VALIDASI METODE PENENTUAN KADAR SAKARIN DALAM MINUMAN RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN
KROMATOGRAFI CAIR KINERJA TINGGI
Oleh :
Tiasina Harahap NIM 408231048 Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT Yang Maha Kuasa dan Maha Rahman, pemilik jiwa segala makhluk, atas segala nikmat yang diberikan termasuk nikmat kesehatan dan waktu sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat pada waktunya dan shalawat beriring salam kepada Rasulullah SAW sang pemberi cahaya dan teladan yang baik. Adapun tema dan sekaligus menjadi judul dari penelitian yang dilakukan sejak bulan September 2012 ini adalah “Validasi Metode Penentuan Kadar Sakarin Dalam Minuman Ringan Dengan Menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi”.
Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini mulai dari penyusunan proposal penelitian, pengajuan proposal, pelaksanaan penelitian hingga penyusunan skripsi, antara lain Bapak Agus Kembaren, S.Si, M.Si. selaku Dosen Pembimbing yang dengan sabar membimbing, memberikan ilmu dan meluangkan waktunya, serta Bapak Prof. Dr. Albinus Silalahi, M.S., Ibu Ir. Nurfajriani, M.Si., dan Ibu Dr. Iis Siti Jahro, M.Si. yang telah banyak memberikan saran perbaikan. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh pegawai jurusan kimia dan laboran kimia terkhusus kepada Bapak Eriadi, S.Pd, Bapak M. Nizam, S.Si dan Ibu Minda, S.Si, yang telah banyak memberikan bantuan demi kelancaran penelitian, teman-teman Kimia Nondik Angkatan 2008 terkhusus kepada Preddy Westli; Rocky; Ali; Yuliana; Ficka; Maya; Mala; Aulia; Dian; Hetty; Maysaroh; Tetty atas bantuannya dan motivasinya dan Eriska Nova Yunita selaku teman berbagi dan diskusi dari awak sampai skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik, semoga apa yang telah kita jalani menjadi ilmu dan pengalaman yang bermanfaat.
Validasi Metode Penentuan Kadar Sakarin Dalam Minuman Ringan Dengan Menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi
Tiasina Harahap (408231048) ABSTRAK
Validasi metode analisis merupakan suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya. Penelitian bertujuan untuk mengetahui validasi metode dalam penentuan kadar sakarin dalam minuman ringan dengan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi. Larutan standar Na-Sakarin konsentrasi 20, 40, 60, 80, 100 ppm dan sampel dilarutkan dalam fase gerak campuran metanol dengan dapar posfat (60:40) dengan menggunakan kolom C18, kecepatan alir 1 mL/menit, volume injeksi 20 µ L, temperatur kolom 24oC dan panjang gelombang UV 265 nm. Parameter validasi yang diuji antara lain linieritas, presisi, akurasi, LOD, LOQ, selektifitas. Hasil dari parameter validasi metode yang diuji antara lain linieritas dengan koefisien korelasi (R) = 0,998702, presisi dengan SBR = 0,192%, akurasi dengan % recovery = 100,26%, LOD sebesar 0,172 ppm, LOQ sebesar 0,573 ppm, selektifitas dengan resolusi (Rs) = 0,2. Kadar sakarin dalam sampel Sprite Zero sebesar 117,6 mg/kg. Dari nilai parameter validasi yang diperoleh menunjukkan bahwa metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dapat digunakan sebagai metode dalam menentukan kadar sakarin dalam minuman ringan.
