TINJAUAN PUSTAKA
1.2 Pembuatan Kopi Bubuk
Kopi bubuk adalah biji kopi yang disangrai (roasted) kemudian digiling, dengan atau tanpa penambahan bahan lain dalam kadar tertentu yang tidak membahayakan kesehatan(SNI 01 – 3542 – 2004).
Pembuatan kopi bubuk bisa dibagi kedalam dua tahap, yaitu tahap perendangan dan tahap penggilingan.
Perendangan atau penyangraian adalah proses pemanasan kopi beras pada
suhu 200-225oC. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kopi rendang yang
berwarna cokelat kayu manis kehitaman. Kopi beras adalah kopi kering yang sudah terlepas dari daging buah dan kulit arinya.
Perendangan secara tradisional umumnya dilakukan petani secara terbuka dengan wajan yang terbuat dari tanah, besi atau baja.Sedang perendangan kopi oleh pabrik dilakukan secara tertutup dengan mesin\ seperti bath roaster.
2. Penggilingan (penumbukan)
Penggilingan adalah proses pemecahan butir-butir kopi yang telah direndang untuk mendapatkan kopi bubuk.Penggilingan tradisional dilakukan dengan cara menumbuk kopi menggunakan alat penumbuk yang disebut lumpang dan alu.Penggilingan oleh industri atau pabrik menggunakan mesin giling (Najiati
et al.2006).
1.3Syarat Mutu Kopi Bubuk
No Kriteria Uji Persyaratan
1 2 3 4 5 6 7 Keadaan Bau Rasa Warna Air Abu Kealkalian Abu (ml x .NaOH/100g) Sari Kopi Bahan-bahan lain Cemaran logam Timbal (Pb) Tembaga (Cu) Seng (Zn) Normal Normal Normal Maksimal 7 % b/b Maksimal 5 % b/b Minimal 35 Maksimal 60 % b/b Boleh ada Maksimal 2,0 mg/kg Maksimal 30,0 mg/kg Maksimal 40,0 mg/kg
8 9
Timah (Sn) Raksa (Hg)
Cemaran Arsen (As) Cemaran Mikroba Angka Lempeng total Kapang Maksimal 40,0 mg/kg Maksimal 0,03 mg/kg Maksimal 1,0 mg/kg Maksimal 106 Koloni/g Maksimal 104 Koloni/g Sumber : SNI 01 -3542- 2004.Kopi Bubuk.Badan Standar Nasional
2.4Logam
Logam dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu logam esensial dan logam nonesensial. Logam esensial adalah logam yang sangat membantu dalam proses fisiologis makhluk hidup dengan jalan membantu kerja enzim atau pembentukan organ dari makhluk yang bersangkutan, yang termasuk logam esensial adalah seng (Zn), tembaga (Cu) dan selenium (Se).
Logam nonesensial adalah arsen (As), merkuri (Hg), Cadmium (Cd), Timbal (Pb), Kromium (Cr), dan Aluminium (Al), tetapi beberapa jenis logam lain yang termasuk kelompok logam esensial dapat pula bersifat racun bila keberadaannya telah melebihi dari kebutuhan pada proses fsiologi dalam makhluk hidup (Darmono.1995).
2.4.1 Logam Seng (Zn)
Logam zink adalah yang putih kebiru-biruan; Logam ini cukup mudah ditempa dan liat pada 110-150oC. Zink melebur pada 410 oC dan mendidih pada 906oC. Logamnya yang murni, melarut lambat sekali dalam asam dan dalam alkali; adanya zat-zat pencemar atau kontak dengan platinum atau tembaga, yang dihasilkan oleh penambahan beberapa tetes larutan garam dari logam-logam ini, mempercepat reaksi (Vogel,A.I.1985).
