57
AUTENTIKASI LEMAK CELENG DENGAN KROMATOGRAFI
GAS-SPEKTROSKOPI MASSA YANG DIKOMBINASIKAN
KEMOMETRIKA PCA (Principle Component Analysis)
Any Guntarti
1,2*, Abdul Rohman
1, Sudibyo Martono
1, dan Agustinus Yuswanto
11Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
2Fakultas Farmasi Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta.
*Corresponding author email: any_guntarti@yahoo.co.id.
Abstrak
Latar belakang: Makanan halal merupakan topik yang menarik untuk dibahas. Sebagian besar item non-halal yang
ditemukan di pasar adalah daging babi dan turunannya. Salah satu turunan babi adalah celeng (babi hutan). Daging celeng beberapa kasus dipalsukan dalam sediaan produk makanan olahan, misalnya bakso.
Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis asam lemak yang terkandung dalam daging celeng dan diolah
dengan menggunakan kemometrika PCA dengan lemak hewan lain yaitu ayam, babi, kambing dan sapi.
Metode: Hewan Celeng yang digunakan dalam penelitian berasal Kabupaten Kotawaringin, Kalimantan Tengah.
Lemak diperoleh dari gajih celeng. Gajih celeng dipanaskan dalam oven pada suhu 90-100ᵒC selama kurang lebih satu jam sampai keluar minyaknya. Setelah itu dilakukan proses derivatisasi untuk mengubah lemak menjadi senyawa metil ester yang mudah menguap. Proses derivatisasi dengan menggunakan NaOCH3 dan BF3. Senyawa metil ester
diiinjeksikan kedalam sistim instrumen Chromatography Gas-Mass Spectrometry (GCMS). Selain gajih celeng, juga dilakukan proses yang sama pada gajih babi, sapi, ayam, dan kambing.
Hasil penelitian: Hasil penelitian menunjukkan bahwa asam lemak pada celeng dengan menggunakan KGSM
menghasilkan 8 jenis asam lemak yaitu : laurat (0,71±0,075)%, miristat (1,96±0,114)%, palmitoleat (2,14±0,074)%, palmitat (2,14±0,074)%, margarat (0,27±0,024)%, linoleat (8,46±0,114)%, oleat (45,43±0,339)%, dan stearat (14,37±0,310)%. Kandungan total asam lemak celeng sebesar 92,95%, dengan asam lemak tidak jenuh 56,03% dan asam lemak jenuh sebesar 36,92%. Dengan kemometrika Principles Component Analysis (PCA) lemak celeng, ayam, babi, sapi, dan kambing berhasil dikelompokkan. Asam lemak celeng berdasarkan kemometrika PCA sifatnya dekat dengan asam lemak ayam dan babi.
Kesimpulan: Asam lemak yang terkandung pada lemak celeng dapat digunakan untuk otentikasi daging celeng. Kata kunci: celeng, asam lemak, GCSM, kemometrika PCA
1. PENDAHULUAN
Isu keaslian makanan halal telah menimbulkan kekhawatiran di kalangan konsumen Muslim di seluruh dunia. Hal ini karena pemalsuan komponen yang halal dengan komponen haram atau shubhah dalam produk makanan telah meluas dan sulit untuk diidentifikasi dengan mata telanjang9. Metode yang digunakan untuk mengidentifiasi produk yang non-halal, diantaranya metode kromatografi, spektroskopi, pembau elektronik,
differential scanning calorimetry (DSC), serta polymerase chain reaction (PCR)1.
Salah satu jenis makanan yang diharamkan untuk dikonsumsi adalah makanan
yang mengandung babi. Jenis babi yang tidak diternakkan adalah babi hutan (celeng). Daging sapi yang dicampur dengan daging celeng biasanya untuk mengurangi biaya produksi, sehingga akan memperoleh keuntungan ekonomi yang tinggi. Aktivitas babi liar bervariasi tergantung pada habitat dan iklim17. Babi celeng (Sus barbatus), celeng saja atau secara umum dikenal sebagai babi hutan yang berasal dari Kalimantan adalah nenek moyang babi liar yang menurunkan babi ternak (Sus domesticus)11.
