ANALISIS NITROSODIETILAMIN (NDEA) DALAM IKAN ASIN DAN DAGING KALENG DENGAN TEKNIK KROMATOGRAFI GAS
MELALUIHEADSPACE SINGLE DROP MICROEXTRACTION
(HS-SDME)
SKRIPSI
ANY SH O FI YAH
PROGRAM STUDI S-1 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA
ANALISIS NITROSODIETILAMIN (NDEA) DALAM IKAN ASIN DAN
DAGING KALENG DENGAN TEKNIK KROMATOGRAFI GAS
MELALUI
HEADSPACE
SINGLE DROP MICROEXTRACTION
(HS-SDME)
SKRIPSI
ANY S H O FI YAH
PROGRAM STUDI S-1 KIMIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
ANALISIS NITROSODIETILAMIN (NDEA) DALAM IKAN ASIN DAN
DAGING KALENG DENGAN TEKNIK KROMATOGRAFI GAS
MELALUI
HEADSPACE
SINGLE DROP MICROEXTRACTION
(HS-SDME)
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia
pada Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Oleh :
ANY SHOFIYAH
NIM 080810500
Tanggal Lulus : 19 Juli 2012
Disetujui Oleh:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI
Judul
: Analisis Nitrosodietilamin (NDEA) dalam Ikan Asin dan
Daging Kaleng dengan Teknik Kromatografi Gas melalui
Headspace
Single Drop Microextraction
(HS-SDME).
Penyusun
: Any Shofiyah
NIM
: 080810500
Tanggal Ujian
: 19 Juli 2012
Disetujui oleh:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dra.Miratul Khasanah, M.Si
Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc
NIP.19670304 199203 2 001
NIK.139 090 961
Mengetahui,
Ketua Departemen Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia diperpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi
kepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penyusun dan harus menyebutkan
sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.
Shofiyah Any, 2012. Analisis Nitrosodietilamin (NDEA) dalam Ikan Asin dan Daging Kaleng dengan Teknik Kromatografi Gas melalui Headspace Single Drop Microextraction (HS-SDME). Skripsi dibawah bimbingan Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc. Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Surabaya.
ABSTRAK
Headspace single drop microextraction (HS-SDME) merupakan teknik preparasi sampel yang tergolong cepat, sederhana, selektif, sensitif dan efisien. Pada penelitian ini dipelajari penggunaan metode HS-SDME untuk analisis senyawa nitrosodietilamin (NDEA) dalam ikan asin dan daging kaleng menggunakan instrumentasi kromatografi gas dengan menggunakan detektor FID (flame inonization detector). Hasil optimasi parameter analitik dengan HS-SDME antara lain jenis pelarut organik sebagai pengekstrak adalah etil asetat, volume larutan umpan sebanyak 30 mL dan temperatur yang digunakan adalah 30°C. Dengan menggunakan parameter analitik tersebut dihasilkan kurva kalibrasi linier untuk larutan standar NDEA konsentrasi 10-50 ppm. Nilai koefisien korelasi (r) kurva kalibrasi yang diperoleh = 0,999, limit deteksi 0,53 ppm, akurasi sebesar 100,15%, presisi antara 0,05-1,07 dan faktor pemekatannya sebesar 10.015. Dari hasil analisis yang dilakukan, metode ini berhasil diterapkan dalam penentuan NDEA yang merupakan senyawa karsinogen yang terdapat dalam ikan asin dan daging kaleng (kornet). Hasil analisis ikan asin A, B dan C masing-masing adalah 3,34 ppm, 2,08 ppm dan 2,79 ppm. Sedangkan untuk sampel kornet kadar NDEA yang ditemukan dari kornet A, B dan C masing-masing adalah 0,33 ppm, 1,89 ppm dan 1,03 ppm.
Shofiyah Any, 2012. Analysis of Nitrosodiethylamine (NDEA) in Salthy Fish and Corned using Gas Chromatography Technique with Headspace Single Drop Microextraction. Script were counseled by Dra. Miratul Khasanah, M.Si and Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc. Department of Chemistry, Faculty Science and Technology, Airlangga University.
ABSTRACT
Headspace single drop microextraction is a sample preparation technique belongs to a rapid, simple, selective, sensitive and efficient. In this research studied of HS-SDME method was used to analyze nitrosodiethylamine (NDEA) in salted fish and corned beef using gas chromatography flame inonization detector. The optimized analytical parameter are microextraction solvent ethyl acetate, volume of extraction 30 mL and the temperature 30 °C. The curve of linear calibration generated for NDEA’s concentration of 10-50 ppm obtained values of r = 0.999, limit of detection is 0.53 ppm, accuracy is 100.15%, precision between 0.05 to 1,07 and enrichment factor 10,015. From the analysis performed, this method was successfully applied to determine NDEA in salted fish and corned. The analyze result of fish A, B and C are 3,34 ppm, 2,08 ppm and 2,79 ppm. While in corned beef samples found levels of NDEA in corned A, B and C are 0,33 ppm, 1,89 ppm and 1,03 ppm.
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur senantiasa penulis curahkan kepada Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi dengan judul
“
Analisis Nitrosodietilamin (NDEA)
dalam Ikan Asin dan Daging Kaleng dengan Teknik Kromatografi Gas
melalui
Headspace
Single Drop Microextraction
(HS-SDME)
”
dengan tepat
waktu. Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1.
Ibu Dra. Miratul Khasanah, M.Si selaku dosen pembimbing I dan Bapak
Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc selaku pembimbing II yang telah meluangkan
waktu, tenaga, pikiran, bimbingan serta arahannya dalam menyusun skripsi
ini.
2.
Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA dan Ibu Dra. Siti Wafiroh M.Si selaku
dosen penguji yang telah memberikan masukan, arahan dan ilmu yang
bermanfaat bagi penulis.
3.
Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku ketua Departemen Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.
4.
Ibu Dra. Aning Purwaningsih, M.Si selaku dosen wali yang selalu senantiasa
membimbing dan memberikan masukan selama penulis menempuh kuliah.
5.
Seluruh dosen dan staf pengajar Departemen kimia yang telah mendidik dan
memberikan pelajaran yang berharga, selama penulis menuntut ilmu di
Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.
6.
Seluruh laboran dan staff administrasi Departemen Kimia Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Airlangga yang telah membantu penulis dalam
penyediaan alat, bahan dan bantuan administrasi dari awal hingga akhir
7.
Kedua orang tua ibu Tutik Maskanah dan Bapak H. Moch Zaini yang telah
memberikan doa, kasih sayang, nasihat dan dukungan baik moril maupun
materil hingga dapat terselesaikannya skripsi ini.
8.
Adik-adik penulis, Hasan Mahmud, Hasan Fuadi, dan Muhammad Iqbal
Fatoni yang selalu memberikan doa serta semangatnya pada penulis.
9.
Sahabat-sahabat terbaik penulis
yang selalu memberi motivasi dan berbagi
ilmu,
seluruh teman
–
teman S1 Kimia angkatan 2008 Universitas Airlangga.
serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah
membantu terselesaikannya skripsi ini.
Penyusun menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun demi kesempurnaan penulisan skripsi ini agar bermanfaat bagi semua
pihak. Amin.
Surabaya, 9 Juli 2012
Penyusun
MOTTO
Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu
dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat.
(QS. Al-Mujadalah ayat:110)
Bahwa tiada yang orang dapatkan, kecuali yang ia usahakan,
Dan bahwa usahanya akan kelihatan nantinya. (Q.S. An Najm
ayat 39-40)
Semangat, sabar dan berdoa adalah kunci menuju kesuksesan
menjadi yang terbaik dengan selamat penuh ridho kehadirat Alloh
SWT.
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
PERSEMBAHAN
Skripsi ini penyusun persembahkan untuk :
Agamaku
Thanks to :
1. Alloh SWT, karena setiap goresan tinta dalam karya kecilku ini adalah wujud dari keagungan dan kasih sayang-Nya yang diberikan kepada umat-Nya.
2. Kedua orang tua tercinta, Ibu Tutik Maskanah dan Bapak H. Moch Zaini atas kasih sayang, doa, bimbingan serta dukungan yang tak pernah terputus kepada penyusun.
3. Adik-adikku,Hasan Mahmud, Hasan Fuadi, Muhammad Iqbal Fatoni dan seluruh keluarga besarku yang selalu memberikan doa serta semangatnya pada penyusun.
4. Ustad dan asatidzku di Ponpes Riyadul Qur’an yang sudah memberikan banyak perbekalan ilmu agama kepada penyusun.
5. Bapak Legowo Kadri dan Bapak Totok Widyanto selaku pembina Beswan Djarum RSO Surabaya dan DSO Surabaya yang sudah banyak memberikan arahan kepada penyusun selama di Beswan Dajrum.
