VALIDASI METODE PENETAPAN KADAR RESIDU
ENDOSULFAN DENGAN KROMATOGRAFI GAS
SPEKTROMETRI MASSA PADA WORTEL
Nasa Elfita DIRGANTARA (*), Riesta PRIMAHARINASTITI, Muhammad ZAINUDDIN
Departemen Kimia Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Airlangga Email : [email protected]
ABSTRACT
Endosulfan is one of the organochlorine insecticide that is widely used on agricultural. The application of pesticide could leave residues on vegetables. Endosulfan is used in the leaves of the plant but it may have translocated to the roots. This condition can lead contamination in carrots, because carrot is a tuber in the soil. The purpose of this research is to obatain a valid method in determining endosulfan’s residues on carrots as a surveillance of agricultural products. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used to determine endosulfan residu in the research, mass spectrometry is also able to qualitatively identify the component using library match of the fragmentation. The method validation gave a good result for parameter selectivity, represent as resolution have value greater than 1,5. It show a good linierity with r > 0,99. Range average % recovery of this method from 79,22% to 133,81% with % RSD 13,91%; 19,28% and 28,79%, for this % recovery and % RSD out of limit acceptance range.
PENDAHULUAN
Penggunaan pestisida sintesis dalam sektor pertanian untuk melindungi serta mencegah tanaman diserang oleh hama dan penyakit lainnya dianggap paling efektif untuk mengontrol hama dan penyakit yang merusak sayuran dan buah (Fenoll et al., 2006). Residu pestisida dapat menimbulkan efek yang bersifat tidak langsung terhadap manusia dalam jangka panjang dapat menyebabkan gangguan pada syaraf dan metabolisme enzim (Winarti dan Miskiyah, 2010). Pestisida juga dapat menyebabkan keracunan akut, misalnya dalam hal mengkonsumsi sayuran atau produk pertanian yang mengandung residu dalam jumlah besar (Djojosumarto, 2008).
Endosulfan merupakan insektisida yang masih digunakan secara luas di banyak negara pada hasil panen seperti sayuran (PAN, 2008). Endosulfan adalah golongan organoklorin dari pestisida termasuk sub golongan siklodien (IPEN, Pesticide Working Group Project, 2004) merupakan pencemar utama dalam golongan Persistent Organic Pollutant akibat sifatnya yang toksik kronis, persisten dan bioakumulatif (Zhou et al., 2006). US EPA (Environmental Protection Agency) dan European Union
Pestisida endosulfan yang penggunaannya diaplikasikan pada daun dapat mengalami translokasi menuju ke akar dan dapat dimetabolisme di dalam tanaman. Pada lingkungan, endosulfan dapat terikat secara kuat dengan tanah dan tidak dapat berpindah (Medical Toxicology and Worker Health and Safety Branches, 2008). Hal ini menyebabkan residu endosulfan bisa terdapat pada wortel yang merupakan umbi pada tanaman yang tumbuh di dalam tanah.
Data Badan Pusat Statistik, produksi wortel di Indonesia dari tahun 1997-2010 mengalami peningkatan. Data Pusdatin dan BPS (2008), menunjukan ekspor wortel meningkat dari tahun 2005-2006 yaitu 214.883 kg menjadi 439.505 kg. Selain itu wortel termasuk salah satu tanaman umbi komoditas ekspor dan termasuk jenis sayuran umbi yang sering dikonsumsi langsung tanpa dimasak terlebih dahulu (Sinulingga, 2006). Batas maksimum residu endosulfan pada wortel sebesar 0,2 mg/kg (ASEAN
Cooperation in Food, Agriculture and Forestry, 2002; Kepmenkes, 1996).
Program monitoring dan kontrol ekspor dibutuhkan untuk melindungi konsumen dan evaluasi kualitas dari suatu komoditas (Gamon, Lleo and Ten, 2001). Mengingat bahwa konsumsi sayuran dari tahun ke tahun cenderung meningkat sampai 26% (Winarti dan Miskiyah, 2010).
