Oleh:
Evi Dorika Saragih NIM. 4103210013 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
iii
PENGEMBANGANSENSOR KIMIA UNTUKPENENTUAN
PENGAWET NITRIT DALAM DETEKSI
SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS
Evi Dorika Saragih (NIM. 4103210013)
ABSTRAK
Metode Spektrofotometri Visible dapat digunakan untuk menentukan kadar pengawet nitrit didalam daging.Metode ini didasarkan pada reaksi diazotasi antara asam nitrit (dari natrium nitrit dalam suasana asam) dengan amin aromatis primer (asam sulfanilat) membentuk garam diazonium. Selanjutnya garam diazonium direaksikan dengan N-(1-naftil) etilen diamin dihidroklorida (NED)membentuk senyawa azo berwarna ungu (purple) dan diukur absorbansinya pada panjang gelombang 545,00 nm.Optimasi analisis yang dilakukan pada penelitian ini meliputi penentuan panjang gelombang maksimum, penentuan pengaruh penambahan asam atau basa dalam analisis nitrit dan penentuan linearitas konsentrasi nitrit. Kondisi percobaan yang optimum adalah dalam suasana asam pada pH 2 dengan menggunakan H2SO4 dengan persamaan regresi linear dari kurva kalibrasi; y = 0,270x + 0,006(R2 = 0,903).Dalam pengembangan sensor kimia dengan deteksi spektrofotometri, nitrit dalam suasana asam lebih baik dibandingkan dalam suasana basa, terlihat dari kestabilan warna, panjang gelombang maksimum, dan linearitas yang dihasilkan.Metode spektrofotometri sensitif dan akurat pada pengukuran nitrit standar dengan linearitas pengukuran 1,0-8,0 ppm. Dari sepuluh sampel yang dianalisis, semuanyamengandung pengawet nitrit dengan kadar tertinggi 106,6 ppmdan kadar terendah 24,7 ppm.
DAFTAR ISI
1.1. Latar Belakang Masalah 1 1.2. Batasan Masalah 3
2.2.2. Efek Toksik Nitrit 10 2.3. Sensor Kimia 12 2.4. Metode Spektrofotometri 14
2.4.1.Warna Komplementer 16
2.4.2. Prinsip Metode Spektrofotometri 17
BAB III. METODE PENELITIAN 19 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 19 3.2. Alat dan Bahan 19 3.3.3.1.Penetuan Pengaruh pH Buffer Terhadap Sensitifitas Analisis
Nitrit 24
3.3.3.2. Penentuan Pengaruh Suasana Asam Terhadap Sensitifitas
vi
3.3.3.3. Penentuan Pengaruh SuasanaBasa Terhadap Sensitifitas
Analisi Nitrit 25
3.3.3.4. Penentuan Jenis Asam Terhadap SenitifitasAnalisi Nitrit 26
3.3.3.5. Optimasi Waktu Inkubasi 26
3.3.3.6. Penentuan Kurva Kalibrasi Nitrit 26
3.3.4. Prosedur Perlakuan Sampel 27
3.3.4.1.SkemaPerlakuan Sampel 28
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 30
4.1. Pengaruh pH Buffer Terhadap Sensitifitas Analisis Nitrit 31
4.2. Pengaruh Suasana Asam Terhadap Sensitifitas Analisis Nitrit 32
4.3. Pengaruh Suasana Basa Terhadap Sensitifitas Analisis Nitrit 33
4.4. Pengaruh Jenis Asam Terhadap Sensitifitas Analisis Nitrit 34
4.5. Waktu Inkubasi Optimum 36
4.6. Kurva Kalibrasi 37
4.7. Preparasi Sampel 38
4.8. Penetapan Kadar Nitrit Dalam Sampel 39
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 40
5.1. Kesimpulan 40
5.2. Saran 40
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 722 tahun 198
Penggunaan Nitritmaksimum pada daging olahan dandaging awetan dengan batas maksimum minimal 50 mg/kg sampai 500 mg/kg, karena telah terbukti adanya kemungkinan terbentuknya senyawa nitrosamin yang bersifat karsinogen yang dapat menimbulkan kanker. 6 Tabel 2.2. Spektrum Cahaya Tampak dan Warna-warna Komplementer
Berdasarkan Panjang Gelombang . 17 Tabel 4.1. Data pengukuran panjang gelombang maksimum nitrit standar
1,0 ppm setelah direaksikan dengan asam sulfanilat dan NED. 31 Tabel 4.2. Data absorbansi pengukuran linearitas nitrit standar dengan
konsentrasi 1,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10; 13; 15 ppm dengan pelarut buffer posfat pH 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 10 setelah direaksikan dengan senyawa pengkopling asam sulfanilat dan NED pada panjang gelombang maksimum masing-masing
buffer 32
