BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Bahan Pengawet Kimia
Bahan pengawet kimia adalah salah satu kelompok dari sejumlah besar bahan-bahan kimia yang baik ditambahkan dengan sengaja ke dalam bahan pangan atau ada dalam bahan pangan sebagai akibat dari perlakuan prapengolahan, pengolahan atau penyimpanan. Untuk penyesuaian dengan penggunaannya dalam pengolahan secara baik, penggunaan bahan-bahan pengawet ini :
1) Seharusnya tidak menimbulkan penipuan
2) Seharusnya tidak menurunkan nilai gizi dari bahan pangan
3) Seharusnya tidak memungkinkan pertumbuhan organisme-organisme yang menimbulkan keracunan bahan pangan sedangkan pertumbuhan mikroorganisme- mikroorganisme lainnya tertekan yang menyebabkan pembusukan menjadi nyata.
Di Australia, Badan Kesehatan Nasional dan Penelitian Kedokteran (National Health And Medical Research Council, NH & MRC) mendefenisikan bahan pengawet seperti berikut ini (keharusan pemasangan etiket tidak termasuk disini) :
1) Bahan pengawet berarti setiap bahan yang dapat menghambat, memperlambat, menutupi menahan proses fermentasi, pembusukan, pengasaman atau dekomposisi lainnya di dalam atau pada setiap bahan pangan dan termasuk untuk tujuan-tujuan dari standar asam benzoat, sulfit, metabisulfit, nisin, asam sorbat dan propionat atau garam-garamnya dan setiap peroksida, tetapi tidak termasuk antioksidan yang tertulis dalam resep garam, tawas (natrium atau
kalium nitrat), nitrit, gula-gula, asam asetat, dan garam-garam natrium, cuka, alkohol, spirtus yang dapat diminum, gliserin, herb ekstrak hop, rempah-rempah atau minyak atsiri yang digunakan untuk memberi cita-rasa atau setiap bahan yang ditambahkan ke dalam bahan pangan oleh pengolahan curing yang dikenal sebagai pengasapan
2) Penambahan bahan pengawet pada setiap bagian dari bahan pangan, kecuali yang khusus yang diizinkan dalam standar, dilarang
3) Bilamana lebih dari satu bahan pengawet ditambahkan sehubungan dengan standar, jumlah dari fraksi-fraksi yang didapat pada pembagian jumlah setiap bahan pengawet yang yang digunakan oleh jumlah maksimum bahan pengawet seperti itu yang diizinkan, apabila digunakan tersendiri tidak boleh melebihi dari satuannya
4) Kecuali jika diizinkan oleh standar, bagian dari bahan pangan yang disiapkan dari sebagian bahan pangan yang diberi bahan pengawet, yang diizinkan seharusnya mengandung bahan pengawet dalam jumlah yang tidak melebihi daripada hasil penambahan dari bahan pangan atau bahan-bahan pangan yang mengandung bahan pengawet dalam jumlah yang diizinkan
5) Di mana suatu bahan pengawet diizinkan untuk ditambahkan pada setiap bahan pangan yang mungkin secara alamiah mengandung bahan pengawet semacam itu, jumlah keseluruhan dari bahan pengawet yang ada dalam bahan pangan yang disiapkan seharusnya tidak melebihi proporsi yang diizinkan oleh standar ini.
Jadi bahan-bahan yang didefenisikan sebagai pengawet kimia yang digunakan dalam pengawetan buah-buahan dan sayuran adalah belerangdioksida (SO2), benzoat, sorbat, dan sedikit digunakan antibiotika nisin. Peranan dari asam propionat dalam produk-produk serealia, dan nitrit, nitrat dan bahan-bahan yang di dalam asap dalam pengawetan produk-produk daging dan ikan diuraikan dibagian yang lain (Hari P Adiono, 1987).
2.2. Pemanis
Pemanis merupakan senyawa kimia yang sering ditambahkan dan digunakan untuk keperluan produk olahan pangan, industri, serta minuman dan makanan kesehatan. Pemanis berfungsi untuk meningkatkan cita rasa dan aroma, memperbaiki sifat-sifat fisik, sebagai pengawet, memperbaiki sifat-sifat kimia sekaligus merupakan sumber kalori bagi tubuh, mengembangkan jenis minuman dan makanan dengan jumlah kalori terkontrol, mengontrol program pemeliharaan dan penurunan berat badan, kerusakan gigi, dan sebagai bahan substitusi pemanis utama (Eriawan R. dan Imam P, 2002).