6. Sahabat terbaikku Risa dan Riris. Thanks for be like my family.
7. Para sahabatku Fida, Aiz, Apcee, Nia, Nirma dan Rita, terima kasih atas canda, dukungan dan semangatnya,
kebersamaan yang tidak pernah penyusun lupakan. Save our friendship forever.
8. Untuk sahabatku Tri Martin Sari. Terimakasih untuk semangat dan dukungannya, kamu salah satu dari sahabat terbaikku
9. Teman-teman anniulida Anita, Uli, Lina dan Desi. Terima kasih atas semangat dan dukungannya.
10. Teman-teman satu bimbingan Zarah, Nyingnying dan Tika. Terima kasih telah menemani dan meluangkan waktu bersama-sama dalam proses konsultasi dengan pembimbing.
11. Teman-teman crazy analyticers yang selalu mengisi hari-hariku dengan canda tawa dan semoga kita selalu kompak.
12. Teman-teman tersayangku, seluruh mahasiswa kimia 2008 yang tidak bisa penyusun sebutkan satu persatu, terima kasih atas kenangan yang pernah ada.
13. Teman-teman KKN Unair 45 Balas Klumprik Adit, Faiz, Mahendra, Josafat, Novian, Mbak Rifqah, Lail, Way, Tiara, Nina, Tania, Inge, Wistri, Disty, Dwi dan Rina. Terima kasih atas kebersamaan kalian selama KKN
14. Teman-teman beswan djarum angkatan 26. Terima kasih atas persahabatan yang tak akan pernah terlupakan, dukungan serta semangat yang tak henti kepada penyusun.
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR JUDUL... i
LEMBAR PERNYATAAN... ii
LEMBAR PENGESAHAN... iii
PEDOMAN MENGGUNAKAN SKRIPSI... iv
ABSTRAK... v
DAFTAR LAMPIRAN... xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 5
1.3 Tujuan Penelitian... 5
1.4 Manfaat Penelitian... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teknik Preparasi Sampel ... 7
2.2 Kromatografi Gas (gas chromatography/GC) ... 10
2.3 Bahan Tambahan Pangan... 12
2.4 Ikan Asin dan Kornet... 18
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 19
3.2 Bahan dan Alat Penelitian ... 19
3.2.1 Bahan penelitian... 19
3.2.2 Alat-alat penelitian ... 19
3.3 Variabel Penelitian ... 20
3.3.1 Variabel bebas... 20
3.3.2 Variabel terikat... 20
3.3.3 Variabel terkontrol ... 20
3.4 Prosedur Penelitian ... 21
3.4.1 Diagram alir penelitian ... 21
3.4.2 Pembuatan larutan induk nitrosodietilamin (NDEA) 500 ppm... 22
3.4.3 Pembuatan larutan standar nitrosodietiamin (NDEA) ... 22
3.4.4 Pembuatan kurva standar NDEA tanpa ekstraksi .... 22
3.4.5.1 Optimasi jenis pelarut organik ... 23
3.4.5.2 Optimasi volume larutan umpan ... 24
3.4.5.3 Optimasi temperatur ... 24
3.4.6 Pembuatan kurva kalibrasi NDEA hasil hasil ekstraksi menggunakan HS-SDME... 25
3.4.7 Preparasi sampel ... 25
3.4.8 Analisis sampel ... 25
3.5 Penentuan Validitas Metode ... 26
3.5.1 Penentuan limit deteksi... 26
3.5.2 Akurasi ... 27
3.5.3 Presisi (koefisien variasi)... 27
3.5.4 Faktor pemekatan (enrichment faktor/EF)... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Optimasi Parameter pada Sistem Kromatografi Gas... 29
4.2 Pembuatan Kurva Standar NDEA tanpa menggunakan HS-SDME ... 31
4.3 Optimasi Parameter Analitik... 33
4.3.1 Optimasi jenis pelarut organik... 33
4.3.2 Optimasi volume larutan umpan... 35
4.3.3 Optimasi temperatur... 37
4.4 Pembuatan Kurva Standar NDEA dengan menggunakan HS-SDME ... 39
4.5 Penentuan Validitas Metode ... 41
4.5.1 Perbandingan limit deteksi metode kromatografi tanpa dan dengan HS-SDME... 41
4.5.2 Akurasi ... 43
4.5.3 Presisi ... 43
4.5.4 Faktor pemekatan (enrichment factor/ EF) ... 44
4.6 Preparasi dan Analisis Sampel ... 44
4.7 Penentuan Konsentrasi NDEA dalam Sampel dengan Teknik Standar Adisi ... 46
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 48
5.2 Saran ... 49
DAFTAR TABEL
No Judul Halaman
4.1 Kondisi operasional kromatografi gas... 30
4.2 Data pengukuran larutan standar NDEA tanpa HS-SDME ... 32
4.3 Karakteristik fisika dan kimia berbagai jenis pelarut organik 33 4.4 Data hasil optimasi pelarut organik... 34
4.5 Data hasil optimasi volume larutan umpan... 36
4.6 Data hasil optimasi temperatur... 38
4.7 Data hasil pengukuran larutan standar NDEA dengan HS-SDME ... 40
4.8 Data limit deteksi pengukuran NDEA secara kromatografi gas tanpa dan dengan HS-SDME ... 41
4.9 Data akurasi larutan standar NDEA dengan HS-SDME ... 43
4.10 Data presisi (%KV) larutan stansar NDEA ... 44
4.11 Data hasil analisis sanpel ... 45
4.12 Data hasil analisis NDEA dalam sampel. ... 45
DAFTAR GAMBAR
No Judul Halaman
2.1 Skema proses analisis sampel ... 7
2.2 Skema ekstraksi menggunakan (a) HS-SDME, (b) direct SDME... 9
2.3 Rangkaian instrumentasi GC ... 11
2.4 Struktur nitrit... 13
2.5 Struktur nitrosamin ... 15
2.6 Reaksi pembentukan nitrosamin ... 15
2.7 Struktur senyawa nitrosodietilamin ... 17
3.1 Set-up HS-SDME... 23
4.1 Kurva hasil optimasi kondisi operasional kromatografi gas 30 4.2 Kromatogram metanol dan NDEA ... 31
4.3 Kurva standar NDEA tanpa menggunakan HS-SDME... 32
4.4 Kurva luas area kromatogram NDEA 30 ppm pada berbagai pelarut organik ... 34
4.5 Kurva hubungan antara luas area kromatogram NDEA 30 ppm dengan volume larutan umpan ... 36
4.6 Kurva hubungan antara luas area kromatogram NDEA 30 ppm dengan temperatur larutan umpan ... 38
4.7 Kurva standar NDEA dengan HS-SDME ... 40
DAFTAR LAMPIRAN
No Judul Lampiran
1. Perhitungan pembuatan larutan induk dan larutan standar NDEA 2. Data pengukuran larutan standar NDEA tanpa HS-SDME 3. Data optimasi parameter analitik
4. Data pengukuran larutan standar NDEA dengan HS-SDME
5. Penentuan faktor pemekatan teoritis dan faktor pemekatan sebenarnya 6. Hasil analisis dan adisi standar sampel
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Permasalahan
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, kemajuan ilmu kimia analitik juga semakin bertambah pesat. Perkembangan yang terjadi dalam bidang ilmu kimia analitik tidak hanya pada metode analisis saja, akan tetapi juga pada prosedur pemisahan, penanganan dan penghilangan interferensi pada sampel yang biasanya dikenal dengan teknik preparasi sampel. Hal ini dikarenakan teknik preparasi sampel memegang peranan penting dalam proses analisis suatu senyawa kimia. Adapun tujuan dari preparasi sampel yaitu untuk mengisolasi analit dari matrik sampel dan memekatkannya agar bisa terdeteksi oleh instrumen yang ada.
Ekstraksi dengan menggunakan teknik SDME ini sangat efektif jika digunakan untuk menganalisis senyawa golongan nitrosamin. Kelebihan metode SDME dibandingkan dengan metode yang lain yaitu tidak dibutuhkannya pelarut organik dalam jumlah banyak sehingga menunjang prinsip dari green chemistry, kesetimbangan distribusinya saat ekstraksi cepat tercapai, pemisahan fasanya sempurna, waktu ekstraksinya relatif singkat dan ekstraknya langsung dapat diinjeksikan ke instrumen seperti kromatografi gas atau GC (gas chromatography). SDME meliputi dua bentuk ekstraksi, yaitu direct-SDME dan HS-SDME (headspace-single drop microextraction) (Pena-Pereira et al., 2010). Teknik HS-SDME sangatlah cocok jika digunakan untuk analisis senyawa golongan nitrosamin yang sifatnya mudah menguap. Teknik ekstraksi ini tergolong cepat, sederhana dan relatif murah (Hashemi et al.,2011).