Unsur yang berwarna putih-kebiruan mengkilap, rapuh pada suhu biasa tetapi liat pada suhu 100-150oC, konduktor listrik, pada suhu tinggi terbakar disertai asap
putih oksidanya. Sifat lainnya adalah unsur elektropositif, mudah bereaksi dengan O2 tetapi oksida yang terbentuk bersifat melapisi dan menghambat oksidasi selanjutnya; bereaksi dengan belerang dan unsur logam lainnya (Mulyono.2006)
2.4.2. Zn Dalam Tubuh Manusia
Rata-rata tubuh orang dewasa mengandung 1,4 -2,5 g Zn yang tersebar hampir disemua sel. Sebahagian besar seng berada di dalam hati , prankeas, ginjal, otot dan tulang. Jaringan yang banyak mengandung seng adalah bagian mata, kelenjar prostat, spermatozoa, kulit, rambut dan kuku. Kelebihan seng disimpan di dalam hati dalam bentuk metalotionein. Lainnya dibawa ke pankreas dan jaringan tubuh lain. Bentuk simpanan ini akan dibuang bersama sel-sel dinding usus halus yang umurnya 2-5 hari .
Logam seng berperan pula dalam sintesis dan degradasi kalogen, pembentukan kulit, metabolisme jaringan ikat dan penyembuhan luka, serta dalam pengembangan fungsi reproduksi laki-laki dan pembentukan sperma, selain itu sebagai pengangkut sintesis vitamin A, pembentukan antibodi sel, metabolisme tulang, transpor oksigen, pembentukan struktur dan fungsi membran serta proses penggumpalan darah (Almatsier,S.2001)
2.4.3. Defesiensi dan Keracunan Zn
Seng adalah yang paling kurang beracun diantara mikro mineral.Tanda-tanda kekurangan seng adalah gangguan pertumbuhan dan kematangan seksual. Fungsi pencernaan terganggu, karena gangguan fungsi fankreas dan kerusakan permukaan saluran cerna. Disamping itu dapat terjadi diare dan gangguan fungsi kekebalan. Kekurangan seng kronis mengganggu pusat sistem saraf dan fungsi otak.. Kekurangan seng juga mengganggu fungsi kelenjar tiroid dan laju metabolisme, gangguan nafsu makan, penurunan ketajaman indra rasa serta memperlambat penyembuhan luka.
Kelebihan seng mempengaruhi metabolisme kolesterol, mengubah nilai lipoprotein dan dapat mempercepat timbulnya aterosklerosis.Suplemen seng bisa menyebabkan keracunan, begitupun makanan yang asam dan disimpan didalam
kaleng yang dilapisi seng . (Sunita.2002).Seng dalam jumlah yang banyak dapat menyebabkan kematian. Dosis seng yang tinggi juga dapat menghambat penyerapan besi dari sistem pencernaan (Frances.2006)
2.5 Logam Tembaga (Cu)
Tembaga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa , dan liat. Karena potensial elektroda standarnya positif, (+0,34 V untuk pasangan Cu/Cu+2) ia tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit. Asam nitrat yang sedang pekatnya (8M) dengan mudah melarutkan tembaga (Vogel,A.I.1985 ).Tembaga meleleh pada 1083oC, dan mendidih pada 2.840
o
C. Unsur tembaga di alam dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral.
2.5.1 Cu Dalam Tubuh Manusia
Sebagai logam berat, Cu berada dengan logam-logam berat lainnya seperti Hg, Cd, dan Cr tetapi logam berat Cu digolongkan kedalam logam berat dipentingkan atau logam berat esensial, artinya meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat dibutuhkan tubuh meskipun dalam jumlah sedikit.