2.3. Jenis Pemanis
Dilihat dari sumber pemanis dapat dikelompokkan menjadi pemanis alami dan pemanis buatan (sintetis). Pemanis alam biasanya berasal dari tanaman. Tanaman penghasil pemanis yang utama adalah tebu (Saccharum officanarum L) dan bit (Beta
vulgaris L). Bahan pemanis yang dihasilkan dari kedua tanaman tersebut dikenal
sebagai gula alam atau sukrosa. Beberapa bahan pemanis alam yang sering digunakan adalah
1. Sukrosa 2. Laktosa 3. Maltosa 4. Galaktosa 5. D-Glukosa 6. D-Fruktosa 7. Sorbitol 8. Manitol 9. Gliserol 10. Glisina
Pemanis sintetis adalah bahan tambahan yang dapat menyebabkan rasa manis pada pangan, tetapi, tidak memiliki nilai gizi. Beberapa pemanis sintetis yang telah dikenal dan banyak digunakan adalah
1. Sakarin 2. Siklamat 3. Aspartam 4. Dulsin 5. Sorbitol sintetis 6. Nitro-propoksi-anilin
Sampai saat sekarang penelitian mengenai calon-calon bahan pemanis sintetis masih terus diteliti. Beberapa bahan pemanis tersebut diantaranya adalah dihydrochalcone
2.4. Intensitas Rasa Manis
Intensitas rasa manis menunjukkan kekuatan atau tingkat kadar kemanisan suatu bahan pemanis. Intensitas rasa manis berkaitan dengan nilai relatif rasa manis dalam yang sama maupun yang berbeda antara masing-masing bahan pemanis.
Beberapa contoh rasa manis suatu pemanis sintetis relatif terhadap sukrosa dan dapat dilihat dalam tabel di bawah ini
Tabel 2.1 Intensitas beberapa pemanis dibandingkan dengan sukrosa 10%
Pemanis Kemanisan Relatif
1. Sukrosa 1 2. Na-Siklamat 15-31 3. Dulsin 70-350 4. Sakarin 240-350 5. Aspartam 250 6. 1-n-propoksi-2-amino-nitrobenzen 4.100 2.5. Siklamat
Siklamat pertama kali ditemukan dengan tidak sengaja oleh Michael Sveda pada tahun 1937. Sejak tahun 1950 siklamat ditambahkan ke dalam pangan dan minuman. Siklamat biasanya tersedia dalam bentuk garam natrium dari asam siklamat dengan rumus molekul C6H11NHSO3Na. Nama lain dari siklamat adalah natrium sikloheksilsulfamat atau natrium siklamat. Dalam perdagangan, siklamat dikenal dengan nama assugrin, sucaryl, atau sucrosa. Tidak seperti sakarin, siklamat berasa manis tanpa rasa ikutan yang kurang disenangi. Bersifat mudah larut dalam air dan
intensitas kemanisannya + 30 kali kemanisan sukrosa. Adapun struktur kimianya dapat dilihat pada gambar berikut.
NHSO3Na
Gambar 2.1 Struktur Kimia Natrium Siklamat (Wisnu Cahyadi, 2009).
Dalam industri pangan, natrium siklamat dipakai dengan bahan pemanis yang tidak mempunyai nilai gizi (non-nutritive) untuk pengganti sukrosa. Siklamat bersifat tahan panas, sehingga sering digunakan dalam pangan yang diproses dalam suhu tinggi, misalnya pangan dalam kaleng. (Wisnu Cahyadi, 2009). Di Indonesia, meskipun ada beberapa pembatasan dalam peredaran dan produksi siklamat, tetapi belum ada larangan dari pemerintah mengenai penggunaannya. Karena itu, masyarakat indonesia setiap hari juga mengonsumsi sakarin, siklamat, atau aspartam dalam jumlah tertentu baik secara terpisah maupun gabungan dari dua atau tiga jenis pemanis sintetis tesebut. Walaupun pemanis sintetis tesebut terdapat dalam jumlah yang masih di bawah batas maksimum, tetapi berdasarkan Peraturan Menkes tahun 1988 jumlah tersebut hanya ditujukan untuk produk rendah kalori atau bagi penderita diabetes melitus dan bukan untuk produk konsumsi umum apalagi untuk anak-anak sekolah dasar.
