Industri Parfum Dan Perasa

Pengumpulan 1 Rabu, 26 November 2014

Industri Pengharum (Parfum) dan Perasa Disusun untuk memenuhi Tugas Proses Industri Kimia Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Chandrawati Cahyani, M.S.

Riska Amelia Septyarini (135061101111034) Kelas B

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2014 Industri Parfum dan Perasa I.

Industri Parfum

Proses pembuatan bahan pewangi (fragrances) semakin berkembang, dari yang menggunakan bahan-bahan tradisional hingga yang dapat menggunakan bahan-bahan sintetik yang menghasilkan bau lebih bervariasi. Bahan pewangi (fragrances) memiliki peran terbesar dalam industri kosmetik, sabun, dan detergen. Bahan tersebut ditambahkan untuk menutupi, menetralisir, dan mengubah bau dari suatu produk atau memberi aroma untuk produk yang tidak berbau. Parfum dapat didefinisikan sebagai campuran yang mengandung berbagai senyawa yang berbau harum yang dilarutkan dalam pelarut tertentu. Kata parfum berasal dari bahasa latin “perfumare” yang berarti mengisi dengan asap. Istilah ini muncul sesuai dengan bentuk aslinya yaitu sebagai dupa yang dibakar. Awalnya, semua produk yang digunakan dalam parfum berasal dari bahan alami. Namun saat ini, bahan yang digunakan berasal dari kombinasi bahan sintetis dan bahan alami, sehingga harga parfum dapat lebih murah tetapi dengan tetap menjaga bau dari parfum alami. Penggunaan bahan sintetik tanpa bahan alami pada parfum tidak efektif, karena parfum akan lebih kasar dan akan mengandung banyak zat pengotor. Bahan dasar pembuatan parfum adalah pelarut, fiksatif, dan senyawa yang dapat menghasilkan bau harum : Pelarut Dalam industri parfum, pelarut digunakan untuk membawa atau melarutkan bahan-bahan pembuat parfum. Pelarut yang biasa digunakan adalah campuran etil alkohol dan air dengan konsentrasi tertentu, bergantung pada kelarutan minyak yang ada pada parfum. Pelarut ini memiliki sifat yang mudah menguap, tidak bereaksi dengan zat terlarut, dan tidak mengiritasi manusia. Namun, alkohol memiliki aroma alami yang dapat mengganggu aroma yang diinginkan sehingga dapat dihilangkan dengan cara penambahan getah kapur barus atau resin fiksatif lainnya dan dibiarkan selama satu atau dua minggu, hingga menghasilkan alkohol yang tidak berbau. Fiksatif Fiksatif merupakan suatu senyawa yang memiliki daya penguapan yang lebih rendah daripada minyak pada parfum yang dapat memperlambat laju penguapan dari komponen parfum lain. Hal tersebut dikarenakan sebagian parfum mengandung bahan yang cepat menguap, sehingga aroma parfum akan menyebar dimanapun. Fiksatif dapat dibuat dari sekresi hewan, resin, esensial oil, atau dari bahan sintetik. Sebagian fiksatif dapat mempengaruhi bau yang dihasilkan pada produk akhir. Macam-macam fiksatif adalah sebagai berikut: a. Fiksatif dari hewan