Salah satu kendala yang sering dihadapi dalam menangani isu makanan halal adalah ketiadaan metode yang benar-benar valid untuk menganalisa substansi tidak halal dalam bahan
58 pangan9. Salah satu senyawa yang sering
digunakan adalah lemak dan minyak. Perbedaan antara lemak satu dengan yang lainnya terdapat pada komponen asam lemak penyusunnya, urutan asam lemak, serta tingkat kejenuhan dari asam lemak14. Asam lemak yang pada rantai hidrokarbonnya terdapat ikatan rangkap disebut asam lemak tidak jenuh, dan apabila tidak terdapat ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya disebut dengan asam lemak jenuh8,16. Salah satu faktor yang dapat digunakan untuk memilih pelarut yang sesuai untuk ekstraksi minyak atau lemak adalah derajat atau tingkat kepolarannya5.
Salah satu tehnik umum yang digunakan untuk karakterisasi minyak adalah kromatografi gas3. GC-MS dapat menganalisis secara cepat, kapasitas tinggi, sensitif dan dapat dikombinasikan dengan berbagai metode lainnya, termasuk spektrometri massa10. Penggunaan teknik berbasis kromatografi untuk analisis komponen non-halal telah dilaporkan oleh Rohman dan Che Man13.
Detektor yang umum digunakan adalah detektor ionisasi nyala (flame ionization detector)15 atau detektor spektrometer massa yang gabungannya dengan kromatograf gas disebut dengan gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)6.
2. METODE PENELITIAN 2.1. Bahan
Sampel yang digunakan adalah gajih celeng dari Kabupaten Sawit Kalimantan Selatan, gajih babi, gajih kambing, gajih ayam. Bahan untuk penelitian standar FAME dari Supelco, n-heksana, larutan NaOCH3 0,2 N, larutan BF3, NaCl jenuh dan Na2SO4 anhidrat7,12.
2.2. Alat
GC dengan menggunakan mesin autosampler. Pemisahan dilakukan dalam kolom DB1-MS Restech, 30 m x 0.25 mm ID, 0.25 µm, dengan fase diam Polymethyl xiloxan, suhu injektor 230oC, suhu kolom 70oC dan dinaikkan sampai 300oC dengan kenaikan 10oC/menit, laju alir 1,15 mL/menit. Fase gerak gas Helium. Detektor MS yang digunakan adalah Electron Multifier
Detector (EMD) 70 MeV.
2.3. Ekstraksi lemak
Gajih celeng, babi, sapi, kambing dan ayam dipotong kecil-kecil, dilelehkan pada suhu 90o
-100oC selama 1-1,5 jam dalam oven. Lemak yang sudah meleleh disaring dengan kain flanel, ditambahkan Na2SO4 anhidrat dan kemudian disentrifus pada 3000 rpm selama 20 menit. Lapisan minyak didekanter, disaring dengan kertas Whatman yang ditaruh Na2SO4 anhidrat14. Larutan disimpan di almari es pada suhu -20oC di dalam tabung reaksi bergulir. Larutan digunakan untuk proses derivatisasi.
2.4. Derivatisasi
Derivatisasi asam lemak bertujuan untuk mengubah asam lemak menjadi bentuk metil ester asam lemak (fatty acid methyl ester) menggunakan NaOCH3 0,2 N dan larutan BF3. Hasil derivatisasi yang mengandung derivat asam lemak metil ester (FAME) diambil dan diinjeksikan ke sistem kromatograf gas. Sebanyak 1µL supernatan diinjeksikan ke kromatograf gas-spektrometri massa, dilakukan replikasi sebanyak 3 kali.
2.5. Analisis data
Data yang diperoleh dari GC-MS berupa asam lemak dalam bentuk metil ester. Kandungan metil ester asam lemak dari masing-masing gajih celeng, babi, sapi, ayam dan kambing dikelompokkan dengan menggunakan kemometrika PCA dengan minitab 16.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Ekstraksi lemak
Pengambilan minyak dengan menggunakan oven dapat mempertahankan kandungan minyak karena suhu dan waktunya terkontrol. Selain itu dengan menggunakan oven dapat mencegah hilangnya komponen volatile minyak, rendemen yang dihasilkan lebih banyak dan pelaksanaannya lebih sederhana dan murah karena tanpa menggunakan bahan kimia. 3.2. Komposisi asam lemak standar
Analisis asam lemak standar digunakan dalam bentuk metil ester Fatty acid methyl ester (FAME) menggunakan kromatografi gas-spektroskopi massa. Selain waktu retensi (Tr) dari hasil pemisahan dalam kromatografi gas, juga informasi Similarity Index (SI) untuk mengetahui kedekatan struktur kimia dari jenis asam lemak yang dibandingkan antara target standar dengan asam lemak pada spektra dari dengan library WILLEY147 & NIST47 yang terdapat pada software GC-MS. Hasil SI>90 menunjukkan kemiripan dengan spektra target.