Teknik SDME sudah banyak digunakan untuk ekstraksi senyawa endosulfan (Lopez-Blanco et al., 2003), dialkyl phthalate esters (Batlle dan Nerin, 2004), penentuan iodin dalam obat-obat farmasi (Das et al., 2004) dan digunakan untuk analisis metil merkuri (Gil et al., 2005)
pada tubuh. Kadar nitrit yang tinggi dalam tubuh manusia akan mengakibatkan resiko alergi dan dapat bereaksi dengan senyawa amina dan asam amino dalam tubuh sehingga menghasilkan senyawa nitrosamin yang bersifat karsinogen (Marco et al., 2006; Ozel et al.,2010).
Senyawa turunan nitrosamin, terutama N-nitrosodimethylamine (NDMA), N-nitrosomethylethylamine (NMEA) dan N-nitrosodiethylamine (NDEA) adalah senyawa yang sangat mutagenik dan bersifat karsinogenik bagi manusia (Andrzejewski et al., 2008). Selain itu nitrosamin juga dapat menimbulkan kanker nasofaring dan tumor pada bermacam-macam organ, termasuk hati, ginjal, kandung kemih, paru-paru, lambung, saluran pernapasan, pankreas dan lain-lain (Muchtadi, 2008).
membutuhkan pelarut dengan kemurnian yang tinggi dan dalam jumlah yang banyak serta waktu yang dibutuhkan untuk analisis relatif lama. Sedangkan metode yang berbasis solid-phase microextraction (SPME) proses analisisnya rumit, material yang digunakan untuk ekstraksi relatif mahal dan tidak dapat di daur ulang (Supriyanto, 2005). Intissar (2012) telah melakukan analisis nitrosodietilamin dalam sosis menggunakan headspace-single drop microextraction gas chromatography-flame ionization detector. Metode tersebut menghasilkan limit deteksi sebesar 0,86 ppm dengan akurasi sebesar 97% dan nilai reprodusibilitas (Kv) berkisar 0,11 % hingga 7,16 % . Besarnya konsentrasi NDEA yang terdeteksi dalam sampel sosis A adalah 0,33 ppm dan sosis B adalah 0,21 ppm. Dalam penelitian ini dilakukan penyempurnaan terhadap penelitian sebelumnya dengan harapan dihasilkan sensitivitas dan selektivitas yang lebih baik.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut.
1. Bagaimana kondisi optimum ekstraksi yang meliputi parameter jenis pelarut organik, volume larutan umpan dan temperatur pada analisis senyawa NDEA dengan teknik HS-SDME?
2. Bagaimanakah validitas metode HS-SDME dalam analisis senyawa nitrosodietilamin (NDEA)?
3. Apakah HS-SDME dapat digunakan dalam analisis senyawa NDEA pada sampel ikan asin dan kornet?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mempelajari parameter jenis pelarut organik, volume larutan umpan dan temperatur pada analisis senyawa NDEA secara kromatografi gas melalui teknik HS-SDME.
2. Mempelajari validitas metode HS-SDME untuk analisis senyawa NDEA secara kromatografi gas.
1.4 Manfaat Penelitian
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teknik Preparasi Sampel
Preparasi sampel merupakan salah satu tahap terpenting dalam analisis suatu sampel. Hal ini disebabkan tidak semua analit dapat dianalisis secara langsung menggunakan instrumen, meskipun intrumen tersebut sudah dilengkapi dengan detektor yang mempunyai sensitivitas tinggi (Supriyanto, 2005). Salah satu tujuan dilakukannya preparasi sampel adalah untuk memekatkan analit sehingga sensitivitas pengukuran dapat ditingkatkan. Kedudukan preparasi sampel dalam proses analisis ditunjukkan dalam Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Skema proses analisis sampel (Supriyanto, 2005).
Ekstraksi merupakan teknik preparasi sampel yang digunakan untuk isolasi dan pemekatan analit dalam sampel. Pemisahan secara ekstraksi didasarkan pada perbedaan kelarutan suatu analit dalam dua pelarut yang tidak saling bercampur. Berdasarkan bentuk campuran yang akan diekstraksi, ekstraksi dapat
Homogenisasi Ekstraksi/ Pemekatan
Derivatisasi Pengambilan
sampel
Penyimpanan sampel
Preparasi sampel
dibedakan menjadi dua yaitu ekstraksi padat – cair dan ekstraksi cair – cair. (Supriyanto, 2005).
Ekstraksi cair-cair atau yang biasa disebut liquid liquid extraction (LLE) adalah salah satu teknik ekstraksi konvensional yang sederhana sehingga banyak digunakan untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif. Ekstraksi ini menawarkan reprodusibilitas tinggi dan kapasitas volume yang besar, namun ekstraksi cair-cair memerlukan banyak pelarut organik sehingga meningkatkan biaya analisis, toksisitas, menghasilkan limbah yang banyak dan berbahaya, membentuk emulsi serta waktu yang dibutuhkan untuk proses ekstraksi relatif lama. Oleh karena itu dewasa ini telah banyak dikembangkan teknik ekstraksi yang lebih menguntungkan seperti ekstraksi fasa padat (solid phase extraction) dan ekstraksi fasa padat mikro (solid phase microextraction) meskipun dalam prakteknya teknik baru tersebut masih sulit diterapkan untuk analisis rutin karena metode ini membutuhkan instrumen analisis yang canggih dan mahal, prosesnya rumit serta material yang digunakan tidak dapat didaur ulang (Supriyanto, 2005).
Pemekatan senyawa target akan terjadi karena volume pelarut organik jauh lebih kecil dibandingkan dengan volume sampel. Derajat pemekatan teoritis didefinisikan sebagai perbandingan volume sampel dan volume pelarut organik. Transfer massa senyawa dari larutan sampel ke pelarut organik dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah waktu ekstraksi, ukuran tetesan, bentuk fisik dan kimia dari bahan pelarut, volume sampel, kecepatan pengadukan, suhu, dan kekuatan ion dalam campuran (Wardencki et al., 2007).
Ekstraksi senyawa target dengan teknik SDME dapat dilakukan dengan dua cara yaitu direct SDME dan HS-SDME (headspace-single drop microextraction). HS-SDME biasanya digunakan untuk analisis senyawa-senyawa volatile. Dibandingkan dengan direct SDME, pada sistem HS-SDME dapat mengurangi kontaminasi dengan matrik lain. Dalam metode ini, sebuah tetesan mikro pelarut organik dihisap diujung sampai ke badan dari microsyringe. Setelah terjadi ekstraksi, tetesan mikro tersebut dihisap kembali sampai ke microsyringe dan diinjeksikan secara langsung ke instrumen kromatografi gas untuk dianalisis (Hashemi et al., 2011).
Gambar 2.2 Skema ekstraksi menggunakan (a) HS-SDME, (b) Direct SDME
(a)
microsyiring
tetesan
larutan organik
Sejauh ini teknik SDME sudah banyak digunakan untuk ekstraksi senyawa endosulfan (Lopez-Blanco et al.,2003), dialkyl phthalate esters (Batlle dan Nerin, 2004), penentuan iodin dalam obat-obat farmasi (Das et al., 2004) dan digunakan untuk analisis metil merkuri (Gil et al., 2005)
2.2 Kromatografi Gas (gas chromatography/GC)
Kromatografi gas merupakan jenis kromatografi yang umum digunakan dalam kimia analitik untuk memisahkan dan menganalisis senyawa yang dapat menguap (Riccio et al., 2008). Pemisahan dalam GC didasarkan pada perbedaan migrasi antara dua fasa yaitu fasa diam yang berupa padatan dan fasa gerak berupa gas. Fasa diam berupa cairan yang tidak mudah menguap dan fasa geraknya berupa gas yang bersifat inert. Sehingga senyawa yang dapat dideteksi oleh GC tidak hanya terfokus pada senyawa dari golongan organik namun juga senyawa dari golongan anorganik.
Gambar 2.3 Rangkaian instrumentasi GC (Dean, 2009)
Gas pembawa (carrier gas) digunakan sebagai fasa gerak dalam kromatografi gas. Gas ini harus bersifat inert baik terhadap cuplikan maupun dengan fasa diam. Gas yang sering digunakan sebagai gas pembawa pada GC adalah gas hidrogen, helium, argon dan nitrogen. Pemisahan dengan teknik kromatografi gas hanya memerlukan waktu sebentar (beberapa menit saja) dikarenakan aliran gas pembawanya sangat cepat (Dean, 2009).
Kolom pada kromatografi digunakan sebagai tempat terjadinya proses pemisahan. Dalam kromatografi gas dikenal dua jenis kolom yaitu jenis tertutup (packed column) dan jenis terbuka (open tubular column). Untuk jenis kolom tertutup digunakan untuk preparatif karena dapat menampung cuplikan dalam jumlah banyak. Kolom ini berisi zat padat halus yang dilapisi dengan zat cair kental yang sukar menguap. Sedangkan untuk jenis kolom terbuka, kolom digunakan untuk penyimpanan, karena di bagian dalamnya tidak terhalang oleh fasa diam.