Siklamat diperkenalkan secara luas pada tahun 1950. Penggunaan siklamat pada awalnya hanya ditujukan untuk industri obat, yaitu untuk menutupi rasa pahit dari zat aktif obat seperti antibiotik dan pentobarbital. Setelah dinyatakan aman pada tahun 1958, siklamat semakin dikenal sebagai pemanis buatan yang rendah kalori. Karena itu siklamat, baik dalam bentuk padat maupun cair, dianggap cocok untuk penderita diabetes melitus. Namun keadaan ini tidak bertahan lama. Pada tahun 1969, Amerika Serikat menarik peredaran siklamat dari pasaran dan industri makanan secara total. Inggris juga menarik peredaran siklamat pada tahun 1970. Laboratorium Abbott telah beberapa kali berusaha agar pelarangan peredaran siklamat dicabut oleh US FDA (Food and Drug Administration), namun sampai sekarang tidak berhasil. Saat ini, siklamat masih disetujui penggunaannya di lebih dari 50 negara, termasuk Inggris(Lavenia Hascar,2014). Minuman berenergi juga merupakan salah satu produk minuman ringan yang dapat memberikan tenaga dan meningkatkan kebugaran. Pada proses pengolahannya produsen cenderung menggunakan pemanis buatan yang ditinjau dari harganya sangat menguntungkan dan kemanisannya sangat tinggi yaitu 30- 300 kali dibandingkan dengan gula alami. Pemanis buatan seperti siklamat biasanya digunakan untuk penderita Diabetes Melitus dan Obesitas sebagai pengganti gula, karena tidak memiliki atau rendah nilai kalori. Pemakaian siklamat dalam dosis tinggi dan sering dapat menyebabkan diare dan kanker sehingga Permenkes RI No. 722/Menkes/PER/EX/1988 membatasi pemakaian siklamat(Petrus Adi Susilo,2014).
2.6. Dampak Siklamat
Dampak siklamat pada kesehatan dari hasil penelitian bahwa tikus yang diberikan siklamat dan sakarin dapat menimbulkan kanker kantong kemih. Hasil metabolisme siklamat yaitu sikloheksiamin bersifat karsinogenik. Oleh karena itu, ekskresinya melalui urine dapat merangsang pertumbuhan tumor. Penelitian yang lebih baru menunjukkan bahwa siklamat dapat menyebabkan atropi, yaitu terjadinya pengecilan testikular dan kerusakan kromosom. Penelitian yang dilakukan oleh para ahli academy
of science pada tahun 1985 melaporkan bahwa siklamat maupun turunannya
(sikloheksiamin) tidak bersifat karsinogenik, tetapi diduga sebagai tumor promotor.
2.7. Sifat Siklamat Sifat dari siklamat yaitu :
a. Mudah larut di dalam air
b. Intensitas kemanisannya + 30 kali kemanisan sukrosa c. Tahan panas
d. Bersifat karsinogenik e. Relatif murah
2.8. Teori Spektrofotometri
Bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan. Lambert seringkali dianggap berjasa dalam menyelidiki serapan cahaya sebagai fungsi ketebalan medium, meskipun sebenarnya ia hanya memperluas konsep yang pada mulanya dikembangkan oleh Bouguer. Beer kemudian menerapkan eksperimen serupa pada larutan dengan konsentrasi yang berlainan dan menertbitkan hasilnya tepat sebelum bernard. Ceritera yang sangat membingungkan ini telah diterangkan oleh Malinin dan Yoe. Kedua hukum yang terpisah yang mengatur absorpsi itu biasanya dikenal sebagai Hukum Lambert Dan Hukum Beer. Dalam bentuk gabungan hukum ini dikenal sebagai hukum Beer-Lambert.
Hukum Lambert. Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan, berbanding lurus denga intensitas cahaya. Ini setara dengan menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang secar eksponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap. Atau dengan menyatakan bahwa lapisan mana pun dari medium itu yang tebalnya sama akan menyerap cahaya masuk kepadanya dengan fraksi yang sama.
Hukum Beer. sejauh ini telah dibahas absorpsi cahaya dan transmisi cahaya untuk cahaya monokromatik sebagai fungsi ketebalan lapisan penyerap saja. Tetapi dalam analisis kuantitatif orang terutama berurusan dengan larutan. Beer mengkaji efek konsentrasi penyusun yang berwarna dalam larutan, terhadap transmisi maupun absorpsi cahaya. Dijumpainya hubungan yang sama antara transmisi dan konsentrasi seperti yang ditemukan Lambert antara transmisi dan ketebalan lapisan, yakni intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier(Vogel,1994). Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spectrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energy secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm.
Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spectrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsosrbsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding.
1. Sumber : sumber yang biasa digunakan pada spektroskopi absorbsi adalah lampu wolfram. Arus cahaya tergantung pada tegangan lampu, i = KVn , i = arus cahaya, V = tegangan, n = eksponen (3-4 pada lampu wolfram), variasi tegangan masih dapat diterima 0,2% pada suatu sumber DC, misalkan: baterai. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk sumber pada daerah sinar tampak. Kebaikan lampu wolfram adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang. Untuk memperoleh tegangan yang stabil dapat digunakan transformator. Jika potensial tidak stabil, kita akan mendapatkan energi yang bervariasi. Untuk mengkompensasi hal ini maka dilakukan pengukuran transmitan larutan sampel selalu disertai larutan pembanding.
2. Monokromator : digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah. Jika celah posisinya tetap, maka prisma atau gratingnya yang dirotasikan untuk mendapatkan yang diinginkan.
3. Sel Absorbsi : pada pengukuran di daerah tampak kuvet kaca atau kuvet kaca corex dapat digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah sinar tampak kita harus menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya pada daerah ini. Umumnya tebal kuvetnya adalah 10 mm, tetapi yang lebih kecil ataupun yang lebih besar dapat digunakan. Sel yang biasa digunakan berbentuk persegi, tetapi berbentuk silinder dapat juga digunakan. Kita harus menggunakan kuvet yang bertutup untuk pelarut organik. Sel yang baik adalah kuarsa atau gelas hasil leburan serta seragam keseluruhannya.
4. Detektor : peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. pada spektrofotometer, tabung pengganda elektron yang digunakan prinsip kerjanya telah diuraikan(Khopkar, 2007)
2.9. Spektra Atom
Spektra dapat diperoleh dari suatu interaksi antara radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang tertentu dan suatu panjang gelombang tertentu lewat melalui suatu sampel menghasilkan spektra emisi jika energi dalam jumlah besar yang didapat dari suatu nyala atau beberapa sumber energi lainnya mengeksitasi elektron- elektron dalam atom. Dalam kehilangan energi : eksitasinya, beberapa dari atom ini memancarkan radiasi yang berbeda ketika kembali ke suatu tingkat energi yang lebih rendah. Interaksi menghasilkan spektra absorpsi jika radiasi dari suatu panjang gelombang tertentu melewati suatu sampel dan diukur penurunan intensitas radiasi akibat eksitasi elektronik. Absorpsi atau emisi dari sejumlah energi sama dengan
2.10. Cara Kerja Spektrofotometer
Cara Kerja Spektrofotometer secara singkat adalah sebagai berikut. Tempatkan larutan pembanding, misalnya blangko dalam sel pertama sedangkan larutan yang akan dianalisis pada sel kedua.
Gambar 2.2. Diagram spektrofotometer sinar tampak(Khopkar, 2007).
Kemudian pilih fotosel yang cocok 200 nm-650nm (650 nm – 100 nm) agar daerah yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang fotosel dalam keadaan tertutup “nol” galvanometer dengan menggunakan tombol dark-current. Pilih h yang diinginkan, buka fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blangko “nol” galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan tombol transmitansi, kemudian atur besarnya pada 100 %. Lewatkan berkas cahayapada laruan sampel yang akan dianalisis. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi larutan sampel(Khopkar, 2007).
2.11. Spektrum Elektromagnetik
Batas sensitivitas mata manusia adalah antara cahaya violet/ungu ( = 400 nm, 4 x 10 -7
m) hingga cahaya merah ( = 800 nm, 8 x 10-7m). Ada juga panjang gelombang yang lebih pendek dari pada 400 nm dan lebih panjang dari 800 nm, tetapi cahaya- cahaya ini tidak dapat dilihat oleh manusia. Sinar violet ( > 400 nm) dapat dideteksi dengan film foto grafik atau sel fotolistrik, dan sinar infra merah dapat dideteksi dengan fotografik atau menggunakan detektor panas seperti thermopile(Sastrohamidjodjo.H,2001).