Saat ini fiksatif dari hewan yang banyak digunakan adalah castor atau castoreum, yaitu senyawa berwarna kuning kecoklatan hasil dari sekresi berang-berang. Komponen yang berbau harum pada minyak dari castor ini adalah benzil alkohol, asetofenon, l-borneol, dan castorin. Civet, merupakan senyawa lemak yang disekresikan oleh kucing civet. Civet mengandung skatole yang berbau tidak harum. Tetapi bau tersebut dapat dihilangkan dengan proses pengenceran dan penuaan (aging) hingga terbentuk bau harum dari civetone, yaitu senyawa siklik dari keton. Musk, merupakan senyawa hasil sekresi dari rusa jantan. Musk memiliki bau harum yang berasal dari senyawa siklik keton yang disebut muskon. Ambergris, merupakan fiksatif yang dibuat dari sekresi ikan paus. Ambergris tersusun dari 80-85% amberin (triterpenic tricyclic alcohol) yang berperan sebagai zat perekat serta 12-15% minyak ambergris sebagai komponen aktif. b. Fiksatif dari resin Resin fiksatif merupakan fiksatif yang terbuat dari sekresi beberapa tumbuhan, seperti myrrh, kapur barus, labdanum, balsam, dan terpen. Senyawa-senyawa tersebut ditambahkan ke dalam larutan parfum dengan cara dilarutkan. Jika pelarutan ditambahkan pada keadaan dingin, maka campurannya disebut tincture. Sedangkan apabila dibutuhkan panas untuk membuat campuran disebut sebagai infusion. Salah satu contoh soft resin yang paling penting adalah labdanum. Ekstrak getah dari tanaman tersebut mengandung senyawa ambergris, sehingga memiliki nilai fiksatif yang baik. c. Fiksatif dari minyak esensial Beberapa minyak esensial memiliki sifat fiksatif yang baik sesuai bau yang ditimbulkannya. Contohnya adalah vertiver, patchouli, sandalwood, dan orris. Minyak-minyak tersebut memiliki titik didih lebih tinggi daripada minyak normal yaitu sekitar 285-290°C. d. Fiksatif sintetik Ester yang memiliki titik didih tinggi dan tidak berbau dapat digunakan sebagai bahan pengganti fiksatif yang berasal dari hewan, seperti gliseril diasetat yang memiliki titik didih 259°C, etil phtalate (titik didih 295°C), dan benzil benzoat (titik didih 323°C). Bahan Pengharum Zat pengharum yang digunakan dalam industri parfum terdiri atas 3 bahan utama, yaitu esensial oil, isolates, dan bahan kimia sintetik dan semisintetik. 1. Esensial oil, merupakan minyak pengharum yang bersifat volatil dan berasal dari ekstrak tumbuh-tumbuhan. Minyak esensial diproduksi oleh tumbuhan sebagai hasil metabolisme untuk fertilisasi atau perlindungan diri terhadap musuh. Secara umum, minyak esensial bersifat tidak larut dalam

air dan larut dalam pelarut organik, tetapi beberapa minyak esensial dapat larut di dalam air untuk menghasilkan bau pada larutan. Senyawa-senyawa yang terdapat pada esensial oil adalah: - Ester, seperti asam salisilat, benzoat, asetat, dan sinamat. - Alkohol, seperti linalool, geraniol, citronellol, dan menthol. - Aldehida, seperti citral, citroneol, benzaldehid, dan vannilin - Asam, serpert benzoat, sinamat, isovalerat, dan miristik. - Fenol, seperti thymol, carvacrol, eugenol. - Keton, seperti menthone, irone, camphor, carvone, dan fenchone. - Lakton, seperti coumarin. - Terpene, seperti pinena, kamfena, limonena, dan cedrena. - Hidrokarbon, seperti stirena. Minyak esensial biasanya terdapat pada seluruh bagian tanaman, seperti tunas, bunga, daun, batang, buah, biji, dan lain-lain. minyak tersebut dapat diambil dari tanaman dengan beberapa cara. Cara pertama adalah dengan metode distilasi yang menggunakan uap atau steam tetapi minyak tertentu dapat terpengaruh oleh suhu. 2. Isolates, merupakan senyawa kimia murni yang berasal dari minyak esensial atau bahan parfum alami lainnya. Contohnya adalah eugenol dari minyak cengkeh, pinene dari terpentin, anethole dari minyak adas manis, dan linalool dari minyak linalool (bois de rose). 3. Bahan kimia sintetik dan semisintetik Bahan pembuatan parfum saat ini banyak menggunakan bahan-bahan sintetik. Penggunaan bahan sintetik ini memiliki keunggulan yaitu harganya yang murah, sehingga saat ini komposisi bahan sintetik pada parfum adalah melebihi 50%. Proses pembuatan bahan sintetik tersebut menggunakan beberapa proses yaitu sebagai berikut: - Proses Kondensasi Senyawa coumarin terdapat dalam biji tonka dan 65 tanaman lainnya, tetapi untuk kepentingan ekonomi, diperoleh dari sintesis. Coumarin dimanfaatkan sebagai agen pengikat, meningkatkan kualitas untuk essential oils dan produk tembakau serta sebagai masking agent terhadap aroma yang tidak diharapkan suatu produk industri. Produk sintetis (coumarin) dibuat dengan beberapa metode reaksi sebagai berikut : 1. Metode pemanfaatan reaksi Perkin

