas

Kromatografi Gas (GC) merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran. Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah kompleks.

Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau “mobile phase”) adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reactive seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian darisistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (atau “aerograph”, ”gas pemisah”).

Kromatografi gas yang pada prinsipnya sama dengan kromatografi kolom (serta yang lainnya bentuk kromatografi, seperti HPLC, TLC), tapi memiliki beberapa perbedaan penting. Pertama, proses memisahkan compounds dalam campuran dilakukan antara stationary fase cair dan gas fase bergerak, sedangkan pada kromatografi kolom yang seimbang adalah tahap yang solid dan bergerak adalah fase cair. (Jadi, nama lengkap prosedur adalah “kromatografi gas-cair”, merujuk ke ponsel dan stationary tahapan,masing-masing.) Kedua, melalui kolom yang lolos tahap gas terletak di sebuah oven dimana temperatur gas yang dapat dikontrol, sedangkan kromatografi kolom (biasanya) tidak memiliki kontrol seperti suhu. Ketiga, konsentrasi yang majemuk dalam fase gas adalah hanya salah satu fungsi dari tekanan uap dari gas.

Kromatografi gas juga mirip dengan pecahan penyulingan, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan titik didih (atau tekanan uap) perbedaan. Namun, pecahan penyulingan biasanya digunakan untuk memisahkan komponen campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan pada skala yang lebih kecil (yakni microscale).

C.    Metode

Metode ekstraksi yang digunakan adalah modifikasi dari metode yang sebelumnya dilaporkan oleh Garner. Setelah memilih buah jeruk yang tepat, kulit diparut menggunakan tekstur terbaik dari parutan keju. Pengolahan dilakukan pada kisi-kisi dari buah jeruk. Penting untuk memarut hanya flavedo, bagian berwarna dari kulitnya, dan menghindari abrading Albedo, atau bagian putih dari kulit bagian dalam. Hal ini juga penting untuk menghindari pengelupasan pulp untuk menghindari kontaminasi air yang berlebihan. Sekitar 2,5 g kulit parutan halus ditempatkan pada saluran separasi 125 mL. Kulit itu kemudian diekstraksi tiga kali dengan 7 mL pentana selama interval 10-menit. (Pentana digunakan untuk ekstraksi bertentangan dengan heksana yang lebih tinggi karena pentana bisa lebih mudah dihilangkan dengan penguapan tanpa risiko oksidasi dari ekstrak terpene.) Ekstrak gabungan tersebut kemudian dikeringkan dengan natrium sulfat anhidrat (sekitar 1 g) selama 15 menit. Larutan yang dihasilkan disaring melalui corong serbuk yang mengandung kapas untuk memastikan penghapusan lengkap dari natrium sulfat. Ekstrak kemudian dipindahkan ke sebuah gelas kimia 50 mL, dan penghapusan pelarut dilakukan dengan api kecil, suhu 35°C, (pasir mandi, di lemari asam) dengan menggunakan aliran udara yang sangat kecil untuk menghindari penguapan komponen mudah menguap dari minyak atsiri jeruk. Setelah penguapan pentana, minyak atsiri ditimbang dan pemulihan persen dihitung. Hasil protokol ekstraksi adalah antara 30 dan 130 mg minyak (1,2-5,0% pemulihan, berdasarkan pada massa awal kulit yang digunakan selama ekstraksi).

Analisis Kromatografi Gas Ekstrak Buah Jeruk. Minyak mentah jeruk diencerkan dengan 1,0 mL diklorometana, dan 0,25 uL larutan yang dihasilkan disuntikkan (injeksi split, 92:1) ke GC / MS. Interval waktu antara penguapan dan injeksi diminimalkan untuk mencegah oksidasi minyak atsiri.

D.    Hasil dan Diskusi

Semua terpene minyak jeruk dan terpenoid diidentifikasi menggunakan total rata-rata spektrum massa ion, dikoreksi dan dibandingkan secara langsung ke database spektrum massa NIST. Selain itu, sampel yang diperoleh dari tekanan dingin kulit buah jeruk (jeruk dan lemon, milik Petani Sunkist) dianalisis menggunakan metode ini, dan kromatogram yang berkorelasi terhadap kromatogram diperoleh dari Laboratorium Analitik Sunkist. Identitas komponen berdasarkan pada perbandingan menggunakan database NIST, serta waktu retensi, dalam rangka untuk mengidentifikasi komponen terpenoid secara akurat. Ringkasan dari terpene dan terpenoid diamati, waktu retensinya, dan terjadinya dalam buah jeruk tertentu dirangkum di bawah pada Tabel 2. Harap dicatat bahwa variasi musiman, tahap kematangan, dan asal-usul geografis dari buah jeruk dapat mengakibatkan variasi persen pemulihan total ekstrak terpene, jumlah relatif terpene yang diamati, dan kemungkinan terjadinya terpene.

Instrumentasi dan Kondisi. Semua sampel dianalisis menggunakan kromatografi gas Shimadzu GC-17A ditambah dengan detektor massal selektif QP5000. Parameter dimasukkan dan data dianalisis menggunakan fitur pencarian perangkat lunak pendukung untuk melakukan perbandingan spektrum massa dalam database. Melakukan analisis " nyata" dalam menentukan identitas masing-masing komponen, namun, akan sangat tergantung pada ketersediaan instrumen dan pendaftaran siswa di bagian laboratorium tertentu.

E.     Kesimpulan

Protokol ekstraksi biasanya selama total 1,5 jam sampai selesai, dan masing-masing GC umumnya selama total 11 menit untuk semua terpene dan terpenoid yang terdeteksi untuk mengelusinya dari kolom. Dengan demikian, diprediksi bahwa menjalankan percobaan ini dalam hubungannya dengan percobaan lain memakan waktu pendek atau penggunaan waktu tambahan untuk menyelesaikan percobaan minggu sebelumnya. Protokol ekstraksi dan analisis ini cocok untuk berbagai teknik analisis, tergantung pada detektor yang tersedia (TCD, FID, atau MS). Analisis data GC mahasiswa terhadap ekstrak buah jeruk dapat dibuat berdasarkan pada titik didih, perbandingan waktu retensi, atau dengan perbandingan kromatogram massa yang ada dalam NIST atau program database.