Fungsi umum detektor yaitu mengubah sifat-sifat molekul dari senyawa organik menjadi arus listrik kemudian arus listrik tersebut diteruskan ke rekorder untuk menghasilkan kromatogram. Detektor bekerja secara terus menerus selama proses analisis, cepat dan akurat. Pencatat dalam kromatografi gas berfungsi sebagai alat untuk mencetak hasil analisis. Akurasi suatu kromatogram dari suatu daerah pembacaan ditentukan oleh pemilihan pencatat sinyalnya.
Analisis dengan menggunakan instrumentasi kromatografi gas mempunyai beberapa kelebihan diantaranya memiliki daya pisah tinggi, akurasi dan reproduktibilitas tinggi, sensitifitas (tingkat nanogram), dapat diautomatisasi dan waktu analisis pendek (Sastrohamidjojo, 2002).
2.3 Bahan Tambahan Pangan
bahan tambahan pangan dibedakan menjadi dua yaitu bahan tambahan alami dan bahan tambahan buatan (sintetik).
Penggunaan bahan tambahan pangan (BTP) sebaiknya dibawah dosis ambang batas yang telah ditentukan. Karena jika melebihi dari standar yang normal maka akan sangat berbahaya bagi tubuh. Misalnya pekonsumsian bahan tambahan pangan dalam jangka panjang akan menyebabkan kanker, gangguan fungsi ginjal, hati, menurunnya fungsi otak, yang berakibat melemahnya daya ingat seseorang. Macam-macam bahan tambahan pangan yang sering digunakan adalah nitrit dan nitrosamin.
Pengawet nitrit sengaja ditambahkan pada beberapa bahan makanan olahan seperti ikan asin dan kornet sebagai pengawet. Penambahan pengawet berupa nitrit tersebut bertujuan untuk menghambat dan menghentikan aktivitas mikroorganisme seperti bakteri, kapang dan khamir sehingga produk makanan dapat bertahan lebih lama (James et al., 2009). Fungsi lain dari penambahan bahan pengawet yaitu agar lebih dapat meningkatkan cita rasa, memperbaiki warna, tekstur, sebagai bahan penstabil, pencegah lengket, memperkaya vitamin serta mineral (Yuliarti, 2007). Pengggunaan nitrit pada makanan dibatasi dalam jumlah 150 mg/kg daging.
O N
O O N O
Penggunaan nitrit dalam mengawetkan makanan seperti ikan dan daging dapat menimbulkan efek yang membahayakan. Nitrit dapat berikatan dengan amino atau amida membentuk turunan nitrosamin dan bersifat toksik (Husni dkk., 2007). Padahal nitrosamin merupakan senyawa karsinogenik yang dapat menimbulkan kanker pada berbagai jaringan tubuh.
Penggunaan nitrit juga dapat memberikan beberapa dampak seperti rasa mual, muntah-muntah, pening kepala dan tekanan darah menjadi rendah. Nitrit dalam jumlah besar dapat menyebabkan gangguan gastrointestinal, diare campur darah, koma, dan bila tidak ditolong akan meninggal. Keracunan kronis dapat mengakibatkan depresi, dan sakit kepala.
Nitrosamin adalah senyawa nitroso yang terbentuk di makanan tertentu sebagai hasil dari reaksi zat nitrosating yang berasal dari garam nitrit atau nitrogen oksida dengan senyawa yang memiliki gugus amino. Senyawa nitrosamin terbukti bersifat karsinogenik, beracun dan teratogenik (Andrzejewski et al.,2008).
N N O R2
R1
Gambar 2.5 Struktur nitrosamin
Nitrosamin atau natrium nitrit berbentuk kristal yang tak berwarna atau sedikit semu kuning. Nitrosamin dapat berbentuk seperti bubuk, butir-butir atau bongkahan dan tidak berbau. Garam ini sangat digemari, antara lain untuk mempertahankan warna asli daging serta memberikan aroma yang khas seperti sosis, keju, kornet, dendeng, ham dan lain-lain.
Reaksi pembentukan nitrosamin dapat diidentifikasi melalui reaksi Liebermann. Nitrit yang terdapat dalam bentuk asam nitrit akan terprotonasi menjadi kation nitrosonium N ≡ O+dan air H2NO2+= H2O + NO+ . Hasil dari nirosonium tersebut kemudian bereaksi dengan amina mengasilkan senyawa nitrosamin. Persamaan reaksinya digambarkan pada Gambar 2.6.
N
Menurut Prangdimurti dkk (2007) proses terjadinya reaksi nitrosasi dijelaskan pada persamaan 2.1 dan 2.2.
NO2- + 2H+ NO+ + H2O (2.1) Nitrit
R2NH + NO+ R2NNO + H+ (2.2) Amina sekunder Nitrosamin
Senyawa nitrit mudah terdekomposisi dalam lingkungan asam membentuk nitrosating agents yang reaktif, yaitu NO+, N2O3 dan HNO2O3+.
Nitrosating agents ini akan bereaksi dengan senyawa amina sekunder yang terdapat dalam bahan pangan membentuk NNCs (Nitroso Compound), yaitu N-nitrosodimetilamin (paling karsinogenik), N-nitrosodietilamin, dan N-nitrosodipropilamin. Kondisi pH optimum yang digunakan untuk nitrosasi senyawa amin sekunder berkisar antara 2,5 dan 3,5. Makanan biasanya memiliki pH lebih tinggi dari 3,5, namun tingkat keasaman makanan tersebut dapat memicu reaksi nitrosasi meskipun dengan laju yang lambat. Keasaman lambung yang mendekati pH 2,5-3,5 merupakan kondisi yang cocok untuk reaksi nitrosasi (Silalahi, 2005).
Salah satu dampak negatif nitrosamin adalah dapat menimbulkan tumor pada bermacam-macam organ, termasuk hati, ginjal, kandung kemih, paru-paru, lambung, saluran pernafasan, pankreas dan lain-lain. Senyawa yang termasuk golongan nitrosamin diantaranya adalah nitrosodimetilamin, nitrosodietilamin, nitrosodipropilamin, nitrosopirolidin nitrosopiperidin dan nitrosometiletilamin.
Nitrosodietilamin adalah salah satu senyawa turunan nitrosamin yang terbentuk dari reaksi amina sekunder dengan agen nitrosating. Senyawa nitrosodietilamin juga diduga terlibat dalam tumor pencernaan pada manusia. Rumus struktur senyawa nitrosodietilamin dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Struktur senyawa nitrosodietilamin
Nitrosodietilamin merupakan cairan yang berwarna kuning dengan rumus molekul C4H10N2O dan mempunyai berat jenis 0,95 g/mL dengan titik didih 177°C. Sedangkan untuk kelarutannya, senyawa NDEA larut dalam dichloromethane, metanol dan air (O’Neil, 2001)
Menurut Silalahi (2005), nitrosodimetilamin dan nitrosodietilamin bersifat karsinogenik paling kuat diantara karsinogen kimia. Berdasarkan penelitiannya terhadap Cerpelai (sejenis musang) yang diberi tepung ikan yang mengandung pengawet nitrit ternyata menimbulkan nekrosis hati dan setelah dideteksi ternyata tepung tersebut mengandung senyawa nitrosodietilamin.
O N N
2.4 Ikan Asin dan Kornet
Ikan merupakan salah satu sumber protein hewani yang banyak dikonsumsi masyarakat. Ikan merupakan bahan makanan yang sangat cepat mengalami pembusukan dibandingkan dengan bahan makanan yang lain. Penyebabnya adalah tingginya kadar air dalam badan ikan, teksturnya lunak, dan kandungan gizinya tinggi sehingga dijadikan medium yang baik bagi pertumbuhan bakteri (Adawyah, 2007).
Ikan asin adalah bahan makanan yang terbuat dari daging ikan yang diawetkan dengan menambahkan banyak garam. Keberadaan ikan asin saat ini disinyalir sebagai salah satu penyebab penyakit kanker nesofaring. Hal itu dikarenakan, dalam proses pengolahan ikan asin, yakni waktu pengasinan dan penjemurannya, (hasil perombakan protein) pada daging ikan terkena panas dari sinar matahari sehingga membentuk senyawa nitrosamin (Afrianto dan Liviawati, 2002).
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik dan Laboratorium Instrumentasi Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Surabaya mulai bulan Januari – Juni 2012.
3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan penelitian
Bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini antara lain nitrosodietilamin (NDEA) 99,99%, pelarut organik (methanol, heksana, karbon tetraklorida (CCl4), etil asetat, nitrobenzena) (pa) dan sampel yang digunakan adalah ikan asin dan daging kalengan (kornet) yang diperoleh dari salah satu pasar di wilayah Mulyorejo, Surabaya.
3.2.2 Alat – alat penelitian
3.3 Variabel Penelitian 3.3.1 Variabel bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah jenis pelarut organik (heksana, CCl4, etil asetat dan nitrobenzena), volume larutan umpan ( 10, 20, 30 dan 40 mL) dan temperatur (30, 45, dan 60°C).