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi v
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel ix
BAB I. PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Identifikasi Masalah 4
1.3. Batasan Masalah 4
1.4. Rumusan Masalah 4
1.5. Tujuan Penelitian 5
1.6. Manfaat Penelitian 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1. Kerangka Teoritis 6
2.1.1. Validasi Metode Analisis 6
2.1.1.1. Akurasi (Kecermatan) 7
2.1.1.2. Presisi (Keseksamaan) 7
2.1.1.3. Selektifitas (spesifisitas) 8
2.1.1.4. Linearitas dan Rentang 8
2.1.1.5. Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi 9 2.1.1.6. Ketangguhan (Ruggedness) 10
2.1.2. Pemanis Buatan 10
2.1.3. Minuman Ringan 12
2.1.4. Sakarin 12
2.1.4.1. Pengaruh Sakarin Terhadap Kesehatan 14 2.1.4.2. Struktur, Sifat Fisika dan Kimia Sakarin 15
2.1.5. Kromatografi 17
2.1.5.1. KCKT 17
2.1.5.1.1. Sejarah 17
2.1.5.1.2. Kelebihan dan Kekurangan KCKT 18
2.1.5.1.3. Komponen KCKT 19
2.1.5.1.3.1. Reservoir Pelarut 19
2.1.5.1.3.2. Pompa (Pump) 20
2.1.5.1.3.3. Injektor (Injector) 20
2.1.5.1.3.4. Kolom (Coloum) 21
2.1.5.1.3.5. Detektor 22
2.1.5.1.3.6. Fase Gerak 22
BAB III. METODE PENELITIAN 24
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian 24
3.2. Alat dan Bahan 24
3.2.1. Alat 24
3.2.2. Bahan 24
3.3. Prosedur Penelitian 25
3.3.1. Metode KCKT 25
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian 29
4.1.1. Hasil Optimasi Kondisi KCKT 29 4.1.2. Hasil Uji Linieritas Standar 32
4.1.3. Hasil Uji Presisi 34
4.1.5. Hasil Uji Limit Deteksi dan Limit Kuantitasi 35
4.1.6. Hasil Uji Selektifitas 36
4.1.7. Hasil Uji Kadar Sampel 38
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 39
5.1. Kesimpulan 40
5.2. Saran 40
Daftar Pustaka 41
Lampiran 45
Lampiran 1. Dokumentasi Penelitian 45
Lampiran 2. Perhitungan 49
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Batas Maksimal Penggunaan Pemanis 12 Buatan Pada Produk Minuman (Beverages)
di Indonesia, Uni Eropa, dan Amerika
Tabel 2.2. Batas Penggunaan Sakarin, INS. No.954 14 Berdasarkan Katagori Pangan SNI 01-6993-2004
Tabel 4.1. Luas Area, Tinggi Puncak dan Waktu Retensi Kromatogram Larutan Standar Sakarin Dengan
Konsentrasi 20, 40, 60, 80, 100 ppm 32 Tabel 4.2. Nilai a, b, dan R Pada Persamaan Garis Regresi
Linier Untuk Setiap Replikasi Deret Standar 33
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Serbuk Sakarin 13
Gambar 2.2. Struktur Kimia Sakarin 15
Gambar 2.3. Struktur Kimia Na-sakarin 15
Gambar 2.4. Diagram Blok KCKT 19
Gambar 3.1. Skema Metode KCKT 26
Gambar 3.2. Skema Prosedur Penetuan Selektifitas 27
Gambar 3.3. Skema Prosedur Penentuan Linearitas 27
Gambar 3.4. Skema Prosedur Penentuan Presisi dan Akurasi 28
Gambar 3.5. Skema Prosedur Penentuan LD dan LQ 28
Gambar 4.1. Kromatogram Larutan Standar Sakarin Pada Perbandingan Komposisi Fase Gerak (a) 60:40, (b) 70:30, (c) 80:20 30
Gambar 4.2. Kurva Kalibrasi Deret Standar Vs Luas Area Kromatogram 33
Gambar 4.3. Kromatogram Standar (a) siklamat, (b) sakarin 37
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Validasi metode analisis merupakan suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004). Dengan kata lain tujuan dari validasi metode analisis adalah untuk mengkonfirmasi atau memastikan metode analisis yang dipakai sesuai untuk peruntukannya. Menurut Harmita (2004), beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis diuraikan dan didefenisikan sebagaimana cara penentuannya. Adapun parameter-parameter tersebut antara lain adalah akurasi (kecermatan), presisi (keseksamaan), selektifitas, linieritas dan rentang, batas deteksi dan batas kuantitas, ketangguhan metode, kekuatan metode. Apabila parameter-parameter ini dapat dipertanggungjawabkan maka suatu metode analisis dapat dikatakan valid dan dapat digunakan untuk analisis rutin.
