Pengembangan Metode Analisis Autentikasi Minyak Serai Wangi (Cymbopogon winterianus) terhadap Minyak Terpentin Berbasis ATR-FTIR dan Kemometrika

Afnan Syifa' Muhammad, Dr. apt. Agustina Ari Murti Budi Hastuti, S.Farm., M.Sc.

2025 | Skripsi | FARMASI

Pasar minyak atsiri global pada 2023 diperkirakan bernilai $11,41 miliar dan akan terus tumbuh hingga mencapai $27,82 miliar pada 2032. Pertumbuhan ini mendorong praktik adulterasi, seperti pencampuran minyak serai wangi dengan minyak terpentin yang lebih murah. Meskipun metode gas kromatografi-massa (GC-MS) sering digunakan untuk autentikasi minyak serai wangi, metode ini tergolong mahal, memakan waktu, rumit, dan tidak ramah lingkungan. Penelitian ini menggunakan ATR-FTIR dan kemometrika untuk autentikasi minyak serai wangi, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Sampel disiapkan dengan berbagai konsentrasi adulterasi minyak serai wangi terhadap minyak terpentin (0% hingga 100%) dan beberapa produk komersial. Data spektra dianalisis menggunakan Principal Component Analysis (PCA) untuk model kualitatif, dengan interpretasi melalui score plot dan loading plot. Model kuantitatif dikembangkan dengan Partial Least Square Regression (PLS), dengan parameter R², RMSEC, dan RMSEP untuk menguji linearitas hubungan antara konsentrasi dan bilangan gelombang ATR-FTIR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada analisis PCA, model terbaik diperoleh dengan menggunakan spektra normal tanpa perlakuan pada rentang bilangan gelombang 1200 – 900 cm?¹. Model ini menunjukkan kemampuan diskriminasi yang tinggi dengan nilai eigen PC1 sebesar 95,65?n PC2 sebesar 3,84%. Untuk analisis PLS, model terbaik dikembangkan dengan menggunakan spektra yang telah diberi perlakuan turunan pertama pada rentang bilangan gelombang 3600 – 1600 cm?¹. Model kalibrasi PLS menghasilkan persamaan y = 0,99998x - 0,00001, dengan nilai R² sebesar 1,0000, serta nilai RMSEC sebesar 0,00038, menunjukkan linearitas yang sangat tinggi. Model validasi PLS memberikan persamaan y = 1,0094x - 0,0007, dengan nilai R² sebesar 0,9998 dan RMSEP sebesar 0,0085, menegaskan keakuratan dan presisi model dalam mendeteksi konsentrasi minyak serai wangi yang teradulterasi dengan minyak terpentin.

The global essential oil market in 2023 is estimated to be valued at $11.41 billion and is expected to grow to $27.82 billion by 2032. This growth has encouraged adulteration practices, such as mixing citronella oil with cheaper turpentine oil. Although gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) is commonly used for citronella oil authentication, this method is expensive, time-consuming, complex, and not environmentally friendly. This study utilized ATR-FTIR and chemometrics for both qualitative and quantitative authentication of citronella oil. Samples were prepared with various adulteration concentrations of citronella oil with turpentine oil (0% to 100%) and several commercial products. Spectral data were analyzed using Principal Component Analysis (PCA) for the qualitative model, interpreted through score plots and loading plots. A quantitative model was developed using Partial Least Square Regression (PLS), with parameters R2, RMSEC, and RMSEP used to evaluate the linearity between concentration and ATR-FTIR wavenumbers. The results showed that in PCA analysis, the best model was obtained using normal spectra without any pretreatment in the wavenumber range of 1200 – 900 cm?¹. This model demonstrated high discrimination ability with eigenvalues of 95.65% for PC1 and 3.84% for PC2. For PLS analysis, the best model was developed using first-derivative pretreated spectra in the wavenumber range of 3600 – 1600 cm?¹. The PLS calibration model produced the equation y = 0.99998x - 0.00001, with an R² value of 1.0000 and an RMSEC of 0.00038, indicating excellent linearity. The PLS validation model resulted in the equation y = 1.0094x - 0.0007, with an R² value of 0.9998 and an RMSEP of 0.0085, confirming the accuracy and precision of the model in detecting citronella oil adulterated with turpentine oil.

Kata Kunci : autentikasi, ATR-FTIR, minyak serai wangi, PCA, PLS