3.3.2 Variabel terikat
Variabel terikat adalah luas area kromatogram. 3.3.3 Variabel terkontrol
3.4 Prosedur Penelitian 3.4.1 Diagram Alir Penelitian
Pembuatan larutan standar nitrosodietilamin (NDEA)
Optimasi parameter analitik head space single drop microextracxy (HS - SDME)
Temperatur
Pembuatan larutan standar nitrosodietilamin (NDEA)
Optimasi parameter analitik head space single drop microextracxy (HS - SDME)
Analisis sampel
Pembuatan kurva kalibrasi dengan parameter yang telah di optimasi Pembuatan larutan standar
nitrosodietilamin (NDEA)
Pembuatan kurva standar NDEA
Optimasi parameter analitik head space single drop microextraction (HS - SDME)
3.4.2 Pembuatan larutan induk nitrosodietilamin (NDEA) 500 ppm
Larutan induk NDEA 500 ppm dibuat dengan cara mengencerkan sebanyak 250 µL NDEA murni (1000 mg; 1mL; 99,99%) ke dalam labu ukur 500 mL, kemudian ditambah dengan metanol sampai tanda batas dan dikocok.
3.4.3 Pembuatan larutan standar nitrosodietilamin (NDEA)
Larutan standar 50 ppm dibuat dengan mengambil sebanyak 1000 μL larutan induk NDEA 500 ppm, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL dan diencerkan dengan metanol sampai tanda batas, lalu dikocok hingga homogen. Untuk membuat larutan standar NDEA 40 ppm, 30 ppm, 20 ppm, dan 10 ppm dibuat dengan cara memipet dengan menggunakan mikropipet berturut
-turut sebanyak 800 μL, 600 μL, 400 μL dan 200 μLdari larutan induk 500 ppm
kemudian dimasukkan dalam labu ukur 10 mL, lalu ditambahkan metanol sampai tanda batas dan dikocok.
3.4.4 Pembuatan kurva standar NDEA tanpa ekstraksi
Sebanyak1 μL larutan standar NDEA 50 ppm, 40 ppm, 30 ppm, 20 ppm dan 10 ppm masing-masing diinjeksikan langsung ke dalam instrumen GC-FID dan dianalisis. Hasil analisis berupa luas area kromatogram, kemudian dibuat kurva standar NDEA antara konsentrasi dengan luas area kromatogram.
3.4.5 Optimasi parameter analitik pada ekstraksi NDEA secara
headspace-single drop microextraction(HS-SDME)
larutan standar dimasukkan ke dalam botol yang sudah berisi batang pengaduk. Kemudian ditutup dengan karet penutup. Syring yang telah berisi pelarut organik sebanyak 3 μL dimasukkan ke dalam botol kaca secara tegak lurus hingga ujung syring menggantung di atas larutan standar (Intissar, 2012). Kemudian ujung syring ditekan sehingga pelarut organik menggantung di ujung jarum dengan posisi di atas larutan umpan. Larutan diaduk dengan menggunakan pengaduk magnetik selama waktu dan kecepatan tertentu (misal 1.080 rpm) (Intissar, 2012). Setelah proses ekstraksi selesai, pelarut organik ditarik kembali ke dalam syring, kemudian diinjeksikan secara langsung ke instrumen GC-FID, hasil analisis berupa luas area puncak kromatogram.
Gambar 3.1 Set-up HS-SDME
3.4.5.1 Optimasi jenis pelarut organik
tetap (volume pelarut organik 3 µL, waktu ekstraksi 30 menit, kecepatan pengadukan 1.080 rpm temperatur 30°C dan volume larutan umpan dengan konsentrasi 30 ppm sebanyak 20 mL). Prosedur ekstraksi seperti yang telah dijelaskan pada prosedur 3.4.5. Larutan hasil ekstraksi dianalisis dengan GC, kemudian dibuat grafik hubungan antara jenis pelarut organik dan luasan puncak kromatogram.
3.4.5.2 Optimasi volume larutan umpan
Pada penelitian ini digunakan volume larutan umpan yang bervariasi yaitu 10, 20, 30 dan 40 mL, sementara variabel yang lain dibuat tetap (volume pelarut organik 3 µL, waktu ekstraksi 30 menit, kecepatan pengadukan 1.080 rpm dan temperatur 30°C), sedangkan jenis pelarut organik sesuai dengan hasil optimasi pada prosedur 3.4.5.1 dan prosedur ekstraksi seperti yang dijelaskan pada prosedur 3.4.5. Larutan hasil ekstraksi dianalisis dengan GC-FID, kemudian dibuat grafik hubungan antara volume larutan umpan dan luasan puncak kromatogram. Volume yang optimal digunakan dalam optimasi parameter selanjutnya.
3.4.5.3 Optimasi temperatur
ekstraksi dianalisis dengan GC-FID, kemudian dibuat grafik hubungan antara temperatur dan luasan puncak puncak kromatogram.
3.4.6. Pembuatan kurva kalibrasi NDEA hasil ekstraksi menggunakan HS-SDME
Sebanyak 5 konsentrasi larutan standar NDEA masing-masing 50 ppm; 40 ppm; 30 ppm; 20 ppm dan 10 ppm, diekstraksi dengan menggunakan parameter analitik yang telah dioptimasi pada prosedur 3.4.5. Kemudian larutan hasil ekstraksi dianalisis menggunakan GC-FID lalu dibuat grafik hubungan antara konsentrasi larutan standar dan luasan puncak kromatogram.
3.4.7 Preparasi sampel
Sampel ikan asin dipotong kecil-kecil dan ditimbang sebanyak 50 g, kemudian dimasukkan dalam gelas beker 250 ml, ditambah dengan 50 mL metanol, diaduk, kemudian didiamkan selama ± 2 jam. Campuran dimasukkan dalam labu ukur 100 mL dan diecerkan dengan metanol sampai tanda batas. Kemudian disaring menggunakan corong buchner untuk memisahkan padatan.
Preparasi sampel kornet dilakukan dengan cara dihaluskan dan ditimbang sebanyak 50 g, kemudian dimasukkan dalam gelas beker 250 mL, ditambah dengan 50 mL metanol, diaduk, kemudian didiamkan selama ± 2 jam. Campuran dimasukkan dalam labu ukur 100 mL dan diecerkan dengan metanol sampai tanda batas. Kemudian disaring menggunakan corong buchner untuk memisahkan padatan.
3.4.8 Analisis sampel
ekstraksi dianalisis dengan GC. Kadar senyawa nitrosodietilamin dihitung dengan menggunakan persamaan regresi linier yang diperoleh dari kurva standar.
3.5 Penentuan Validitas Metode 3.5.1 Penentuan limit deteksi
Limit deteksi suatu metode menyatakan kadar terkecil analit dalam suatu sampel yang masih dapat terdeksi oleh metode tersebut dan memiliki nilai sinyal yang berbeda dari sinyal blanko. Limit deteksi dihitung berdasarkan data yang diperoleh dari pembuatan kurva standar. Sinyal NDEA pada konsentrasi limit deteksi dinyatakan sebagai YLOD dan diperoleh dari perhitungan menggunakan Persamaan 3.1.
diperoleh limit deteksi (x). Semakin kecil nilai limit deteksi, maka semakin baik karakteristik instrumen tersebut (Miller dan Miller, 1988).
3.5.2 Akurasi
Akurasi menyatakan ketepatan yang merupakan kedekatan setiap nilai hasil pengukuran atau nilai rata-rata hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya. Akurasi dinyatakan dengan perbandingan antara konsentrasi rata-rata yang diperoleh dari hasil pengukuran larutan standar dengan konsentrasi yang sebenarnya dan dihitung menggunakan Persamaan 3.3.
%
Dengan ketentuan x merupakan nilai (konsentrasi) rata-rata hasil pengukuran, sedangkan adalah konsentrasi sebenarnya.
3.5.3 Presisi (koefisien variasi)
Presisi atau ketelitian menyatakan derajat kedapatulangan (reproducibility) yakni besarnya kesesuaian atau penyimpangan dari setiap nilai hasil pengukuran yang dilakukan berulang-ulang pada sampel yang sama. Presisi dihitung dari nilai simpangan baku (standar deviasi/SD).
Dengan ketentuan x adalah nilai setiap pengukuran,
_
x adalah nilai x rata-rata, dan n adalah jumlah pengukuran (pengulangan). Pengukuran memberikan presisi yang baik jika harga KV < 3% (Miller dan Miller., 1988).
