UJI VALIDASI PADA ESTIMASI KANDUNGAN KAFEIN DAN
ASAM SITRAT DALAM MINUMAN BERENERGI SECARA
SPEKTROFOTOMETRI DERIVATIF
SKRIPSI
OLEH:
F. DADANG DALIMUNTHE
NIM 121524014
PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
UJI VALIDASI PADA ESTIMASI KANDUNGAN KAFEIN DAN
ASAM SITRAT DALAM MINUMAN BERENERGI SECARA
SPEKTROFOTOMETRI DERIVATIF
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
Gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH:
F. DADANG DALIMUNTHE
NIM 121524014
PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PENGESAHAN SKRIPSI
UJI VALIDASI PADA ESTIMASI KANDUNGAN KAFEIN DAN
ASAM SITRAT DALAM MINUMAN ENERGI SECARA
SPEKTROFOTOMETRI DERIVATIF
OLEH:
F. DADANG DALIMUNTHE NIM 121524014
Dipertahankan di Hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Pada Tanggal: Januari 2015
Prof. Dr. Julia Reveny, M.Si., Apt. NIP 195807101986012001
Pembimbing I
Prof. Dr. Siti Morin Sinaga, M.Sc., Apt. NIP 195008281976032002
Pembimbing II
Dr. Muchlisyam, M.Si., Apt. NIP 195006221980021001
Panitia Penguji,
Prof. Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt. NIP 195108161980031002
Dra. Masria L. Tambunan, M.Si., Apt. NIP 195005081977022001
Prof. Dr. Siti Morin Sinaga, M.Sc., Apt. NIP 195008281976032002
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan anugerah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Uji Validasi Pada Estimasi Kandungan Kafein dan Asam Sitrat dalam Minuman Berenergi Secara Spektrofotometri Derivatif”. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi dari Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis hendak menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan fasilitas dan masukan selama masa pendidikan dan penelitian, kepada Prof. Dr. Siti Morin Sinaga, M.Sc., Apt., dan Dr. Muchlisyam, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan bantuan selama masa penelitian dan penulisan skripsi ini, Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Prof. Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt., Dra. Tuty Roida Pardede, M.Si., Apt., dan Dra. Masria L. Tambunan, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan dalam penyusunan skripsi ini.
v
Ricky Dalimunthe, kerabat kerabat, dan teman-teman semua atas motivasi dan segala bantuan dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga Allah SWT memberikan balasan yang berlipat ganda kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu sangat diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak guna perbaikan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya bidang farmasi.
Medan, Januari 2015 Penulis,
vi
UJI VALIDASI PADA ESTIMASI KANDUNGAN KAFEIN DAN ASAM SITRAT DALAM MINUMAN BERENERGI SECARA
SPEKTROFOTOMETRI DERIVATIF
ABSTRAK
Menurut SNI 01-6684-2002 minuman berenergi merupakan minuman yang mengandung satu atau lebih bahan yang mudah dan cepat diserap oleh tubuh untuk menghasilkan energi dengan atau tanpa bahan tambahan makanan yang diizinkan. Spektrofotometri derivatif merupakan metode transformasi dari spektrofotometri konvensional yang dikembangkan untuk analisis kuantitatif multikomponen senyawa aktif pada suatu sediaan. Tujuan penelitian ini adalah untuk menguji validasi metode spektrofotometri derivatif dalam mengestimasi kandungan kafein dan asam sitrat pada minuman berenergi.
Metode penelitian yang dilakukan adalah pengambilan sampel secara purposif terhadap minuman berenergi Kratingdaeng® dan Kratingdaeng-S® dan melakukan penetapan kadar terhadap kandungan kafein dan asam sitrat dengan spektrofotometri derivatif teknik zero crossing pada serapan derivat kedua dalam pelarut HCl 0,1 N.
Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh kandungan kafein dan asam sitrat pada sampel minuman berenergi Kratingdaeng® adalah (49,4713 ± 0,5109) mg dan (1050,7729 ± 79,9639) mg/kg secara berturut-turut sedangkan kandungan kafein dan asam sitrat pada sampel Kratingdaeng-S® adalah (50,9210 ± 0,3524) mg dan (1746,9913 ± 352,1797) mg/kg secara berturut-turut. Kandungan kafein dalam sampel minuman berenergi Kratingdaeng® memenuhi persyaratan SNI 01-6684-2002, sedangkan pada sampel Kratingdaeng-S® tidak memenuhi persyaratan tersebut. Kandungan asam sitrat pada sampel Kratingdaeng® dan Kratingdaeng-S® memenuhi persyaratan berdasarkan Peraturan Kepala BPOM R.I. No. 8 Tahun 2013. Hasil uji perolehan kembali kafein dan asam sitrat masing-masing adalah 99,12% dan 100,25%, sedangkan simpangan baku relatif kafein dan asam sitrat masing-masing adalah sama yaitu sebesar 0,86%.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan maka metode spektrofotometri derivatif yang digunakan memenuhi persyaratan akurasi dan presisi dan dapat digunakan untuk menetapkan kandungan kafein dan asam sitrat dalam minuman berenergi.