2.12. Spektrofotometri Visible
Spektrofotometri Visible adalah anggota teknik analisis spektroskopik yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ultra violet dekat (380 - 750nm) dan sinar tampak (380-780) dengan memakai instrument spektrofotometer.
Radiasi ultra violet jauh (100-190 nm) tidak dipakai, sebab pada daerah radiasi tersebut diabsorpsi oleh udara. Ada kalanya spektrofotometer Visible yang beredar diperdagangkan memberikan rentang pengukuran panjang gelombang 190-1100 nm. Spektrofotometer Visible dapat melakukan penentuan terhadap sampel yang berupa larutan, gas atau uap. Untuk sampel yang berupa larutan perlu diperhatikan beberapa persyaratan pelarut yang dipakai antara lain :
- Pelarut yang dipakai tidak mengandung sistem ikatan rangkap terkonjugasi pada struktur molekulnya dan tidak berwarna
2.14. Kegunaan Spektrofotometri Sinar Tampak Analisis Kualitatif
Terbatas pada konfirmasi identitas senyawa, dengan menyamakan panjang absorbsi maksimumnya, absorptivitas molar dalam pelarut dan pH tertentu, rasio absorban pada dua panjang gelombang absorpsi maksimum, dan spektrum perbedaan (difference spectrum) yang dibuat dengan dua larutan zat yang konsentrasinya sama tetapi pada dua pH yang berbeda.
Analisis Kuantitatif
Penggunaan utama, menentukan kadar senyawa yang mengabsorpsi radiasi ultraviolet-sinar tampak dengan membandingkan absorban sampel terhadap absorban senyawa standar yang konsentrasinya diketahui, diukur pada kondisi larutan yang sama(Kokasih Satiadarma,2004).
2.15. Instrumentasi Spektrofotometri Visible
Dilihat dari sistem optik Spektrofotometer dapat digolongkan dalam tiga macam yaitu :
1. Sistem optik radiasi berkas tunggal (single beam) 2. Sistem optik radiasi berkas ganda (double beam) 3. Sistem optik radiasi berkas terpisah (splitter beam)
Pada umumnya konfigurasi dasar setiap Spektrofotometer Visible adalah sebagai berikut :
Sumber Radiasi
Beberapa macam sumber radiasi yang dipakai pada Spektrofotometer Visible adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri.
Monokromator
Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi monokromatis dari sumber radiasi yang memancarkan radiasi polikromatis. Monokromatis pada Spektrofotometer Visible biasanya terdiri dari susunan : celah (slit)
masuk-filter-prisma-kisi (grating)-celah keluar.
Celah (Slit)
Celah monokromator adalah bagian yang pertama dan terakhir dari suatu sistem optik monokromator pada Spektrofotometer Visible celah dibuat dari logam yang kedua ujungnya diasah dengan cermat sehingga sama. Lebar celah masuk dan celah harus sama yang dapat diatur dengan memutar tombol mekanik atau diatur dengan sistem elektronik.
Filter Optik
Cahaya tampak yang merupakan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang 380-780 nm merupakan cahaya putih yang merupakan campuran cahaya dengan berbagai macam panjang gelombang. Filter optik berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya tampak yang diteruskan merupakan cahaya yang berwarna sesuai dengan warna filter opti yang dipakai.
Prisma dan Kisi (grating)
Sel atau Kuvet
Sel atau Kuvet merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau dari pemakaiannya ada dua macam yaitu kuvet yang permanen terbuat dari bahan gelas atau leburan silika dan kuvet disposible untuk satu kali pemakaian yang terbuat dari teflon atau plastik. Ditinjau dari bahan yang dipakai membuat kuvet ada dua macam yaitu : kuvet dari leburan silika (kuarsa) dan kuvet dari gelas. Kuvet dari leburan silika dapat dipakai untuk analisis kualitatif dan kuantitatif pada daerah pengukuran 190-1100 nm, dan kuvet dari bahan gelas dipakai pada daerah pengukuran (380 -190-1100 nm) karena bahan dari gelas mengabsorpsi radiasi sinar tampak.
Detektor
Detektor merupakan salah satu bagian Spektrofotometer Visible yang penting. Oleh sebab itu kualitas detektor akan menentukan kualitas Spektrofotometer Visible. Fungsi detektor di dalam Spektrofotometer adalah mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik(Muhammad Mulja,1995).