Tabel 4.3. Data pengukuran panjang gelombang maksimum nitrit standar 1,0 ppm setelah direaksikan dengan asam sulfanilat dan NED
dalam pelarut HCl. 32
Tabel4.4. Data absorbansi pengukuran linearitas nitrit standar dengan konsentrasi 1,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10; 13; 15 ppm dengan pelarut HCl 0,01, 0,001, 0,0001 dan 0,00001 M setelah direaksikan dengan senyawa pengkopling asam sulfanilat dan NED pada
panjang gelombang maksimum masing-masing konsentrasi. 33 Tabel4.5. Data pengukuran panjang gelombang maksimum nitrit
standar1,0 ppm setelah direaksikan dengan asam sulfanilat
dan NED dalam pelarut HCl. 33
Tabel 4.6. Data absorbansi pengukuran linearitas nitrit standar dengan konsentrasi 1,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10; 13; 15 ppm dengan pelarut KOH 0,01, 0,001, 0,0001 dan 0,00001 M setelah direaksikan dengan senyawa pengkopling asam sulfanilat dan NED pada
panjang gelombang maksimum masing-masing konsentrasi. 34 Tabel 4.7. Data pengukuran panjang gelombang maksimum nitrit standar
1,0 ppm setelah direaksikan dengan asam sulfanilat dan NED
dalam pelarut HCl, H2SO4, H3PO4 dan CH3COOH. 35 Tabel 4.8. Data absorbansi pengukuran linearitas nitrit standar dengan
konsentrasi 1,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10; 13; 15 ppm dengan pelarut HCl, H2SO4, H3PO4 dan CH3COOH masing-masing 0,01 M setelah direaksikan dengan senyawa pengkopling asam sulfanilat dan NED pada panjang gelombang maksimum
ix
Tabel 4.9. Data kurva kalibrasi nitrit standar 1, 3, 5, 8, dan 10 ppm pada kondisi optimum pH 2 dengan H2SO4 setelah direaksikan dengan pengkopling asam sulfanilat dan NED pada panjang
gelombang maksimum 545,00 nm 37
Tabel 4.10. Data pengukuran Absorbansi sampel pada kondisi optimum penentuan nitrit, setelah direaksikan dengan asam sulfanilat dan NED serta pelarut H2SO4 diukur pada panjang gelombang
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Natrium Nitrit Merupakan Serbuk Putih yang Sering
Ditambahkan di Dalam Makanan Sebagai Zat Pengawet 9 Gambar 2.2. Skema Sederhana Spektofotometri Uv-Vis Dalam
Penentuan Pengawet Nitrit 16 Gambar 2.3. Mekanisme Reaksi diazotasi dimana senyawa amin primer
aromatik dikopling dengan N-(1-naftil) etilen diamin
dihidroklorida (NED). 18
Gambar 3.1. Desain sensor kimia tunggal dalam sistem statis yang terdiri atas : analit, senyawa kimia aktif, transduser terdiri atas komponen elektronik, amplifikasi signal, dan signal
prosessor pada mikrokomputer (power lab). 23 Gambar 3.2. Skema preparasi sampel daging olahan untuk penentuan
kadar pengawet nitrit dengan spektrofotometri UV-Visibel
Perkin Elmer Lamda 25. 28
Gambar 4.1. Mekanisme Reaksi diazotasi senyawa amin primer aromatik dikopling dengan N-(1-naftil) etilen diamin dihidroklorida (NED) dalam suasana asam menghasikan senyawa berwarna ungu kemerahan menandakan adanya
nitrit. 30
Gambar 4.2. Penentuan Waktu Kerja Optimum dengan Menggunakan larutan standar nitrit 1,0 mg/L. Larutan nitrit 1,0 mg/L direaksikan dengan senyawa pengikat yakni asam sulfanilat dan senyawa pengkompleks yakni NED dengan pelarut H2SO4 pH 2. Waktu kerja diukur pada waktu 1-30 menit. Absorbansi diukur pada panjang
gelombang 545,00 nm. 36
Gambar 4.3. Kurva kalibrasi nitrit standar 0,1-15 ppm pada kondisi optimum pH 3 setelah direaksikan dengan senyawa pengkopling asam sulfanilat dan NED pada panjang
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data Absorbansi Berdasarkan Jenis Asam. 43 Lampiran 2. Data Hasil Pengukuran Waktu Inkubasi Optimum 44 Lampiran 3. Perhitungan Kadar Pengawet Nitrit Dalam Sampel
Daging Dengan Menggunakan Kurva Kalibrasi Larutan
Standar Nitrit 45
Lampiran 4. Dokumentasi penelitian Penentuan Pengawet Nitrit di dalamDaging yang dilakukan diLaboratoriumKimia FMIPA
1
Seluruh anggota masyarakat tanpa kecuali, merupakan konsumen pangan.