vii
VALIDATION IN ESTIMATION OF CAFFEINE AND CITRIC ACID IN ENERGYDRINK BY DERIVATIVE SPECTROFOTOMETRY
ABSTRACT
According to SNI 01-6684-2002 Energy drinks are beverages that contain one or more ingredients are easily and quickly absorbed into body to produce energy with or without food additives are permitted. Derivative spectrophotometry is a transformation method from conventional spectrophotometric that developed for quantitative analysis of multicomponent active compounds in a preparation. The aim of this study was to test the validation of derivative spectrophotometry method in estimating the content of caffeine and citric acid in energy drinks.
The method of this research was done by purposive sampling to Kratingdaeng® and Kratingdaeng-S® energy drinks sample and determine the levels of caffeine and citric acid content using derivative spectrophotometry with zero crossing technique to second derivative absorption in HCl 0,1N.
The research results were obtained the caffeine and citric acid content of the sample Kratingdaeng® energy drinks were (49.4713 ± 0.5109) mg and (1050.7729 ± 79.9639) mg/kg concecutively while the caffeine and citric acid content of the sample Kratingdaeng-S® energy drinks were (50.9210 ± 0.3524) mg and (1746.9913 ± 352.1797) mg/kg concecutively. The content of caffeine in Sample Kratingdaeng® energy drinks still meet the requirements of SNI 01-6684-2002, while the sample Kratingdaeng-S® do not meet these requirements. The content of citric acid in the samples of Kratingdaeng® and Kratingdaeng-S® meet the requirements based on Regulation of BPOM RI No.8 in 2013. The result of the recovery at caffeine and citric acid were 99.12% and 100.25%, while the Relative Standard Deviation of caffeine and citric acid were same of 0.86%.
Based on the results of research that derivative spectrophotometry method fulfilled the requirements of accuracy and precision and can be used to determinate the content of caffeine and citric acid in energy drinks.
viii
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 4
1.3 Hipotesis ... 5
1.4 Tujuan Penelitian ... 5
1.5 Manfaat Penelitian ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Minuman Berenergi ... 7
2.2 Uraian Bahan ... 7
2.2.1 Kafein ... 7
2.2.2 Asam sitrat... 9
ix
2.3.1 Hukum Lambert-Beer ... 12
2.3.2 Kegunaan Spektrofotometri ... 13
2.4 Spektrofotometri Derivatif ... 14
2.4.1 Komponen Spektrofotometri derivatif ... 18
2.4.2 Kegunaan Spektrofotometri derivatif ... 18
2.5 Validasi Metode Analisis ... 19
2.5.1 Akurasi ... 20
2.5.2 Presisi ... 21
2.5.3 Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi ... 21
2.5.4 Linieritas ... 22
2.5.5 Rentang ... 22
BAB III METODE PENELITIAN ... 23
3.1 Jenis Penelitian ... 23
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 23
3.3 Alat ... 23
3.4 Bahan-Bahan ... 23
3.5 Pengambilan Sampel ... 24
3.6 Prosedur Penelitian ... 24
3.6.1 Pembuatan Pereaksi ... 24
3.6.2 Pembuatan Larutan Induk Baku ... 24
3.6.2.1 Pembuatan Larutan Induk Baku Kafein ... 24
x
3.6.3.1 Pembuatan Spektrum Serapan Maksimum
Kafein ... 25
3.6.3.2 Pembuatan Spektrum Serapan Maksimum Asam Sitrat ... 25
3.6.4 Pembuatan Spektrum Serapan Derivatif ... 25
3.6.4.1 Pembuatan Spektrum Serapan Derivatif Kafein ... 25
3.6.4.2 Pembuatan Spektrum Serapan Derivatif Asam Sitrat ... 26
3.6.5 Penentuan Zero Crossing ... 26
3.6.6 Penentuan Panjang Gelombang Analisis ... 26
3.6.7 Pembuatan dan Penentuan Linieritas Kurva Kalibrasi Kafein dan Asam Sitrat ... 27
3.6.8 Penetapan Kandungan Kafein dan Asam Sitrat dalam Minuman Berenergi ... 28
3.6.8.1 Penentuan Kandungan Kafein dalam Minuman Berenergi ... 28
3.6.8.2 Penentuan Kandungan Asam Sitrat dalam Minuman Berenergi ... 29
4.2 Hasil Penentuan Kurva Serapan Kafein pada Derivat Pertama dan Kedua ... 35