Dalam kehidupan sehari-hari dengan mudah dapat dijumpai berbagai produk produksi pabrik yang menggunakan bahan tambahan pangan (food additives) termasuk didalamnya pemanis buatan yang sengaja ditambahkan untuk
meningkatkan cita rasa, aroma dan penampilan fisik makanan atau minuman. Pemanis buatan begitu diminati karena selain memilki tingkat kemanisan yang tinggi dibandingkan dengan gula, harga dipasaran pun cukup murah. Beberapa pemanis buatan yang sering digunakan antara lain adalah sakarin, siklamat, aspartam, silitol, sorbitol, alitam, asesulfam-k, isomalt, sukralosa, neotam, laktitol, maltitol dan manitol.
Sakarin sebagai pemanis buatan biasanya dalam bentuk garam berupa kalsium, kalium, dan natrium sakarin dengan rumus kimia (C14H8CaN2O6S2.3H2O), (C7H4KNO3S.2H2O), dan (C7H4NaNO3S.2H2O). Secara umum, garam sakarin berbentuk kristal putih, tidak berbau atau berbau aromatik lemah, dan mudah larut dalam air, serta berasa manis. Sakarin memiliki tingkat kemanisan relatif sebesar 300 sampai dengan 500 kali tingkat kemanisan sukrosa tanpa nilai kalori (SNI 01-6993-2004). Penggunaan sakarin tergantung intensitas kemanisan yang dikehendaki. Pada konsentrasi tinggi, sakarin akan menimbulkan rasa pahit-getir (nimbrah), hal ini disebabkan oleh kemurnian yang rendah dari proses sintesis (Winarno, 1991). Natrium sakarin didalam tubuh tidak mengalami metabolisme sehingga diekskresikan melalui urine tanpa perubahan kimia (Cahyadi, 2006). Meskipun pemakaian sakarin diperbolehkan sebagai bahan tambahan makanan namun pemakaiannya harus dibatasi karena mempunyai efek yang membahayakan kesehatan.
Medan Tuntungan sebanyak 310,5 mg/kg dari batas maksimal 300 mg/kg yang ditetapkan SNI 01-6993-2004 begitu juga dengan penelitian yang dilakukan Subani (2008) yang mendapatkan kadar natrium sakarin sebesar 564 mg/kg dalam sirup markisa pohon pisang dari batas maksimal 300 mg/kg yang ditetapkan SNI 01-6993-2004. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis untuk mengetahui kadar sakarin yang terdapat dalam minuman ringan yang beredar dipasaran. Terkait validasi metode analisis Kromatografi Cair Kinerja Tinggi beberapa penelitian telah dilakukan seperti yang telah dilakukan oleh Yonny Fadallah (2005), Iyan Sopyan, dkk (2009), dan Ade Heri Mulyati, dkk (2011).
Terkait keberadaan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi di laboratorium yang dapat dikatakan baru dan berdasarkan pernyataan-pernyataan diatas maka peneliti ingin mempelajari validasi metode penentuan kadar sakarin dalam minuman ringan dengan menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi.
1.2. Identifikasi Masalah
Beberapa metode yang dapat digunakan untuk penentuan kadar sakarin antara lain adalah spektrofotometri, volumetri, dan kromatografi cair kinerja tinggi. Masing-masing metode memiliki kelemahan dan kelebihan. Namun dari metode yang ada kromatografi cair kinerja tinggi memiliki beberapa keistimewaan dibanding yang lainnya. Suatu metode analisis baru dapat digunakan apabila telah dilakukan validasi. Dalam memvalidasi suatu metode analisis ada beberapa parameter yang harus dilakukan seperti linieritas, rentang presisi (keseksamaan), akurasi (kecermatan), limit deteksi, batas kuantitas, selektifitas, ketangguhan, dan kekuatan.
1.3. Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada validasi metode penentuan kadar sakarin pada minuman ringan menggunakan KCKT dengan detektor UV dengan parameter linieritas, presisi (keseksamaan), akurasi (kecermatan), limit deteksi, batas kuantitas, selektifitas dengan variasi komposisi fase gerak (Dapar posfat : Metanol) yaitu 6:4 (sebagai kontrol), 7:3, 8:2 untuk memperoleh komposisi paling optimal yang selanjutnya digunakan dalam setiap tahapan analisis.