Pangan mempunyai peranan yang sangat penting dalam kesehatan masyarakat.
Oleh karena tingkat pendidikan dan pendapatan sebagian besar masyarakat di
Indonesia masih relatifrendah maka kesadaran dan kemampuan mereka sebagai
konsumen juga masih sangat kurang dalam memilih pangan. Mereka seringkali
mengabaikan kualitas pangan karena daya beli yang memang masih rendah
(Cahyadi, 2008). Penambahan pengawet pada makanan perlu diwaspadai bersama,
baik oleh produsen maupun konsumen. Penggunaan bahan pengawet pada
makanan sangat sulit dihindari dengan tujuan memperlambat, menghambat,
mencegah, menghentikan proses pembusukan dan fermentasi dari bahan makanan
baik yang disebabkan oleh mikroba, bakteri, ragi maupun jamur.
Salah satu contoh zat pengawet pada makanan adalah natrium nitrit atau
kalium nitrit yang sering digunakan sebagai pengawet daging (Cahyadi, 2008).
Natrium nitritadalah bahan kristal yang tidak berwama (sedikit semu kuning),
berbentuk sebagai bubuk, butir-butir atau bongkahan dan tidak berbau (Vogel,
1985). Tujuan penambahan natrium nitrit dalam pengolahan daging adalah untuk
menghambat pertumbuhan bakteri Clostridium botulinum, mempertahankan
warna merah pada daging agar tampak menarik dan sebagai pemberi cita rasa
pada daging (Cahyadi, 2008).Nitrit sebagai pengawet diizinkan penggunaannya di
dalam makanan, akan tetapi perlu diperhatikan agar tidak melampaui batas
sehingga tidak berdampak negatif terhadap kesehatan manusia. Permenkes RI
No.722/Menkes/Per/IX/88 tentang bahan tambahan makanan, membatasi
penggunaan maksimum pengawet natrium nitrit di dalam produk daging olahan
yaitu sebesar 125 mg/kg. Konsumsi nitrit yang berlebih dapat menimbulkan
kerugian bagi pemakainya, baik yang bersifat langsung yaitu keracunan maupun
yang bersifat tidak langsung yaitu nitrit bersifat karsinogenik. Natrium nitrit dapat
2
bersifat toksik (karsinogenik). Reaksi pembentukan nitrosamin adalah sebagai
berikut: R2NH + HNO2→ R2N - NO + H2O (Rohman & Sumantri, 2007).
Untuk mengetahui kehadiran bahan pengawet di dalam makanan secara
pasti, baik secara kualitatif maupun kuantitatif maka diperlukan instrumen yang
baik yang dapat memberikan informasi yang akurat kadar senyawa pengawet di
dalam makanan dengan cepat. Metode analisis yang dipergunakan untuk
menentukan bahan pengawet diantaranya metode kalorimetri, kromatografi dan
metode spektrofotometri. Umumnya penentuan senyawa pengawet didasarkan
pada reaksi gugus fungsi yang terdapat di dalam bahan pengawet dengan zat
kimia tertentu menghasilkan senyawa berwarna yang dapat ditentukan dengan
UV-Vis/tidak berwarna dengan UV. Cory (2009) menganalisis kandungan nitrit di
dalam burger dengan metode kromatografi kertas. Menjuan, S, dkk (2007)
menganalisis nitrit dalam sampel biologi dengan metode HPLC
(High-Peformance Liquid Cromatography).