4.3 Hasil Penentuan Kurva Serapan Asam Sitrat pada Derivat Pertama dan Kedua ... 37
xi
4.4.1 ZeroCrossing Derivat Pertama Kafein dan Asam
Sitrat ... 39
4.4.2 Zero Crossing Derivat Kedua Kafein dan Asam Sitrat ... 40
4.5 Hasil Penentuan Panjang Gelombang Analisis Kafein dan Asam Sitrat ... 42
4.6 Hasil Penentuan Linieritas Kurva Kalibrasi ... 50
4.6.1 Kurva Kalibrasi ... 50
4.6.2 Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi ... 51
4.7 Hasil Penentuan Kandungan Kafein dan Asam Sitrat dalam Sampel Minuman Berenergi ... 52
4.8 Hasil Uji Validasi ... 59
4.8.1 Hasil Uji Akurasi ... 59
4.8.2 Hasil Uji Presisi ... 60
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 61
5.1 Kesimpulan ... 61
5.2 Saran ... 62
DAFTAR PUSTAKA ... 63
xii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1 Panjang Gelombang Analisis dan Absorbansi pada
Derivat Kedua ... 49 Tabel 4.2 Absorbansi Kafein dan Asam Sitrat Dalam Sampel pada
Masing-Masing Panjang Gelombang Analisis ... 52 Tabel 4.3 Absorbansi Kafein dan Asam Sitrat Setelah Penambahan
Baku Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL Pada Derivat
Kedua ... 55 Tabel 4.4 Absorbansi Kafein dan Asam Sitrat Setelah Penambahan
Baku Asam Sitrat Konsentrasi 600 µg/mL pada Derivat
Kedua ... 55 Tabel 4.5 Kandungan Kafein dan Asam Sitrat Setelah Penambahan
Baku Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL ... 58 Tabel 4.6 Perolehan Kembali Kafein dan Asam Sitrat dengan
Metode Penambahan Baku pada Minuman Berenergi
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Kurva Serapan Derivat Pertama Sampai Derivat
Keempat ... 16 Gambar 4.3 Kurva Tumpang Tindih Serapan Kafein dalam berbagai
konsentrasi ... 36 Gambar 4.4 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivat Pertama
Kafein dalam berbagai konsentrasi ... 36 Gambar 4.5 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivat Kedua Kafein
dalam berbagai konsentrasi ... 37 Gambar 4.6 Kurva Tumpang Tindih Serapan Asam Sitrat dalam
berbagai konsentrasi ... 38 Gambar 4.7 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivat Pertama Asam
Sitrat dalam berbagai konsentrasi ... 38 Gambar 4.8 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivat Kedua Asam
Sitrat dalam berbagai konsentrasi ... 39 Gambar 4.9 Zero Crossing Kafein Derivat Pertama dengan λ =
214,20 nm; 236,0 nm; 286,0 nm; dan 308,0 nm ... 40 Gambar 4.10 Zero Crossing Asam Sitrat Derivat Pertama dengan
λ = 209,40 nm; 258,80 nm; dan 302,16 nm ... 40
Gambar 4.11 Zero Crossing Kafein Derivat Kedua dengan λ = 214,20
nm; 229,0 nm; 236,0 nm; 260,0 nm; 286,0 nm; dan 308,0 nm ... 41 Gambar 4.12 Zero Crossing Asam Sitrat Derivat Kedua dengan λ =
222,50 nm; 259,0 nm; 287,70 nm; 293,60 nm; 336,0
xiv
Gambar 4.13 Kurva Serapan Campuran Kafein Konsentrasi 10 µg/mL
dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL ... 43 Gambar 4.14 Kurva Tumpang Tindih Serapan Kafein Konsentrasi 10
µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL ... 43 Gambar 4.15 Kurva Tumpang Tindih Serapan Kafein Konsentrasi 10
µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL dan Campuran Kafein Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam
Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL ... 43 Gambar 4.16 Kurva Serapan Derivatif Pertama Campuran Kafein
Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500
µg/mL ... 44 Gambar 4.17 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivatif Pertama
Kafein Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat
Konsentrasi 500 µg/mL ... 44 Gambar 4.18 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivatif Pertama
Kafein Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL dan Campuran Kafein Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500
µg/mL ... 44 Gambar 4.19 Kurva Serapan Derivatif Kedua Campuran Kafein
Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500
µg/mL ... 45 Gambar 4.20 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivatif Kedua
Kafein Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat
Konsentrasi 500 µg/mL ... 45 Gambar 4.21 Kurva Tumpang Tindih Serapan Derivatif Kedua
Kafein Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL dan Campuran Kafein Konsentrasi 10 µg/mL dan Asam Sitrat Konsentrasi 500
µg/mL ... 45 Gambar 4.22 Zero Crossing dari Kafein Konsentrasi 10 µg/mL pada
λ = 293,60 nm ... 46
Gambar 4.23 Zero Crossing dari Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL
pada λ = 236,0 nm ... 46 Gambar 4.24 Zero Crossing Campuran Kafein dan Asam Sitrat
xv
Gambar 4.25 Zero Crossing Campuran Kafein dan Asam Sitrat
dengan Asam Sitrat λ = 236,0 nm ... 47 Gambar 4.26 Kurva Kalibrasi Kafein Pada Panjang Gelombang 293,60 nm ... 51 Gambar 4.27 Kurva Kalibrasi Asam Sitrat Pada Panjang Gelombang
236,0 nm ... 51 Gambar 4.28 Kurva Tumpang Tindih Kafein Konsentrasi 10 µg/mL
dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL dengan
Sampel Kratingdaeng® ... 56 Gambar 4.29 Kurva Tumpang Tindih Kafein Konsentrasi 10 µg/mL
dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL dengan
Sampel Kratingdaeng-S® ... 56 Gambar 4.30 Kurva Tumpang Tindih Kafein Konsentrasi 10 µg/mL
dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL dengan Sampel Kratingdaeng® Setelah Penambahan Baku Asam
Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL ... 57 Gambar 4.31 Kurva Tumpang Tindih Kafein Konsentrasi 10 µg/mL
dan Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL dengan Sampel Kratingdaeng-S® Setelah Penambahan Baku Asam Sitrat Konsentrasi 500 µg/mL ... 57
xvi Lampiran 8. Kurva Serapan Derivat Pertama Kafein Baku dan Asam
Sitrat Baku ... 81 Lampiran 9. Kurva Serapan Derivat Kedua Kafein Baku dan Asam
Sitrat Baku ... 86 Lampiran 10. Kurva Serapan Panjang Gelombang Analisis Kafein
dan Asam Sitrat ... 91 Lampiran 11. Hasil Pengukuran Serapan Derivat Kedua Kafein,
Asam Sitrat dan Campuran Kafein dan Asam Sitrat
pada λ 200-300 nm ... 93 Lampiran 12. Data Kalibrasi Kafein BPFI, Persamaan Regresi dan
Koefisien Korelasi ... 98 Lampiran 13. Data Kalibrasi Asam Sitrat P.A, Persamaan Regresi
dan Koefisien Korelasi ... 100 Lampiran 14. Perhitungan Batas Deteksi (Limit of Detection, LOD)
dan Batas Kuantitasi (Limit of Quantitation, LOQ)
Kafein dan Asam Sitrat ... 102 Lampiran 15. Kurva Serapan Derivat Kedua Kafein dan Asam Sitrat
dalam Sampel ... 103 Lampiran 16. Hasil Analisis Kandungan Jumlah Kafein dan Asam
Sitrat dalam Sampel ... 113 Lampiran 17. Contoh Perhitungan Kadar Kafein dan Asam Sitrat
xvii
Lampiran 18. Contoh Perhitungan Kadar Kafein dan Asam Sitrat
dalam Sampel Kratingdaeng-S® ... 118
Lampiran 19. Perhitungan Statistik Kadar Kafein dan Asam Sitrat dalam Sampel Kratingdaeng® ... 121
Lampiran 20. Perhitungan Statistik Kadar Kafein dan Asam Sitrat dalam Sampel Kratingdaeng-S® ... 124
Lampiran 21. Kurva Serapan Uji Perolehan Kembali Kafein dan Asam Sitrat dalam Sampel Kratingdaeng-S® ... 127
Lampiran 22. Hasil Uji Perolehan Kembali Kafein dan Asam Sitrat Setelah Penambahan Masing-Masing Larutan Baku pada Sampel ... 130
Lampiran 23. Contoh Perhitungan Uji Perolehan Kembali Kafein Asam Sitrat dengan menggunakan Sampel Kratingdaeng® ... 131
Lampiran 24. Perhitungan Simpangan Baku Relatif (Relative Standard Deviation, RSD) Persen Perolehan Kembali Kafein ... 134
Lampiran 25. Perhitungan Simpangan Baku Relatif (Relative Standard Deviation, RSD) Persen Perolehan Kembali Asam Sitrat ... 135
Lampiran 26. Daftar Nilai Distribusi t ... 136
Lampiran 27. Sertifikat Pengujian Kafein ... 137
Lampiran 28. Label Asam Sitrat Pro Analis ... 138
Lampiran 29. SNI 01-6684-2002 Tentang Minuman Berenergi ... 139