Aldehidsalisilat, asetat anhidrit dan natrium asetat direfluks pada suhu 135 hingga 155 oC. Campuran reaksi tersebut didinginkan dan

dicuci. Coumarin diperoleh dengan cara solvent extraction (ekstraksi menggunakan pelarut tertentu) atau dengan metode distilasi. 2. Metode Hassman-Reimer Metode ini memanfaatkan o-kresol sebagai bahan dasar preparasi dimana asam-3-coumarin-karboksilat dihasilkan sebagai intermediet. Difenil oksida atau eter digunakan dalam jumlah banyak dalam industri sabun dan perfume karena memiliki stabilitas yang sangat baik dan aroma geranium yang kuat. Difenil oksida diperoleh dari hasil samping industri pembuatan fenol dari klorobenzene dan soda kaustik seperti persamaan reaksi berikut : Ionon dan senyawa homolognya memiliki aroma tipe violet yang merupakan penyusun dari violet perfumes. Akan tetapi, komposisi yang dibuat tidak bisa menghasilkan parfum yang baik karena hanya mengandung ionon dengan persentase yang sangat kecil. Karena harga dari minyak alami yang tinggi, Ionon menjadi pewangi pertama yang disintesis walaupun hanya ditemukan pada beberapa tumbuhan. Sifat aroma dari ionon dihasilkan dari keberadaan senyawa dl-α-ionon dan β-ionon. Prosedur manufakturnya melibatkan dua langkah utama: a. Pseudo-ionon dipersiapkan melalui kondensasi sitral yang

diperoleh dari minyak sereh. Setelah itu di penutupan dari gugus asam menjadi cincin yang kemudian dimurnikan dengan distilasi. Biasanya Ionon yang dihasilkan adalah campuran dengan satu kandungan utama, namun terkadang proses pemisahan masih meloloskan senyawa bisulfite.

b. Cinnamic aldehid memiliki aroma sinnamon (kayu manis).

Senyawa ini dapat tereduksi menjadi asam sinnamik sehingga

harus dilindungi dari oksidasi. Aldehid ini dapat diperoleh melalui sintesis antara campuran benzaldehid dan asetaldehid dengan katalis alkali sebagaimana reaksi:

Produk tersebut dan sebagian besar produk fragrance lainnya harus dipurifikasi, misalnya melalui fraksionasi vakum. - Proses Esterifikasi  Benzil benzoate memiliki wangi aromatic yang tidak menyengat, mendidih pada suhu 323-324°C dan merupakan fiksatif serta bahan penambah rasa. Bahan ini terbentuk secara alami dalam balsam, tetapi disiapkan secara komersial dengan proses esterifikasi dari asam benzoate dengan benzyl alkohol atau dengan reaksi Cannizzaro dengan benzaldehid. Benzil asetat dengan esterifikasi benzyl alkohol dibuat dengan memanaskan asetat anhidrat atau asam asetat secara berlebih dengan asam mineral. Produknya dimurnikan dengan penambahan asam borat dan didistilasi sehingga memberikan kemurnian 98%. Benzil alkohol biasanya digunakan dalam pembuatan obat, vernis, dll. Alkohol ini memiliki wangi yang lebih lemah daripada esternya yang dapat dibuat dengan menghidrolisis benzyl klorida.  Dua ester yang dihasilkan dari asam salisilat (o-hidroksi asam benzoat), yaitu amil salisilat digunakan sebagai parfum dan metil salisilat digunakan sebagai bahan perasa. Kedua ester tersebut dipersiapkan melalui: Karbon dioksida dan natrium phenate direaksikan di bawah tekanan normal untuk menghasilkan garam asam fenilkarbonat. Garam ini kemudian diisomerisasi menjadi natrium salisilat melalui pemanasan mencapai 120 hingga 140 oC. Ester terbentuk dari asam dan alkohol yang sesuai. - Proses Grignard Phenylethyl alcohol mempunyai wangi menyerupai bunga mawar yang didapat dari minyak mawar. Senyawa ini merupakan cairan minyak dan banyak digunakan dalam pembuatan parfum. Senyawa ini dapat dibuat dengan beberapa prosedur, pada umumnya reaksi Grignard sebagai berikut :