Sensor spektrofotometri merupakan salah satu metode yang banyak
digunakan dalam analisis untuk menentukan komposisi suatu analit baik secara
kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan
cahaya.Permasalahan utama analisis spektrofotometri adalah pengukuran yang
kurang sensitif karena sulit memilih senyawa kimia pengabsorbsi yang tepat. Zat
atau senyawa kimia pengabsorbsi kebanyakan bersifat karsinogenik sehingga
tidak aman bagi pengguna di laboratorium. Permasalahan lain adalah
pendeteksian yang kurang selektif karena pengukuran spektrofotometri memberi
respon terhadap senyawa pengganggu (interference) terutama senyawa berwarna
dan senyawa organik yang menyebabkan hasil analisis cenderung kurang akurat.
Teknik analisis dengan menggunakan kromatografi sangat sensitif, akan tetapi
waktu analisis cukup lama, membutuhkan instrumen yang relatif mahal, biaya
analisis tinggi, dan membutuhkan tenaga yang sangat terampil.
Untuk mengatasi permasalahan diatas, maka dibutuhkan instrumen analisis
sensor kimia karena sensor kimia memiliki daya analisis sensitif, selektif, akurat,
cepat, stabil, keterulangan baik, sederhana, serbaguna, mudah mengoperasikan
terdapat di dalam sampel olahan pangan (Situmorang, M.dkk. 2005). Dalam
pengembangan sensor kimia nitrit, senyawa kimia aktif dapat diimmobilisasi
dalam suatu matrik dengan berbagai teknik seperti adsorpsi, entrapment, ikatan
kovalen, cross linking, dan enkapsulasi.Dalam penelitian ini, dilakukan beberapa
optimasi sehingga menghasilkan sensor analisis yang akurat dan sensitif dengan
deteksi spektrofotometri UV-Vis untuk analisis secara kuantitatif di laboratorium.
1.2. Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada permasalahan pengembangan metode analisis
sensor kimiasebagai instrument analis menjadi instrument starndar untuk menguji
kadar nitrit dalam sampel daging olahan dengan deteksi spektrofotometri UV-Vis.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, yang menjadi rumusan masalah
dalam penelitian yang akan dilakukan ini adalah :
1. Bagaimana kondisi optimum analisis pengawet nitrit dalam sampel daging
olahan dengan deteksi UV-Vis?
2. Bagaimana pengaruh suasana asam terhadap sensitifitas analisis pengawet
nitrit dalam sampel daging olahan dengan deteksi spektrofotometri
UV-Vis?
3. Bagaimana pengaruh suasana basa terhadap sensitifitas analisis pengawet
nitrit dalam sampel daging olahan dengan deteksi spektrofotometri
UV-Vis?
4. Bagaiman pembuatan desain sensor kimia yang bisa dipergunakan dengan
mudah sebagai alat terapan lapangan untuk menganalisis kadar pengawet
nitrit secara kualitatif dan kuantitatif?
5. Berapa jumlah kadar pengawet nitrit di dalam sampel daging olahan
4
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian yang akan dilakukan ini adalah sebagai
berikut :
1. Mendapatkan kondisi optimum analisis pengawet nitrit dalam sampel
daging olahan dengan deteksi UV-Vis.
2. Mengetahui pengaruh suasana asam terhadap sensitifitas analisis pengawet
nitrit dalam sampel daging olahan dengan deteksi spektrofotometri
UV-Vis.
3. Mengetahui pengaruh suasana basa terhadap sensitifitas analisis pengawet
nitrit dalam sampel daging olahan dengan deteksi spektrofotometri
UV-Vis.
4. Merancang desain sensor kimia sederhana, akurat dan mudah digunakan
sebagai alat untuk analisis pengawet nitrit secara kualitatif kemudian
dilanjutkan dengan analisis kuantitatif dengan deteksi spektrofotometri
UV-Vis.
5. Menganalisis pengawet nitrit di dalam sampel daging olahan dalam deteksi
spektrofotometri UV-Vis.
1.5. Manfaat Penelitian
Setelah penelitian ini dilakukan maka diharapkan dapat memberi manfaat
sebagai berikut:
1. Mendapatkan instrumen analisis sensor kimia yang sensitif, akurat,
sederhana, dan cepat untuk penentuan natrium nitrit pada daging olahan.