Kadar Cu dalam tubuh orang dewasa sekitar 50-80 mg, jauh lebih sedikit daripada Fe dan Zn. Pada manusia Cu paling banyak didapatkan dalam hati dan darah (Linder,C.M.1992). Logam Cu dibutuhkan untuk sistem enzim oksidatif seperti enzim askorbat oksidase, sistikrom oksidase, polyfenol oksidase dan lain-lain. Cu juga dibutuhkan manusia sebagai kompleks Cu-protein yang mempunyai fungsi tertentu dalam pembentukan hemoglobin, kolagen, pembuluh darah dan myelin otak. Disamping itu, Cu juga terlibat dalam proses pembentukan energi untuk metabolisme serta dalam aktifitas tirosin (Heryando.1994)
2.5.2 Defesiensi dan Keracunan Cu
Defesiensi Cu tidak jarang terjadi pada bayi prematur atau yang berat badannya rendah. Defesiensi juga mungkin dapat diakibatkan atau ditingkatkan oleh banyaknya yang terekskresi melalui urin. Gejala defisiensi Cu termasuk penurunan kadar Cu-serum dan seruloplasmin, anemia, depigmentasi kulit, rambut kusut, kerusakan otak (Linder,C.M.1992)
Namun demikian meski sangat dibutuhkan, logam Cu akan berbalik menjadi bahan racun untuk manusia bila masuk dalam jumlah berlebihan. Bentuk Cu yang paling beracun adalah debu-debu Cu yang dapat mengakibatkan kematian pada dosis 3,5 mg/kg. Sedangkan daya racun yang dimiliki oleh garam klorida terhidrasi
(CuCl2.2H2O) akan mengakibatkan kematian pada dosis 9,4 mg/kg. Untuk garam
sulfat dalam bentuk terhidrasi (CuSO4.5H2O) daya racun yang dimilikinya akan
mengakibatkan kematian pada dosis 33 mg/kg .Pada manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur pernafasan sebelah atas,terjadinya kerusakan atropik pada selaput lendir yang berhubungan dengan hidung (Heryando.1994)
2.6Perombakan Bahan Organik dan Biologis
Untuk menentukan kandungan mineral bahan makanan, bahan makanan dihancurkan atau didekstruksi terlebih dahulu. Cara yang biasa dilakukan yaitu dengan metode pengabuan kering (dry ashing) dan pengabuan basah (wet digestion). Pemilihan metode pengabuan tersebut tergantung pada sifat zat organik dalam bahan, sifat zat anorganik yang ada dalam bahan, mineral yang akan dianalisa serta sensitivitas yang digunakan (Apriyanto,A.1989).
a. Dekstruksi Basah
Dekstruksi basah yaitu pemanasan sampel (organic atau biologis) dengan adanya pengoksidasi kuat seperti asam-asam mineral baik tunggal maupun campuran. Jika dalam sampel dimasukkan zat pengoksidasi, lalu dipanaskan
pada temperature yang cukup tinggi dan jika pemanasan dilakukan secara kontinu pada waktu yang cukup lama, maka sampel akan teroksidasi sempurna sehingga meninggalkan berbagai elemen-elemen pada larutan asam dalam bentuk senyawa anorganik yang sesuai untuk dianalisis (Anderson,R.1987). Dekstruksi basah pada prinsipnya adalah penggunaan asam nitrat untuk mendekstruksi zat organik pada suhu rendah dengan maksud mengurangi kehilangan mineral akibat penguapan. Pada tahap selanjutnya, proses seringkali berlangsung sangat cepat akibat pengaruh asam perklorat atau hidrat peroksida. Dekstruksi basah pada umumnya digunakan untuk menganalisa arsen, tembaga, timah hitam, timah putih, dan seng.
Ada tiga macam cara kerja dekstruksi basah dapat dilakukan, yaitu : 1. Dekstruksi basah menggunakan HNO3 dan H2SO4
2. Dekstruksi basah menggunakan HNO3,H2SO4 dan HClO4
3. Dekstruksi basah menggunakan HNO3,H2SO4 dan H2O2(Apriyanto,A.1989) b. Dekstruksi Kering
Dekstruksi kering merupakan yang paling umum digunakan dengan cara membakar habis bagian organik dan meninggalkan residu anorganik sebagai abu untuk analisis lebih lanjut. (Anderson,R.1987)
Pengabuan kering dapat diterapkan pada hampir semua analisa mineral, kecuali merkuri dan arsen. Cara ini lebih membutuhkan sedikit ketelitian sehingga mampu menganalisa bahan lebih banyak daripada pengabuan basah. Pengabuan kering dapat dilakukan untuk menganalisa kandungan Ca,P dan K akan tetapi kehilangan K dapat terjadi apabila suhu yang digunakan terlalu tinggi. Oleh karena itu, untuk menganalisa K harus dihindari pemakaian suhu lebih tinggi dari 480oC. Suhu 450oC tidak dapat digunakan jika menganalisa kandungan seng (Zn), yang penggunaan suhu yang terlalu tinggi juga menyebabkan beberapa mineral menjadi tidak larut (misal timah putih) (Apriyanto,A.1989)
2.7Spektrofotometri Serapan Atom
Metode Spektrofotometri Serapan Atom pertama kali dikembangkan oleh Walsh, Alkamede, dan Melatz (1955) yang ditujukan untuk analisis renik dalam sampel yang dianalisis. Pada Spektrofotometri Serapan Atom terjadi penyerapan sumber radiasi (di luar nyala) oleh atom-atom netral dalam keadaan gas yang berada dalam nyala. Radiasi yang diserap oleh atom-atom netral dalam keadaan gas tadi biasanya radiasi sinar tampak atau ultraviolet (Mulja,M.1995)
2.7.1 Prinsip Dasar Spektrofotometri Serapan Atom
Jika cahaya dengan panjang gelombang resonansi dilewatkan nyala yang mengandung atom-atom yang bersangkutan, maka sebagian cahaya itu diserap dan jauhnya penyerapan berbanding lurus dengan banyaknya atom keadaan dasar yang berada dalam nyala.