1.4. Rumusan Masalah
1. Apakah metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dapat digunakan sebagai metode alternatif dalam penentuan sakarin?
1.5. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui metode pengembangan atau metode alternatif penetapan kadar sakarin pada minuman ringan.
2. Untuk mengetahui data validasi dengan parameter linieritas, presisi (keseksamaan), akurasi (kecermatan), limit deteksi, batas kuantitas, selektifitas pada penetapan kadar sakarin pada minuman ringan dengan metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dengan detektor UV.
1.6. Manfaat Penelitian
1. Memberikan informasi secara ilmiah tentang validasi metode penetapan kadar sakarin pada minuman ringan dengan metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dengan detektor UV.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
1.1. Kesimpulan
1. Metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dapat digunakan untuk penentuan kadar sakarin dalam miniman ringan.
2. Limit deteksi pada metode ini adalah 0,172 ppm dan limit kuantitasi adalah 1,573 ppm.
3. Koefisien korelasi (R) pada parameter linieritas adalah 0,998702
4. Nilai % SBR (Simpangan Baku Relatif) pada uji presisi adalah 0,192%. dan Nilai % recovery pada uji akurasi adalah 100, 26%.
5. Nilai resolusi pada selektifitas sebesar 0,2.
6. Dari keenam parameter validasi yang diuji, hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa metode ini dapat dijadikan metode analisis di laboratorium.
7. Hasil dari penentuan kadar sakarin dalam minuman ringan merek Sprite Zero sebesar 117,6 mg/kg, kadar yang terdapat dalam kemasan sampel 108 mg/kg dan persen perbedaan hasil sebesar 8,9%. Nilai ini menunjukkan jumlah yang masih berada dibawah dari jumlah maksimum yang dianjurkan oleh pemerintah sebesar 500 mg/kg.
1.2. Saran
1. Melakukan penelitian lebih lanjut dengan pelarut lain sebagai fase gerak seperti asetonitril dan perbandingan komposisi fase gerak yang digunakan untuk analisis.
2. Melakukan proses penyaringan dengan teliti terhadap seluruh larutan yang digunakan untuk meminimalisir terbawanya senyawa-senyawa pengganggu ke dalam matriks.
DAFTAR PUSTAKA
Adnan, Mochammad., (1997), Teknik Khromatografi. Edisi Pertama. Penerbit Andi, Yogyakarta.
Badan Standarisasi Nasional-BSN, SNI 01-6993-2004, Bahan Tambahan Pangan Pemanis Buatan – Persyaratan Penggunaan Dalam Produk Pangan,
Jakarta.
Beidler, Lloyd M., (1966), Chemical Excitation of Taste and Odor Receptors, American Chemical Society.
CAC/GL 03-1989, (1989), Guidelines for Simple Evaluation of Food Additives Intake, Codex Alimentarius Commission.
Cahyadi, Wisnu., (2006), Analisis dan Aspek Kesehatan Bahan Tambahan Pangan, Bumi Aksara, Jakarta.
Departemen Kesehatan R.I, (1995), Direktorat Jenderal Pengawasan Obat Dan Makanan, Farmakope Indonesia Edisi IV, Jakarta.
Djojosoebagio, Soewondo., dan G. Wiranda., (1996), Fisiologi Nutrisi Volume I, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.
Fadallah, Yonny., (2005), Validasi Metode Analisis Vitamin B6 Pada Produk Susu Dengan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi, Skripsi, FMIPA, Universitas
Pakuan, Bogor.
FDA, (1994), Reviewer Guidance :Validation of Chromatographic Methods. Food and Drug Administration : Center for Drug Evaluation and Research.
Hughes, Christoper., (1987), The Additive Guide, John Wile and Sons, New York.
ICH, (1994), Text on Validation of Analytical Procedures: Q2A. Recommended for Adoption at Step 4 of the ICH Process. International Conference of
Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceutical for Human Use.