2. Memberikan informasi kepada masyarakat mengenai kandungan pengawet
natrium nitrit dalam daging serta efek toksik bagi kesehatan sehingga
40 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah :
1. Dengan metode spektrofotometri dalam penentuan natrium nitrit dalam sampel
daging diperoleh kondisi optimum analisa yaitu, pH 2 dengan menggunakan
larutan H2SO4 0,01 M, panjang gelombang maksimum adalah 545,00 nm,
linearitas pengukuran 0,1–0,8 ppm nitrit standar, serta dari kurva kalibrasi
diperoleh persamaan linear y = 0,270x + 0,006 danR² = 0,903.
2. Dalam pengembangan sensor kimia dengan deteksi spektrofotometri, nitrit
dalam suasana asam menghasilkan kestabilan warna yang baik, panjang
gelombang maksimum yang tinggi, dan linearitas yang dihasilkan baik.
3. Dalam pengembangan sensor kimia dengan deteksi spektrofotometri, nitrit
dalam suasana basa menghasilkan kestabilan warna yang kurang baik, panjang
gelombang maksimum rendah, dan lineritas kurang baik.
4. Seluruh sampel yang dianalisis positif mengandung pengawet natrium nitrit,
akan tetapi kadarnya tidak melebihi ambang batas yang telah ditetapkan oleh
pemerintah yakni sebesar 125 mg/Kguntuk daging awetan dan 50mg/Kgkornet
kalengan.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian ini diajukan saran sebagai berikut :
1. Untuk analisa yang lebih akurat, perlu pemakaian pipet mikro yang lebih teliti.
2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan pengembangan sensor kimia untuk
penentuan natrium nitrit dalam makanan.
3. Perlu dilakukan optimisasi dengan parameter yang lebih banyak.
DAFTAR PUSTAKA
Buckle, K.A., (1987), Ilmu Pangan, terjemahan Hari Purnomo, UI Press, Jakarta.
Badan Standardisasi Nasional, (2001), Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia nomor 722/MENKES/PER/IX/88 Tentang Bahan Tambahan Makanan.
Cahyadi, W., (2006), Analisis dan Aspek Kesehatan Bahan Tambahan Pangan, Penerbit Bumi Aksara, Jakarta.
Chibata, I., 1978, “Immobilisasi Enzymes“, Kodansha, Tokyo, page: 6.
Desroiser, N W. (1988). Teknologi Pengawetan Pangan, terjemahan Mucji Muljohardjo, Universtas Indonesia, Jakarta.
Day R.A dan Underwood A.L. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi ke-6, Erlangga,Jakarta.
Fraden, Jacob. 2003, Handbook of Modern Sensors Physics, Designs, and Application, 3th Edition, San Diego, California.
Harris, R dan Endel K. (1989). Evaluasi Gizi Pada Pengolahan Bahan Pangan.
Rohman, A dan Sumantri. 2007. Analisis Makanan. Yogyakarta: GadjahMada University Press.
Situmorang, M., Sinaga, M., (1998) Pengembangan Sensor Kimia Untuk Penentuan Pengawet Dalam Makanan.
Stahl, E., (1986), Thin Layer Chromatography A Laboratory Handbook, 2nd, Springer Verlag, New York.
42
Silalahi, J. (2005). Masalah Nitrit dan nitrat dalam Makanan. Medika No. 07 Tahun ke XXXI. Hal. 460-461.
Suharta, (2005), Kimia Instrumentasi, Jurusan Kimia FMIPA Unimed, Medan. Velasco-Garcia, M.N. and Mottram, T.,(2003). Biosensors Technology Addressing Agricultural Problems. Automation and Emerging Technologies. 84 (1) : 1 – 12.
Vo-Dingh, T. Dan Cullum, B., (2000), Biosensor and biochips: advances in biological and medical diagnostics, Fresenius Journal of Analytical Chemistry366: 540-551.
Vogel, (1985), Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, Edisi V, UI Press, Jakarta.
Wahyudi, H., (2007), Keracunan Nitrat-Nitrit. http://red-msg.blogspot.com. Diakses 18 Februari 2014.
Winarno, F.G. dan B.S.L. Jenni, (1983), Kerusakan Bahan Pangan dan Cara Pencegahannya, Galia Indonesia, Bogor.
Winarno, F.G., (1984), Kimia Pangan dan Gizi, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