3.5.4 Faktor pemekatan (enrichment factor/ EF)
Enrichment factor menjelaskan seberapa besar pemekatan yang terjadi selama proses ekstraksi. Ada 2 (dua) rumus yang digunakan untuk menentukan seberapa besar derajat pemekatan selama proses ekstraksi analit dari sampel ke pelarut organik yaitu theoretical enrichment factor dan true enrichment factor (Miller dan Miller., 1988). Nilai theoretical enrichment factor diperoleh dengan cara memasukkan jumlah volume larutan umpan per volume pelarut organik yang digunakan selama proses ekstraksi. Perhitungan tersebut dirumuskan seperti pada Persamaan 3.6.
Sedangkan true enrichment factor diperoleh dari hasil perkalian theoretical enrichment factor dengan recovery(R) atau akurasi rata-rata dari kurva kalibrasi. Perhitungan tersebut dirumuskan seperti pada Persamaan 3.7.
EFtr EFth xR
(3.6)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Optimasi Parameter pada Sistem Kromatografi Gas
Optimasi sistem pada kromatografi gas merupakan langkah awal yang dilakukan sebelum melakukan analisis dengan menggunakan GC. Dalam penelitian ini GC yang digunakan yaitu GC Hewlett Packerd series II 5890, USA dan untuk tipe kolomnya digunakan HP-5 (5% fenil tersubstitusi methylpolysiloxane) 30 m - 0.250 mm; 10,10 µm yang sifatnya non polar (Rouessac dan Rouessac 2007). Detektor yang digunakan adalah detektor FID (flame ionization detector). Pemilihan detektor FID disebabkan karena detektor ini mampu menganalisis hampir semua komponen senyawa organik seperti hidrokarbon, karbon dan komponen lain yang mudah terbakar (Skoog et al., 2007) dan sebagai gas pembawanya digunakan gas hidrogen dan nitrogen dengan laju alir 68 mL/menit.
Tabel 4.1 Kondisi operasional kromatografi gas
Pengaturan Kondisi
Inl. A 250 °C
Det. A 300 °C
Init. Temp. 40 °C Init. Time 3 menit
Rate 10,0° C/min
Final Temp. 120 (°C) Final Time 1,00 menit
Gambar 4.1 Kurva hasil optimasi kondisi operasional kromatografi gas
muncul di pada menit ke 5 – 6. Untuk gambar kromatogram dari metanol dan NDEA dapat dilihat pada Gambar 4.2.
4.2 Pembuatan Kurva Standar NDEA tanpa Menggunakan HS-SDME Kurva standar NDEA dibuat dengan cara mengukur larutan standar NDEA 10, 20, 30, 40 dan 50 ppm. Larutan standar NDEA dianalisis secara langsung dengan kromatografi gas tanpa menggunakan HS-SDME. Kurva standar NDEA tanpa HS-SDME dibuat dengan tujuan untuk mengetahui adanya korelasi linear antara konsentrasi NDEA dengan sinyal berupa luas area kromatogram. Data yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.3.
Tabel 4.2 Data pengukuran larutan standar NDEA tanpa HS-SDME
Gambar 4.3 Kurva standar NDEA tanpa menggunakan HS-SDME
4.3 Optimasi Parameter Analitik
Optimasi parameter analitik digunakan untuk mengetahui kondisi optimum ekstraksi dengan menggunakan metode headspace single drop microextraction (HS-SDME). Dalam penelitian ini parameter analitik yang dioptimasi adalah jenis pelarut organik, volume larutan umpan dan temperatur. 4.3.1 Optimasi jenis pelarut organik
Pemilihan pelarut organik sangat penting dalam ekstraksi karena analit akan lebih banyak terekstrak pada pelarut yang paling sesuai. Prinsip yang paling mendasar dalam pemilihan jenis pelarut adalah berdasarkan prinsip like dissolve like. Selain itu tingkat selektivitas, polaritas, volatilitas, densitas, tegangan permukaan, titik didih dan konstanta dielektrik juga perlu diperhatikan (Psillakis dan Kalogerakis, 2002 dan Batlle dan Nerin, 2004).
Pada penelitian ini dilakukan percobaan terhadap pelarut organik golongan alkana (heksana), alkana tersubtitusi (karbon tetraklorida), ester (etil asetat) dan benzena tersubtitusi (nitrobenzena). Masing-masing jenis pelarut organik tersebut memiliki karakteristik secara kimia dan fisika seperti yang tercantum dalam Tabel 4.3
Tabel 4.3 Karakteristik fisika dan kimia berbagai jenis pelarut organik
Karakteristik pelarut Jenis pelarut organik
Heksana CCl4 Etil Asetat Nitrobenzena
Titik didih 68,7 76,72 77 210,9
Densitas pada 20°C 0,672 1,594 0,902 1,253
Konstanta dielektrik 1,88 2,2 6 34,82
Log Kow 3,90 2,04 0,66 2,13
Pemilihan pelarut mikro. Efisiensi ekstraksi ekstraksi dengan masing pelarut organik dengan konsentrasi NDEA 30 ppm, waktu ekstraksi 30 menit, 20 mL. Setelah proses ekstraksi syringe lalu diinjekkan ke dapat dilihat pada Tabel
Tabel 4.
pelarut didasarkan pada efisiensi ekstraksi dan kestabilan ekstraksi diperoleh dari besarnya luasan area NDEA
masing-masing jenis pelarut tersebut. Untuk optimasi dengan metode HS-SDME, kondisi yang dibuat tetap
30 ppm, kecepatan pengadukan 1.080 rpm, temperatur kstraksi 30 menit, volume pelarut organik 3 µL dan volume larutan umpan
proses ekstraksi selesai, tetesan hasil ekstraksi ditarik diinjekkan ke instrumentasi GC. Hasil analisis jenis pelarut
Tabel 4.4 dan Gambar 4.4.
Tabel 4.4 Data hasil optimasi pelarut organik pelarut organik
Berdasarkan data pada Gambar 4.4 dapat disimpulkan bahwa pelarut organik yang optimum adalah etil asetat. Pelarut organik yang optimum diperoleh dari luas area kromatogram yang terbesar. Pemilihan etil asetat sebagai pelarut yang paling optimal karena kelarutan NDEA sangat besar dalam etil asetat bila dibandingkan dengan kelarutan NDEA dalam CCl4 dan heksana. Berdasarkan nilai KowNDEA (0,48) yang nilainya hampir mendekati nilai Kowetil asetat (0,66) menyebabkan senyawa tersebut lebih suka pada pelarut organik etil asetat yang sifatnya semipolar juga. Semakin besar nilai Kow tingkat kepolarannya semakin tinggi. Selain itu sifat kepolaran juga dapat dilihat dari konstanta dielektrik etil asetat yang lebih kecil (6) bila dibandingkan dengan pelarut NDEA yaitu metanol (33,62). Semakin besar konstanta dielektrik dari suatu pelarut organik maka semakin besar pula tingkat kepolarannya (Smallwood, 1996).
Pada pelarut CCl4 dan heksana luas areanya lebih kecil bila dibandingkan dengan etil asetat. Hal ini disebabkan sifat CCl4dan heksana yang cenderung non polar menyebabkan kedua jenis pelarut organik tersebut kurang bisa mengekstraksi NDEA dengan baik. Sedangkan pada pelarut nitrobenzena, tidak dapat digunakan karena tetesan pada syring dari pelarut organik tersebut selalu jatuh pada saat proses ekstraksi, sehingga pelarut ini tidak digunakan dalam mengekstraksi NDEA.
4.3.2 Optimasi volume larutan umpan
asetat. Untuk optimasi volume larutan umpan, kondisi yang dibuat tetap adalah konsentrasi NDEA 30 ppm, kecepatan pengadukan 1.080 rpm, temperatur 30°C, waktu ekstraksi 30 menit, volume pelarut organik 3 µL. Prosedur yang digunakan sama dengan saat optimasi jenis pelarut organik, akan tetapi volume larutan umpan divariasi mulai dari 10 mL, 20 mL, 30 mL dan 40 mL. Setelah proses ekstraksi selesai, tetesan hasil ekstraksi ditarik ke dalam syringelalu diinjekkan ke instrumentasi GC. Hasil analisis NDEA pada optimasi volume larutan umpan dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Gambar 4.5.
Tabel 4.5 Data hasil optimasi volume larutan umpan Volume larutan umpan
(mL)
Berdasarkan Tabel 4.5 dan Gambar 4.5 dapat teramati bahwa semakin besar volume larutan umpan, semakin banyak NDEA yang terekstrak. Dari kurva tersebut terlihat luasan area kromatogram pada optimasi volume larutan ekstrak mengalami kenaikan sampai pada volume 30 mL dan kemudian pada volume 40 mL mengalami penurunan. Hal ini menunjukkan bahwa tetesannya telah jenuh dengan NDEA dari larutan umpan dengan volume 30 mL. Maka dari itu volume larutan umpan 30 mL dipilih sebagai volume optimum dalam analisis NDEA dengan HS-SDME. Volume larutan umpan sebanyak 30 mL ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Lorena (2007).