Selain itu, Phenylethyl alcohol juga dapat dibuat dengan reaksi dan diagram alir yang dinamakan dengan reaksi Friedel-Crafts sebagai berikut:

-

Hidrogenasi Proses hidrogenasi dilakukan pada pembentukan citronellal dari citronellol dengan katalis nikel pada tekanan 1375 KPa. Adapun reaksinya sebagai berikut:

-

Proses Nitrasi Artificial musks merupakan salah satu produk yang tidak termasuk dalam minyak alami dimana memiliki aroma yang berasal dari senyawa macrocylic. Nitro musks memiliki nilai ekonomi dan nilai jual yang lebih mahal dibandingkan dengan fiksatif alami dan lebih dari 90.000 Kg musk xylene menjadi bahan pembuatan parfum. Adapun beberapa reaksi penting pada Artificial musks antara lain: a.

Musk Ambrette

b.

Musk Xylene dan Musk Ketone

-

Proses Oksidasi

Vanilin merupakan salah satu aroma yang paling sering digunakan. Vanilin digunakan dalam memberikan bau pada parfum dan dikenal sebagai agen penghilang bau yang baik.

Beberapa proses pembuatan vanilin antara lain: a.

Dengan membentuk eugenol dari minyak cengkeh yang kemudian membentuk isoeugenol dengan mengoksidasi vanillin menggunakan nitrobenzene sesuai mekanisme reaksi sebagai berikut:

b.

Dengan membentuk lignin yang direaksikan dengan alkali bertekanan 900-1400 KPa dengan waktu pemasakan 30 menit hingga 1 jam. Vanillin dimurnikan dengan senyawa sodiumbisulfite dan ekstraksi menggunakan benzene atau isopropanol dengan diagram alir sebagai berkut :

Gambar 1. Pembuatan vanillin dengan pembentukan lignin

c. Dari phenol atau o-chloronitrobenzene yang membentuk guaiacol -

Micellaneous Process Aspartam, 1-aspartyl-1-phenylalanine mempunyai rasa 200 kali lebih manis dari gula. Saat ini, aspartame dapat digunakan dalam beberapa makanan dan minuman ringan. Aspartame merupakani satu-satunya pemanis non gizi yang diterima dipasaran. Namun, aspartame sangat tidak stabil pada panas dan cairan, tetapi akan menyimpan rasa manis pada minuman ringan hingga 6 bulan. Terpineols merupakan salah satu bahan sintesis untuk bahan perasa. Terpineols dibuat dengan turpentine oil yang sebagian besar dari pinus.

Terpineols diproduksi secara langsung dari pinus yang bereaksi dengan asam sulfat dan aseton selama enam jam pada suhu 35 – 40 oC. Produk yang dihasilkan, dimurnikan dengan distilasi fraksional. Selain Terpineols juga ada terpin hydrate. Pemurnian terpin hydrate lebih mudah dari terpineol. Terpin hydrate terbentuk oleh reaksi pinus dengan mengencerkan asam sulfat dan sebuah agen emulsi. Pemurnian hidrat merupakan dehidrasi untuk terpineol oleh oksigen asam karboksilat.

II.