Metode analisis yang digunakan untuk analisis sampel perlu dilakukan validasi. Alasannya digunakan sebagai pengaturan keperluan pada perkembangan ilmu pengetahuan dan sebagai keperluan dari kontrol kualitas. Pada perkembangan ilmu pengetahuan metode analisis digunakan untuk menunjukkan akurasi, sensitifitas, spesifitas dan reprodusibilitas. Sedangkan untuk kontrol kualitas, metode analisis yang tervalidasi digunakan untuk mengontrol suatu produk sehingga aman untuk digunakan (Chan, 2004)
METODE PENELITIAN
Bahan : Endosulfan 2000 ppm (Supelco), dalam pelarut Toluena: n-Heksana (1:1), Wortel didapatkan dari pedagang di salah satu pasar di Surabaya, Aseton p.a (Merck; 99,5%), Dikloro metana p.a (Merck, 99,8%), Etil Asetat p.a (Mallinckrodt; 99,9%), Toluena p.a (Merck; 99,5%), n-Heksana p.a (Mallinckrodt; 98,5%), NaCl p.a (Merck; > 99,9%), Na2SO4 anhidratp.a (Riedel-de Haën; >99%).
Preparasi Sampel : Wortel sebanyak 10,0 gram bagian dicampur dengan 10,0 mL aseton disonikasi selama 10 menit. Lalu disaring gravitasi dengan kertas saring dan corong. Residu wortel ditambah 10,0 mL aseton disonikasi 10 menit dan disaring, filtrat kedua digabung dengan filtrat yang pertama. Kemudian ditambah NaCl (1,5 gram) dikocok selama 3 menit dengan vortex. Ditambah diklorometana dan etil asetat (1:1) masing-masing 4,0 mL, dikocok selama 3 menit dengan vortex. Dipisahkan fase organik (atas) dan fase air (bawah). Fase air ditambah etil asetat 4,0 mL dan kocok selama 3 menit dengan vortex. Diambil fase organik, semua fase organik dijadikan satu kemudian ditambah Na2SO4 anhidrat sebagai pengering. Dan disaring untuk memisahkan Na2SO4, kemudian fase organik diuapkan dengan rotavapor pada suhu 40oC sampai kering. Residu dilarutkan lagi dalam toluena : n-heksana sebanyak 1,0 mL (1:1). Kemudian sampel sebanyak 1,0 µL, diinjeksikan pada kromatografi gas.
HASIL DAN DISKUSI
Parameter validasi metode meliputi selektivitas, linieritas, batas deteksi dan batas kuantifitas serta akurasi dan presisi. Selektivitas, menginjeksikan larutan standar organoklorin konsentrasi 2,0 ppm, hasil ekstraksi matrik wortel, hasil ekstraksi matrik wortel yang mengandung endosulfan dengan metode adisi untuk melihat harga resolusi endosulfan.
secara langsung. Pada penelitian sebelumnya Sinulingga (2006) pernah ditemukan residu organoklorin pada sayur wortel. Kromatografi gas spektrometri massa ini merupakan instrumen yang sensitif, untuk analisis kualitatif instrumen dapat membaca suatu komponen pada kromatogram yang komplek dari pemisahan yang buruk (Harris, 2007). Analisis kualitatif dapat dimonitor dengan menggunakan ion terpilih pada suatu komponen dengan spektrometri massa.
Parameter validasi metode yang pertama ditentukan adalah selektivitas, yang bertujuan untuk mengetahui pemisahan (derajat pemisahan) puncak analit endosulfan dengan komponen lain yang terdapat pada standar maupun matrik. Pada konsentrasi ini terjadi pemisahan yang baik antara endosulfan dengan komponen lainnya dalam standar dapat dilihat pada Gambar 1, begitu juga dalam matrik wortel dengan adisi standar organoklorin yang ditunjukkan dengan nilai Rs yang lebih dari 1,5 (Gambar 2 dan
Tabel 1).