59 Gambar 1. Hubungan antara Waktu retensi dengan Jumlah Karbon dan ikatan rangkap penyusun
asam lemak
Pada Gambar 1 terlihat bahwa jumlah unsur karbon (C) semakin banyak maka semakin lama Tr. Selain unsur C, ikatan rangkap pada asam lemak mempengaruhi Tr. Semakin banyak jumlah ikatan rangkap semakin pendek Tr. Waktu retensi oktanoat (C8:0) mempunyai Tr paling awal karena unsur C paling sedikit. Sedangkan trikosanoat(C24) mempunyai Tr yang paling besar karena unsur C paling banyak. Pada stearat (C18:0) mempunyai Tr paling besar dari pada palmitoleat (C18:2) . Palmitoleat Tr nya lebih kecil dari Tr oleat (C18:1). Hal disebabkan karena jumlah ikatan rangkapnya yang berbeda. Stearat tidak punya ikatan rangkap (asam lemak
jenuh), palmitat mempunyai 2 ikatan rangkap dan oleat mempunyai satu ikatan rangkap.
Jumlah unsur C yang mempengaruhi proses pengubahan bentuk lemak yang tidak menguap diubah menjadi bentuk senyawa metil ester yang mudah menguap. Semakin banyak unsur C semakin besar bobot molekul (BM) nya, sehingga dibutuhkan Tr yang lebih lama. Jumlah ikatan rangkap berhubungan dengan BM suatu senyawa. Semakin banyak ikatan rangkapnya akan semakin kecil BM nya, sehingga perubahan bentuk menjadi metil esternya semakin cepat dan Tr juga semakin pendek.
3.3. Komposisi Asam lemak pada celeng.
Gambar 2. Histogram jenis asam lemak pada lemak celeng Berdasarkan Gambar 2 celeng
mengandung 8 jenis asam lemak. Hasil analisis dengan GC-MS diperoleh bahwa oleat merupakan komponen penyusun asam lemak yang tertinggi pada celeng dengan 45,43%,
diikuti oleh palmitat (19,61%), stearat (14,37), linoleat (8,46%), palmitoleat (2,14%), miristat (1,96%), laurat (0,71%) dan margarat (0,27%). Oleat merupakan asam lemak tidak jenuh dengan satu ikatan rangkap. Asam lemak jenuh dalam
60 celeng yaitu laurat, miristat, palmitat, margarit,
dan stearat. Sedangkan asam lemak tidak jenuh adalah asam palmitoleat, asam linoleat (C18:2) dan asam oleat (C18:1). Jika dilihat jumlah persentase kandungan, asam lemak tidak jenuh lebih banyak yaitu sebesar 56,03%. Asam lemak jenuh sebesar 36,92% dan 7,05% adalah kandungan selain metil ester. Jumlah kandungan asam lemak tidak jenuh yang lebih banyak akan berpengaruh pada bentuk fisik pada suhu kamar dan stabilitas lemaknya.
3.4. Komponen menguap pada lemak sapi, babi, ayam dan kambing.
Selain lemak celeng dalam penelitian ini juga mencari asam lemak dalam bentuk metil
esternya untuk hewan lain. Pengambilan lemak sama seperti yang dilakukan pada pengambilan gajih pada lemak celeng. Lemak yang diperoleh dilakukan derivatisasi menjadi bentuk metil esternya yang selanjutnya diinjeksikan ke sistim GC-MS.
3.5. Perbandingan komponen asam lemak pada celeng, babi, ayam, sapi dan kambing.
Parameter kualitatif pada kromatografi gas adalah waktu retensi. Hasil antara Tr standar dengan Tr celeng, babi, ayam, sapi dan kambing apabila mirip maka menunjukkan jenis asam lemak sesuai dengan standar.