Industri Perasa

Pada dasarnya, rasa yang dapat dirasakan oleh indra perasa adalah manis, asin, asam, dan pahit. Industri perasa mengombinasikan keempat rasa tersebut menjadi kombinasi rasa yang tepat. Perasa yang baik adalah perasa alami yang mampu diubah dan diperkuat secara sintetik apabila diperlukan. -

Natural Fruit Concetrates (Sari Buah Alami) Untuk membuat rasa buah diperlakukan dengan cara berbeda, dikarenakan besarnya kadar air dan gula dalam buah, dan bahannya mudah terfermentasi, sehingga membutuhkan proses khusus, seperti:  Distilasi dan ektraksi buah. Buah yang telah masak dihancurkan. Lalu dilakukan distilasi uap hingga semua aromanya terkonsentrasi dalam sebagian kecil cairan distilat. Bagian tersebut kemudian diekstraksi dengan eter petroleum menggunakan titik didih rendah. Eter tersebut kemudian dihilangkan dalam kondisi vacuum sehingga menyisakan essence atau saripati dari buah yang digunakan.  Ekstraksi sari buah. Buah yang telah disaring langsung diekstraksi tanpa didistilasi sebelumnya. Kadang sari buahnya sedikit difermentasi sebelum diekstraksi untuk menghasilkan rasa yang penuh.  Konsentrasi dari sari buah. Buah yang telah difilter dikonsentrasikan dalam evaporator vacuum dengan pemanasan derajat rendah sampai air lebih banyak menguap sehingga konsentrasi gulanya cukup tinggi untuk menghambat pertumbuhan bakteri (60%). Jenis konsentrasi ini sering dijadikan “selai”. Cara lain yang digunakan yaitu dengan freezing. Setelah cukup mengurangi temperaturnya, bubur es air murni difiltrasi dan bagian konsentrasi sari buah didinginkan dan difiltrasi kembali hingga diperoleh kekuatan (kepekatan konsentrasi) yang diperlukan.

-

Vanilla Vanilla bean merupakan buah tak matang dari anggrek Vanilla planifolia dan ditanam merambat pada pohon. Kulitnya diambil ketika ujung buahnya mulai berubah dari warna hijau menjadi kuning dan memiliki bau yang tidak enak. Kulit hijaunyanya telah melalui treatmen curing selama 3-5 bulan, sehingga kacangnya menjadi liat, berkilau, dan berwarna gelap, baunya menjadi penuh dan kaya. Treatmen tersebut dapat meninggalkan kristal aromatik pada bagian luar kacangnya. Glukosida glucovanilin yang terdapat dalam kacang difermentasi dan terpisah jadi glukosa, vanilin dan aromatik lain. Zat yang terkandung dalam kacang vanilla adalah asam anisat, alkohol, aldehida, asam vanillat, asam cinnamat dan esternya, vanillin, etil vanilin.

-

Cokelat dan cocoa. Kulit kacang kakao akan terbuka dan bubur encer yang berisi biji difermentasi dalam kotak selama 2-7 hari, yang bertujuan untuk mencairkan buburnya, membunuh embrionya (46ºC), mengurangi kekerasan kacangnya, membebaskan theobromine dari glukosida, dan mengurangi kandungan zat tannin. Fermentasi ini dibutuhkan untuk menghasilkan rasa pada produk akhirnya. Kacang yang telah difermentasi dikeringkan dan dikirim ke pusat produksi. Kacang dipanaskan dalam rotary roaster pada suhu sekitar 105-120ºC, untuk menghasilkan rasa dan aroma cokelat yang sebenarnya dan menghilangkan tannin dan bahan volatile seperti asam butirat dan asetat, dsb. Kacang yang dipanggang didinginkan dengan cepat untuk mencegah terjadinya overroasting, kemudian dipecahkan menggunakan conical mill, kemudian dipisahkan dengan aliran udara pemisah. Produknya dikenal sebagai cacao nibs. Cara modern digunakan untuk mengubah cacao menjadi cokelat, yaitu dengan menggiling gula pada sirkuit disintegerator tertutup dan nibs digiling dalam 2 tahap pemisahan air dingin menggunakan disk mill dengan sirkuit tertutup. Keduanya kemudian dicampurkan, menghasilkan produk lembut yang seragam. Pastanya dilewatkan concher, menggunakan sabuk granite. Cara ini akan mengurangi ukuran partikel rata-rata menjadi 1µm. Kemudian dipanaskan menggunakan uap pada suhu 57ºC atau dapat juga pemanasan sendiri oleh gesekan (50ºC). Pembuatan susu cokelat dengan menambahkan susu segar atau susu bubuk ke dalam mill. Produk akhirnya mengandung 30-35% cocoa-