Selanjutnya tahap penentuan linieritas dilakukan pada 6 macam konsentrasi dari masing-masing endosulfan. Semua nilai koefisien korelasi (r hitung) masih lebih besar dari nilai r tabel. Koefisien korelasi pada ketiga linieritas endosulfan didapatkan kurang dari 0,999 sehingga harus menghitung nilai parameter linieritas lainnya seperti Vxo, Xp maupun Anova (Yuwono dan Indrayanto, 2005). Pada perhitungan linieritas ini dihitung parameter Vxo untuk masing-masing linieritas endosulfan, nilai penerimaan untuk Vxo harus tidak lebih dari 5% (Yuwono dan Indrayanto, 2005). Nilai Vxo yang didapat pada endosulfan sulfat lebih besar dari 5%, yang menunjukkan bahwa perbedaan variasi pada 6 macam konsentrasi yang digunakan cukup besar, dapat dilihat pada Tabel 2.
yang rendah sehingga perlu mengetahui batas konsentrasi yang bisa dideteksi oleh alat kromatografi gas. Pada perhitungan didapatkan nilai batas deteksi untuk endosulfan I, endosulfan II dan endosulfan sulfat masing-masing 0,21 ppm; 0,21 ppm dan 0,24 ppm, jadi alat masih bisa mendeteksi analit pada konsentrasi tersebut. Sedangkan untuk nilai batas kuantifitas masing-masing didapatkan 0,62 ppm; 0,64 ppm dan 0,74 ppm, pada konsentrasi tersebut analit dapat diukur secara kuantitatif (Tabel 2).
Penerimaan % recovery untuk analit yang mempunyai konsentrasi kecil dibawah 1,0 ppm yaitu 70%-120% (Yuwono dan Indrayanto, 2005) dan pada konsentrasi 1,0 ppm yaitu 75%-120% (AOAC, 2002). Pada perhitungan % recovery (nilai perolehan kembali) endosulfan I dan endosulfan II memenuhi persyaratan validasi metode sedangkan untuk endosulfan sulfat berada diluar rentang persyaratan validasi. Pada dari endosulfan I nilai perolehan kembali lebih kecil daripada endosulfan II hal ini dapat disebabkan karena endosulfan I lebih cepat terhidrolisis daripada endosulfan II, dan endosulfan II lebih sedikit larut dalam air daripada endosulfan I. untuk endosulfan sulfat, merupakan produk degradasi (Medical Toxicology and Worker Health and Safety Branches, 2008) hal ini yang menyebabkan prosen perolehan kembali endosulfan sulfat lebih besar.
Nilai % perolehan kembali dan % koefisien variasi yang berada diluar rentang persyaratan dapat disebabkan karena adanya kesalahan dalam melakukan pengambilan data. Pada nilai % perolehan kembali endosulfan sulfat didapatkan lebih besar, karena endosulfan sulfat juga merupakan produk degradasi, faktor kesalahan ini sulit dievaluasi dalam mendapatkan nilai yang sesuai dengan persyaratan. Sedangkan pada % koefisien variasi pada endosulfan II dan sulfat juga berada diluar persyaratan, untuk menunjukkan hasil yang sama pada setiap replikasi perlu diperbanyak jumlah replikasi pada setiap ekstraksi matrik.