4.4.1 Optimasi temperatur
Optimasi temperatur dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang optimal pada analisis NDEA menggunakan GC secara HS-SDME. Optimasi temperatur sangat diperlukan karena temperatur memiliki efek yang signifikan pada kinetika dan termodinamika dalam proses ekstraksi. Hal ini dikarenakan transfer massa analit dari larutan sampel ke pelarut organik tergantung pada temperatur.
syringelalu diinjekkan ke GC. Hasil analisis temperatur dapat dilihat pada Tabel
Berdasarkan data pada Tabel 4.6, dipilih kondisi temperatur yang optimum untuk proses ekstraksi NDEA yaitu 30°C. Hasil ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Ventenas (2005) yang menjelaskan bahwa pada temperatur di atas 30 °C (diatas temperatur kamar) dapat menyebabkan pelarut organik yang digunakan cepat menguap sehingga menurunkan efisiensi ekstraksi.
dapat mempengaruhi stabilitas tetesan dan mengurangi reproduksibilitas pada metode HS-SDME. Hal ini dikarenakan distribusi konstan analit yang ada dalam larutan umpan dan tetesan menurun dengan meningkatnya suhu (Hashemi, 2011).
Semakin tinggi suhu dalam suatu ekstraksi akan memudahkan analit untuk terekstrak, sehingga akan mempercepat penyerapan zat tersebut dalam pelarut organik yang mengekstraknya (Ling et al., 2006). Namun, kenaikan berlebihan dari suhu dapat menyebabkan desorpsi dini dari analit. Secara umum, suhu optimal tergantung pada komposisi matriks dan fasa stasioner yang digunakan (Wardencki, 2007).
4.4 Pembuatan Kurva Standar NDEA dengan menggunakan HS-SDME Pada penelitian ini kurva standar NDEA menggunakan metode ekstraksi HS-SDME diperoleh dari pengukuran larutan standar NDEA dengan konsentrasi 10, 20, 30, 40 dan 50 ppm menggunakan kondisi parameter yang telah dioptimasi yaitu dengan menggunakan pelarut organik etil asetat, volume larutan ekstrak 30 mL dan pada temperatur 30°C.
Tabel 4.7 Data hasil konsentrasi larutan standar 0,999. Dengan persamaan analisis NDEA dengan presisi dan akurasi tanpa
hasil pengukuran larutan standar NDEA dengan HS-Konsentrasi NDEA
Gambar 4.7 Kurva standar NDEA dengan HS- SDME
kurva pada Gambar 4.8. diperoleh persamaan regresi 5431, dimana y adalah luas area kromatogram dan standar NDEA. Dari kurva tersebut diperoleh nilai persamaan regresi ini diperoleh nilai presisi dan akurasi
dengan HS-SDME adalah 0,05 dan 101,8%. Sedangkan tanpa HS-SDME yang dihitung dari kurva standar
adalah 0,38 dan 111,4%. Dengan demikian dapat disimpulkan
analisis NDEA dengan menggunakan HS-SDME dapat meningkatkan selektivitas alat dalam merespon analit. Selain itu, persamaan regresi ini dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi NDEA dalam sampel dan persen recovery dari penambahan standar adisi pada sampel
4.5 Penentuan Validitas Metode
Penentuan validitas metode merupakan bagian yang tak kalah pentingnya dalam perkembangan suatu metode. Nilai dari validitas metode ditentukan dari parameter-parameternya yang meliputi limit deteksi (LOD), akurasi, presisi dan faktor pemekatan (enrichment factor/EF).
4.5.1 Perbandingan limit deteksi metode kromatografi tanpa dan dengan HS-SDME
Limit deteksi suatu metode menyatakan kadar terkecil analit dalam suatu sampel yang masih dapat terdeteksi oleh metode tersebut dan memiliki nilai sinyal yang berbeda dari sinyal blanko. Limit deteksi analisis NDEA secara kromatografi gas tanpa HS-SDME dan dengan HS-SDME dapat dilihat pada Tabel 4.8.
Gambar 4.8 Kurva standar NDEA tanpa dan dengan HS-SDME
4.5.2 Akurasi
Penentuan akurasi dilakukan menggunakan data dari kurva standar NDEA dengan konsentrasi 10 sampai 50 ppm. Dari analisis tersebut nilai akurasi yang diperoleh dari penelitian ini berkisar antara 98,80% sampai 101,8% dengan akurasi rata-ratanya 100,15%. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa analisis NDEA dengan menggunakan metode HS-SDME dengan menggunakan kromatografi gas mempunyai akurasi yang baik. Akurasi dikatakan baik apabila rentang nilainya berkisar 90%-110% (Harmita, 2004). Untuk data akurasi larutan standar NDEA dengan SDME secara headspace dapat dilihat pada Tabel 4.9
Tabel 4.9 Data akurasi larutan standar NDEA dengan HS-SDME Konsentrasi NDEA (ppm) Akurasi (%)
10 101,18
20 98,80
30 99,97
40 100,02
50 100,15
4.5.3 Presisi
Tabel 4.10 Data presisi (%KV) larutan standar NDEA
Konsentrasi NDEA (ppm) KV (%)
10 0,05
20 0,06
30 0,28
40 0,52
50 1,07
Berdasarkan Tabel 4.10 dapat disimpulkan bahwa presisi analisis NDEA dengan menggunakan metode HS-SDME sangat baik. Hal ini ditunjukkan dengan nilai koefiisien variasi (KV) yang kurang dari 3%(Miller dan Miller 1988).
4.5.4 Faktor pemekatan (enrichment factor/EF)
Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan (lampiran 5) diperoleh besarnya pemekatan secara teoritis pada analisis NDEA dengan HS-SDME sebesar 10.000 kali. Hal ini menandakan bahwasanya dalam ekstraksi tersebut telah terjadi pemekatan sebesar 10.000 kali dari konsentrasi awal. Sedangkan pada pemekatan yang sebenarnya sebesar 10.015 sehingga dapat disimpulkan bahwa faktor pemekatan pada metode HS-SDME sangat baik karena tidak ada beda yang terlalu jauh antara faktor pemekatan teori dengan faktor pemekatan yang sebenarnya.
4.6 Preparasi dan Analisis Sampel
Mulyorejo, Surabaya. Teknik pengambilan sampelnya juga dilakukan secara acak untuk ikan asin dan untuk sampel kornet dilakukan analisis terhadap tiga merk kornet yang berbeda.
Larutan sampel hasil preparasi dianalisis dengan menggunakan metode HS-SDME, parameter yang dibuat tetap adalah volume sampel 30 mL, kecepatan pengadukan 1.080 rpm, waktu ekstraksi 30 menit, volume pelarut organik (microdrop) 3 μL, temperatur 30 °C dan pelarut organik yang digunakan adalah etil asetat. Hasil dari analisis sampel dapat dilihat pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11 Data hasil analisis sampel
Kode sampel Rata-rata area NDEA dalam sampel Ikan asin Daging kaleng (kornet)
A 6.395,85 5.525,23
B 6.031,94 5.976,97
C 6.239,17 5.727,37
Untuk mengetahui besarnya konsentrasi NDEA dalam sampel maka dilakukan perhitungan dengan cara memasukkan luasan area dari masing-masing sampel ke persamaan regresi y = 288,8 x + 5431 yang merupakan regresi hasil ekstraksi NDEA dengan menggunakan HS-SDME. Hasil dari perhitungan tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.12.
Tabel 4.12 Data hasil analisis NDEA dalam sampel
Merk Sampel Konsentrasi NDEA dalam sampel (ppm)
Ikan asin Daging kaleng (kornet)
A 3,34 0,33
B 2,08 1,89
Berdasarkan data pada Tabel 4.12 dapat disimpulkan bahwa metode HS-SDME dapat mengekstrak senyawa NDEA dalam sampel ikan asin maupun daging kaleng (kornet). Hal ini dikarenakan dalam pengawetan ikan asin maupun kornet digunakan pengawet nitrit, dimana nitrit tersebut dapat bereaksi dengan amina sekunder membentuk senyawa nitrosamin.
4.7 Penentuan Konsentrasi NDEA dalam Sampel dengan Teknik Standar Adisi
Pada penentuan konsentrasi NDEA dalam sampel dilakukan dengan cara menambahkan larutan standar NDEA sehingga konsentrasi akhir NDEA yang ditambahkan dalam sampel tersebut adalah 5 ppm. Tujuan dari dilakukannya teknik standar adisi adalah untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh matriks dalam sampel terhadap efisiensi ekstraksi.
Tabel 4.13 Data hasil adisi standar sampel dan recoverysampel setelah dilakukan penambahan larutan standar 5 ppm.