Johnson, E. L., and Steven son, R., (1978), Basic Liquid Chromatography, Varian, California.
Kimia Indonesia, (2011), High Performance Liquid Chromatography (HPLC),
http://indonesiakimia.blogspot.com/2011/05/high-performance-liquid-chromatography.html, Diakses tanggal 06 Februari 2013.
Lipinski, G.R., (2002), Sweeteners. Food Chemical Safety Volume 2: Additives. Edited by: D.H. Watson, Woodhead Publishing Limited and CRC Press.
Luthana, K. Yongki., (2008), Sakarin, http://yongkikastanyaluthana. Wordpress.com, Diakses tanggal 03 April 2012.
MA PPOM No.45/MA/92.
Mulja, M., (1995), Analisis Instrumental, Penerbit ITB, Bandung.
Mulyati, Ade Heri., Sutanto, dan Apriyani, Dewi., (2011), Validasi Metode Analisis Kadar Ambroksol Hidroklorida Dalam Sediaan Tablet Cystelis Secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi, Jurnal Ekologia, Vol. 11 No.2
: 36 – 45, FMIPA, Universitas Pakuan, Bogor.
Novelina, Yus Maria., Sutanto, dan Fatimah, Alia., (2009), Validasi Metoda Analisis Penetapan Kadar Senyawa Siklamat dalam Minuman Ringan, Prosiding PPI Standarisasi 2009, Jakarta.
Pecsok, R. L., and L.D, Shields., (1978), Modern Metods Of Chemical Analysis. Second Edition, John Wiley and Sons, New York.
Perry, R.H., and C.H, Chilton., (1973), Chemical Engineers’ Handbook, 5th ed. Mc.Graw-Hill, Kogakusha, Ltd.
Putra, Effendy de Lux., 2004, Kromatografi Cair Kinerja Tinggi Dalam Bidang Farmasi, Jurusan Farmasi, FMIPA, Universitas Sumatera Utara.
Rohman, A., (2007), Kimia Farmasi Analisis, Pustaka Pelajar,Yokyakarta.
Shabir, G. A., (2003), Validation of High- Performance Liquid chromatography Methods for Pharmaceutical analysis: understanding the differences and similarities between validation requirements of the US Food and Drug Administration, the US Pharmacopeia and the International Conference on Harmonization. J. Chromatogr. A 987 : 57-66.
Shah, V.P., Midha, K.K., Findlay, J. W., Hill, W. M., Hulse, J. D., McGilveray, I. J., McKay, G., Miller, K. J., Patnaik, R. N., Powell, M. L., Tonelli, A., Viswanathan, C. T., Yacobi, A., (2000), Bioanalytical method validation: a revisit with a decade of progress. Pharm. Res. 17(12): 1551-1557.
Sinulingga, Ranitha., (2011), Penentuan Kadar Sakarin Dalam Beberapa Jenis Minuman Jajanan Yang Dipasarkan di SD Negeri No. 064025 Jln.
Flamboyan Kelurahan Simpang Selayang Kecamatan Medan Tuntungan
Secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi, Skripsi, FMIPA Universitas
Sumatera Utara.
Snyder, L. R., and Kirkland J.J., (1979), Introduction to modern liquid chromatography. second edition, John Wiley & Sons, Inc NewYork,
Chihester, Briebane, Toronto, Singapore.
Secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi, Jurnal Farmaka, Volume 7 No.2, Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran, Jatinangor.
Subani, (2008), Penentuan Kadar Natrium Benzoat, Kalium Sorbat, dan Natrium Sakarin Dalam Sirup Dengan Metode Kromatografi Cair Kinerja Tinggi
(KCKT) Di Balai Besar Pengawasan Obat dan Makanan Medan, Karya
Ilmiah, Program Studi Diploma III Kimia Analis FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Syah, Dahrul., dkk., (2005), Manfaat dan Bahaya Bahan Tambahan Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Bogor.
Wells, Margaret., and Dantus, Mauricio., (2005), Analytical Instrumentation Handbook “Validation of Chromatographic Methods”, Merck & Co. Inc, Rahway, NJ, USA.
Winarno, G.F., (1991), Kimia Pangan dan Gizi, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