butter dan 12% padatan susu. Cocoanya diberi tekanan hidrolik untuk menghilangkan beberapa kandungan lemaknya. -

Monosodium Glutamate (MSG) Asam glutamate merupakan senyawa agen penyedap rasa makanan dan berbahaya. Hanya bentuk garam monosodium asam L-glutamat yang memiliki rasa yang menonjol. Unsur utama pada asam glutamat adalah protein, selain itu juga terdapat gluten gandum, corn gluten, dan Steffens filtrate.

Formula Flavor-Essence

Tabel berikut menunjukkan formula rasa buah yang biasa digunakan dalam pembuatan permen karet dan rasa aprikot alami. Formula rasa yang seimbang dapat terdiri atas bahan alami yang diperkuat dengan bahan sintetis. Bahan sintetis yang banyak ditemukan berasal dari ester sintetis yang memiliki rasa yang sama dengan bahan alami namun biasanya berbahaya apabila dikonsumsi.

Bahan Aditif Pada Makanan Bahan aditif makanan merupakan bahan kimia yang ditambahkan ke dalam makanan untuk modifikasi tertentu yakni untuk preservasi, meningkatkan warna, meningkatkan rasa, dan stabilisasi. Terdapat dua jenis bahan aditif yaitu :

1. Intentional Additives (sengaja ditambahkan ) Bahan tambahan pangan yang ditambahkan dengan sengaja ke dalam makanan, dengan mengetahui komposisi bahan tersebut dengan maksud dan tujuan tertentu, seperti untuk meningkatkan nilai gizi, cita rasa, mengendalikan keasaman dan kebasaan, memantapkan bentuk dan rupa, sebagai contoh pengawet, pewarna dan pengeras. 2. Incidental additives (tidak sengaja ditambahkan) Bahan tambahan pangan yang tidak sengaja ditambahkan, yaitu bahan pangan yang tidak mempunyai fungsi dalam makanan tersebut dan terdapat secara tidak sengaja, baik dalam jumlah sedikit atau cukup banyak akibat perlakuan selama proses produksi, pengolahan, dan pengemasan. Bahan makanan dipisahkan menjadi 52 kategori mulai dari acidulants, anti caking, penguat rasa, pengubah pati, pemanis buatan sebagai pengawet, chelating agent , stabilisator, vitamin, dan wetting agent. Bahan aditif yang umum digunakan yaitu : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Bahan pengawet, contoh : asam propionat dan asam benzoat Buffer dan neutralizing agent , contoh : asam asetat dan natrium sitrat Agen pengemulsi, contoh : polisorbat Pemanis buatan seperti sakarin Nutrien seperti asam askorbat, Vitamin Pengental seperti agar-agar dan akasia.

Natural Accessory Chemicals Makanan mengandung sejumlah kecil bahan kimia aksesori seperti vitamin, zat pengkelat dan antioksidan alami. Karbohidrat terdiri atas berbagai gula, pati, dekstrin, selulosa, dan gums . Protein terdiri dari asam amino. Shortening mengandung ester palmitat, asam oleat, linoleat dan stearat. Bahan makanan alami mengandung zat yang tidak dikenal, serta zat-zat yang berbahaya apabila dikonsumsi dalam jumlah lebih besar dari batas normal, misalnya kafein dalam kopi dan teh. Selain itu sejumlah arsenik dan logam beracun lainnya juga ditemukan dalam makanan.