Kode sampel
Ikan asin Daging kaleng (kornet)
Luas area
A 7.584,62 7,46 89,44 6.750,92 4,57 85,75
B 7.321,71 6,55 92,46 6.934,35 5,02 75,52
C 7.359,81 6,68 85,62 7.094,49 5,76 95,58
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Kondisi optimum yang digunakan dalam analisis NDEA secara kromatografi gas melalui teknik HS-SDME dapat dicapai dengan menggunakan etil asetat sebagai pelarut organik, volume larutan umpan sebanyak 30 mL dan temperatur sebesar 30 °C.
2. Berdasarkan kondisi parameter yang telah optimum, diperoleh nilai limit deteksi dengan menggunakan metode HS-SDME sebesar 0,53 ppm, akurasi sebesar 100,15%, presisi antara 0,05-1,07 dan faktor pemekatannya sebesar 10.015. Hasil recovery dari penambahan standar adisi sampel ikan asin A 89,44% B 92,46% dan C 85,65% sedangkan recoverypada kornet A 85,75% B 75,52% dan C 95,58%.
5.2 Saran
1. Perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh matrik (lemak dan protein). 2. Perlu dilakukan analisis senyawa turunan nitrosamin lain yang sifatnya
DAFTAR PUSTAKA
Adawyah, R. 2007. Pengolahan dan Pengawetan Ikan. Jakarta: Bumi Aksara Afrianto, E dan Liviawaty, E., 2002. Pengawetan dan Pengolahan Ikan.
Yogyakarta : Kanisius.
Andrade, R., Reyes, F.G.R., Rath, S., 2005, A Method For The Determination Of Volatile N-Nitrosamine In Food By HS-SPME-GC-TEA. Food Chemistry,Vol.91:173-179
Andrzejewski, P., Kaspprzyk-Horden, B., Nawrocki, J., 2008, N-nitrosodimethylamine (NDMA) Formation During Ozonation of Dimethylamine-Containing Waters. Water Res. Vol. 42:863–870. Batlle, R., dan Nerin, C., 2004, Application of Single-drop Microextraction to
the Determination of Dialkyl Phthalate Ester in Food Simulants, Journal of Chromatography A, Vol. 1045:29-35
Cahyadi, W., 2006, Analisis dan Aspek Kesehatan Bahan Tambahan Pangan, Jakarta: Bumi Aksara. Hal 29.
Das P., Gupta, M., Archana, J., Krishna, K.V., 2004, Single Drop Microextraction or Sholid Phase Microextraction – Gas Chromatography-Mass Spectrometry for Determination of Iodine in Pharmacheuticals, Iodized Salt, Milk Powder and Vegetables Involving Conversion Into 4-Iodo-N,N-Dimethylaniline, Journal of Chromatography A, Vol. 1023:33-39.
Dean, J. R., 2009, Extraction Techniques In Analytical Sciences, The Graduate School and School of Applied Sciences Northumbria University, Newcastle, UK. Hal 18.
Filho, P.J.S., Rios, A., Valcárcel, M., Zanin, K.D., Caramão, E.B., 2003, Development of a New Method for The Determination of Nitrosamines by Miceller Electrokinetic Capillary Chromatography, Water Research,Vol. 37: 3837-3842.
Gil, S., Fragueiro, S., Lavilla, I., Bendicho, C., 2005, Determination of Methylmercury by Electrothermal Atomic absorption Spectrometry Using Headspace Single Drop Microextraction with in Situ Hydride Generation,Specthrochimica Acta Part B, Vol. 60:145-150.
Hashemi, M., Habibi, A., Jahanshahi, N., 2011, Determination of Cyclamate in Artificial Sweeteners and Beverages Using Headspace Single-Drop Microextraction and Gas Chromatography Flame-Ionisation Detection,Food Chemistry, Vol.124:1258-1263
Husni, E., Samah, A., Ariati, R., 2007,Analisa Zat Pengawet dan Protein dalam Makanan Siap Saji Sosis, Jurnal Sains dan Teknologi Farmasi, Vol. 12:108-111
Intissar, Zarah Nur, 2012, Analisis Nitrosodietilamin Dalam Sosis Menggunakan Headspace-Single Drop Microextraction Gas Chromatography-Flame Ionization Detector, Skripsi, Departemen Kimia, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Airlangga
James, H., Arcot J.N., Alice L., 2009, Nitrate and Nitrite Quantification from cured meat and Vegetables and Their Estimated dietary intake in Australian.Food Chemistry, Vol.115:334-339
Jurado-Sánchez, B., Ballesteros, E., Gallego, M., 2007. Comparison of The Sensitivities of Seven N-Nitrosamines In Pre-Screened Waters Using an Automated Preconcentration System and Gas Chromatography with Different Detectors. Journal of Chromatography A, Vol.1154: 66-73
Lawrie, R.A 2003. Ilmu Daging. Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.
Ling D
.,Xizhong S., Chunhui D., 2006,
Development of GasChromatography–Mass Spectrometry Following Headspace Single-Drop Microextraction and Simultaneous Derivatization for Fast Determination of The Diabetes Biomarker, Acetone In Human Blood Samples, Analytica Chimica Acta, Vol 569:91–96.
Liu, H., dan Dasgupta, P.K., 1996, Analytical Chemistry in Drop Solvent Extraction in Microdrop,Analytical Chemistry,Vol.68:1817-1821 Lopez-Blanco, M.C., Blanco-Cid, S., Cancho-Grande, B., Simal-Gandara, J.,
2002, Application of Single Drop Microextraction and Comparison With Solid-phase Microextraction and Solid-phase Extraction for
the Determination of α-and β-Endosulfan in Water Samples by Gas
Chromatography-electrob-capture Detection, Journal of Chromatography A, Vol. 984:45-252
Marco, A., Navarro, J, S., and Flores, M., 2006, The Influence of Nitrite and Nitrate on Microbal, Chemical and Sensory Parameters of Slow Dry Fermented Sausage,Meat Science, Vol.73:660-673
Miller, J.C., dan Miller, J.N., 1988, Statistics for Analytical Chemistry Second Edition, Elllis Horwood Limited, England
Muchtadi, T.R., 2008, Teknologi Pengolahan Pangan (Food Processing Technology) Direktorat jenderal tinggi pusat antar universitas pangan dan gizi. Institute Pertanian Bogor, Bogor.
O’Neil, 2001, The Merck Index, an Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals 13th edition. Published by Merck Research Laboratories. Ozel, M, Z., Gogus, F., Yagci, S., Hamilton, J, F., Lewis, A, C., 2010,
Determination of Volatile Nitrosamines in Various meat Products Using Comprehensive Gas Chromatography-Nitrogen Chemiluminescence Detection, Food and Chemical Technology, Vol.48: 3268-3273
Pena-Pereira, F., Lavilla, I., and Bendicho, C., 2010, Colorimetric Assay for Determination of Trimethylamine-Nitrogen (TMA-N) in Fish by Combining Headspace-Single-Drop Microextraction and Microvolume UV-Vis Spectrophotometry, Food Chemistry, Vol.119: 402-407
Prangdimurti, E. Zakaria, F, R. Palupi, N, S., 2007, Toksikan yang Terbentuk Karena Pengolahan Pangan. Modul e-learning ENBP topik 7 Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan IPB
Psilakis, E., dan Kalogerakis, N. 2002, Developments in single-drop microextraction, Journal of trends in analytical chemistry, vol. 21:1. Reche, F., Garrigos, M.C., Marin, M.L., 2002, Optimization of Parameters for
The Supercritical Fluid Extraction In The Determination of N-Nitrosamines In Rubbers. Journal of Chromatography A, Vol.963:419-426
Riccio, D., Wood, D.C., Miller, J.M., 2008, Using Single Drop Microextraction for Headspace Analysis with Gas Chromatography, Journal of Chemical Education, 85(7), 965-968
Sastrohamidjojo, H., 2002, Kromatografi,Penerbit Liberty, Yogyakarta.
Silalahi, J., 2005, Masalah Nitrit dan nitrat dalam Makanan. MedikaNo. 07 Tahun ke XXXI, 460-461.
Skoog, D.A., Holler F.J., Stanley R. Crouch, 2007, Principles of Instrumental Analysis. 6th Edition. United States: Thomson Brooks/Cole.
Smallwood, M., 1996, Handbook of Organic Solvent Properties, A member of the Hodder Headline Group, London.
Supriyanto, G, 2005, Cromatomembrane Methode Applied in Pharmaceuticals Analysis,Logus Verlag, Berlin
Ventanas, S., Martín, D., Estévez, M., Ruiz, J., 2006, Analysis of Volatile Nitrosamines from a Model System Using SPME-DED at Different Temperatures and Times of Extraction,Food Chemistry, Vol.99:842-850
Wardencki, W., Curylo, J., Namieśnik, J., 2007, Trends in Solventless Sample Preparation Techniques For Environmental Analysis, Journal of Biochemical and Biophysical Methods,Vol.70:275-288.
Yuliarti, N., 2007, Awas Bahaya di Balik Lezatnya Makanan, Yogyakarta: Penerbit Andi. Hal 7-8.