Tabel 1. Data nilai selektivitas dan nilai resolusi standar endosulfan konsentrasi (2,0 ppm) dan standar endosulfan (2,0 ppm)
Tabel 2. Data Linieritas, Batas Deteksi, dan Batas Kuantifitas pada Endosulfan I, II dan Sulfat
Linieritas Batas Deteksi Batas
Tabel 3. Data akurasi dan presisi endosulfan I dan endosulfan II
Rep Konsentrasipengukuran (% recoveryAkurasi ) (% KV)Presisi Konsentrasipengukuran (% recoveryAkurasi ) (% KV)Presisi
Tabel 4. Data akurasi dan presisi endosulfan sulfat
Replikasi Konsentrasipengukuran Konsentrasi yangditambahkan (% recoveryAkurasi ) (% KV)Presisi
1 2,119 1.886 116,60 %
28,79 %
2 3,356 1.886 177,94 %
3 2,016 1.886 106,89 %
SD = 38,52 � = 133,81 %
Simpulan : Validasi metode penentuan kadar residu endosulfan dengan kromatografi gas spektrometri massa pada wortel, parameter validasi metode nilai Rs, nilai r pada linieritas, batas deteksi dan batas kuantifitas, memenuhi persyaratan, tetapi nilai rata-rata % recovery dan nilai % KV masih diluar rentang persyaratan.
Saran : Penentuan residu pestisida endosulfan dalam matrik wortel dapat digunakan metode kromatografi gas spektrometri massa dengan menggunakan etil asetat sebagai pelarut pengekstraksi masih perlu dilakukan pengulangan untuk mendapatkan hasil yang memenuhi persyaratan.
Ucapan terima kasih : Project Grant 2012 Fakultas Farmasi Universitas Airlangga yang diketua oleh Riesta Primaharinastiti beserta tim
DAFTAR PUSTAKA
Fenoll, J., Hellin, P., Martinez, C.M., Miguel, M., and Flores, P., 2007. Multiresidue method for analysis of pesticides in pepper and tomato by chromatography with nitrogen-phosphorus detection. Food Chemistry, 105, p.711-719.
Djojosumarto, Panut. 2008. Pestisida dan aplikasinya. Jakarta : PT Agro Media
IPEN Pesticide Working Group Project, 2004. Endosulfan, A Fact sheet and answer to common question. Kerala.
Zhou R., Zhu L., Yang K., Chen Y. 2006. Distribution of Organochlorine Pesticides in
Gamon, M., Lleo C., and Ten, A., 2001. Multiresidu Determination of Pesticides in Fruit and Vegetables by Gas Chromatography/Tandem Mass Spectrometry.
Journal of AOAC International vol. 84 no. 4, pp 1209-1216.
Medical Toxicology and Worker Health and Safety Branches, 2008. Endosulfan Risk Characterization Document, Volume I. Departement of Pesticide Regulation. California Environmental Protection Agency.
Chan , C. C., 2004. Potency Method Validation. In: Chan , C. C., Lam, H., Lee, Y.C., Zhang, X.M. Analytical Method Validation and Instrument Performance Verification. New Jersey : John Wiley and Sons, Inc. pp. 11-26.
Mulja, M., dan Suharman, 1995. Analisis Instrumental. Surabaya : Airlangga University Press. hal.51-52, 57.
Sinulingga, Karya. 2006. Telaah Residu Organoklor pada Wortel Daucus carota L. di Kawasan Sentra Kab. Karo Sumut. Jurnal Sistem Teknik Industri vol. 7, No 1, hal. 92-97.
Harris, Daniel., 2007. Quantitative Chemical Analysis, Seventh Edition. England : WH Freeman and Company, p. 528-551
Yuwono, M., and Indrayanto, G., 2005. Validation of Chromatographic Method of Analysis. Profiles of Drug Subtances, Excipients, and Related Methodology, vol. 32, p. 243-259
AOAC Guidelines for Single Laboratory Validation of Chemical Methods for Dietary
Supplements and Botanicals, 2002, diakses dari
Gambar I. Kromatogram matrik wortel yang tidak mengandung (endosulfan)
Gambar II. Kromatogram matrik wortel yang mengandung endosulfan
tR 11,8 : Endosulfan I tR 15,6 : Endosulfan II tR 18,8 : Endosulfan sulfat tR 11,8 : Endosulfan I tR 15,6 : Endosulfan II tR 18,8 : Endosulfan sulfat