Proses terbentuknya uap yang mengandung atom-atom dalam nyala, dapat diringkaskan sebagai berikut: bila suatu larutan yang mengandung senyawa yang cocok dari yang akan diselidiki itu dilewatkan kedalam nyala, terjadilah peristiwa berikut secara berurutan :
1. Penghilangan pelarut atau evaporasi yang meninggalkan residu padat
2. Penguapan zat padat dilanjutkan denga disosiasi menjadi atom-atom penyususn yang mula-mula akan berada dalam keadaan dasar. (Vogel.A.I.1994)
2.7.2 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom
Sumber Sinar Nyala monokromator detektor
Tempat sampel read out
a. Sumber sinar
Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga. Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder beronggga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia (neon atau argon) dengan tekanan rendah. Neon biasanya lebih disukai karena memberikan intensitas pancaran lampu yang lebih rendah.
b. Tempat sampel
Dalam anaisis dengan Spektrofotometri Serapan Atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan asas. Ada beberapa macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom-atom yaitu dengan nayala dan tanpa nyala
• Nyala(Flame)
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi.
• Tanpa nyala (Flameless)
Pengatoman dapat dilakukan dalam tungku dari grafit, kemudian tabung tersebut dipanaskan dengan sistem elektris dengan cara melewatkan arus
listrik grafit. Akibat pemanasan ini, maka zat yang akan dianalisis berubah menjadi atom-atom netral (Rohman,A.2007)
c. Monokromator
Monokromator memisahkan, mengisolasi dan mengontrol intensitas dari radiasi energi yang mencapai detektor. Dapat dianggap sebagai suatu saringan yang dapat disesuaikan dengan suatu daerah yang spesifik, yang mana spektrum transmisi yang tidak sesuai akan ditolak. Idealnya monokromator harus mampu memisahkan garis resonansi. Karena ada beberapa unsur yang mudah dan ada beberapa unsur yang sulit (Haswell, S.J.1991)
d. Detektor
Detektor pada spektrofotometer serapan atom berfungsi mengubah intensitas radiasi yang akan datang menjadi arus listrik. Pada spektrofotometer serapan atom yang umum dipakai sebagai detektor adalah tabung penggandaan foton (PMT = Photo Multiplier Tube Detector) (Mulja,M.1995)
e. Read out
Sistem pencatat yang digunakan pada instrument SSA berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima melalui bentuk digital, berarti sistem pencatat menegah atau mengurangi kesalahan dalam pembacaan skala secara paralaks, kesalahan interpolasi diantara pembacaan skala dan sebagainya, serta menyeragamkan tampilnya data, yaitu dalam satuan absorbansi (Haswell, S.J.1991)
2.7.3 Gangguan Pada SSA dan Cara Mengatasinya
Gangguan diartikan sebagai suatu factor kimia atau fisika yang akan mempengaruhi jumlah atom pada anlit dalam keadaan dasar (ground state) sehingga akan menyebabkan bertambah atau berkurangnya bacaan nilai serapan atau unsur yang dianalisis.
Ada beberap faktor gangguan dalam menggunakan SSA :
1. Suhu yang sesuai, suhu gas pembakar harus sesuai dengan suhu unsur yang
akan dianalisis
2. Konsentrasi sampel tidak boleh melebihi kesensitifan dari alat detector SSA. Ini aan menyebabkan gangguan terhadap garis spectrum dan mengakibatkan kerusakan pada alat detector SSA
3. Pengaruh penguapan pelarut dan bahan larutan jangan sampai menurunkan
suhu nyala gas pembakar, ini akan menyebabkan bacaan nilai serapan atom menjadi rendah (Khopkar, S.M. 1990)
BAB III