Gambar 3. Perbandingan Waktu retensi (Tr) antara asam lemak standar dengan Tr asam lemak celeng, babi, ayam, sapi dan kambing dengan kromatografi gas
Gambar 3 menyajikan data perbandingan Tr standar dan sampel celeng, babi, ayam, sapi dan kambing. Pada Gambar 3 terlihat bahwa semua waktu retensi jenis asam lemak metil ester pada celeng, babi, ayam, sapi dan kambing sangat dekat dengan Tr asam lemak metil ester standar. Hal ini menunjukkan bahwa jenis asam lemak pada sampel sama dengan asam lemak pada standar. Semakin banyak jumlah unsur karbon (C) semakin tinggi Tr nya. Semakin banyak ikatan rangkap penyusun asam lemak semakin kecil Tr.
Hasil analisis lemak pada babi, sapi jika dibandingkan dengan peneliti sebelumnya oleh Hermanto4 tidak berbeda jauh. Perbedaan asam
lemak celeng dengan babi dan ayam berdasarkan gambar 2 bahwa celeng mengandung asam lemak margarat sedangkan babi dan ayam tidak terdeteksi. Penelitian sebelumnya Hermanto4 ayam dan babi mengandung asam margarat. Kandungan margarat (C17:0) pada penelitian Harmoko untuk babi 0,5% dan ayam sebesar 1,74%. Hal ini mungkin disebabkan bahwa lemak margarat selama proses hilang karena pemanasan, derivatisasi. Jadi sebenarnya antara celeng, babi dan ayam mengandung jenis asam lemak yang sama, hanya kuantitasnya yang berbeda. Pada sapi dan kambing mengandung lemak pentadekanoat dan asam arakidat. Celeng, babi dan ayam tidak mengandung lemak
61 pentadekanoat dan arakidat. Asam arakidat
termasuk asam lemak jenuh. Jenis asam lemak
pada celeng, babi, ayam, sapi dan kambing disajikan pada Tabel I.
Tabel I. Hasil perolehan prosentasi metil ester pada lemak babi, ayam, sapi dan kambing dengan kromatografi gas
Metil ester Prosentase (%) metil ester
Celeng Babi Ayam Sapi Kambing
Laurat C12:0 0,71 1,43 0,32 0,84 0,43 Miristat C14:0 1,96 3,00 0,71 3,73 1,71 Pentadekanoat (C15:0) Ttd Ttd Ttd 0,53 0,33 Palmitoleat C16:1 2,14 1,37 6,83 0,40 0,495 Palmitat C16:0 19,61 18,55 27,39 25,94 18,03 Margarat C17:0 0,27 Ttd Ttd 0,41 1,87 Linoleat 18:2 8,46 8,17 11,12 1,15 0,665 Oleat C18:1 45,43 42,94 44,80 14,15 21,71 Stearat C18:0 14,37 9,68 5,01 34,57 35,94 Nonadekanoat (C20:0) Ttd Ttt Ttd ttd 0,35 Asam arakidat C21:1 Ttd Ttd Ttd 0,17 0,48
Berdasarkan Tabel I terlihat bahwa celeng mempunyai asam oleat yang paling tinggi (45,43%), kemudian selanjutnya ayam (44,80%), babi (42,94%), kambing (21,71%) dan sapi (14,94%). Selain oleat, asam linoleat termasuk asam lemak tidak jenuh. Kandungan asam linoleat yang paling tinggi adalah ayam (11,12), celeng (8,46%), babi (8,17%), sapi (1,15%) dan kambing (0,67%). Kandungan asam palmitoleat yang tertinggi adalah ayam (6,83%), kemudian celeng (2,14%) dan babi (1,37%). Jumlah kandungan asam lemak tidak jenuh antara oleat, linoleat dan palmitoleat maka yang paling tinggi adalah celeng (56,03%), selanjutnya ayam (55,92)% dan babi 51,11%.
Jika dilihat dari kandungan asam lemak jenuh yang paling tinggi adalah sapi (66,29%),
kemudian kambing (58,59%), celeng (36,92%), babi (32,66%) dan ayam yang paling sedikit yaitu 33,43%. Jika dibandingkan kandungan asam lemak jenuh pada ayam, celeng dan babi menunjukkan celeng paling tinggi kandungan asam lemak jenuh dan tidak jenuh. Sementara pada babi kandungan asam lemak jenuh dan tidak jenuhnya yang paling kecil. Ayam kandungan asam lemak jenuh dan tidak diantara babi dan celeng. Secara umum bahwa sifat fisika kimia asam lemak ayam, babi dan celeng mempunyai kemiripan dari jumlah kandungan asam lemak jenuh dan tidak jenuh. Gambar 4 menyajikan jumkah total asam lemak pada berbagai hewan.
62 Berdasarkan Gambar 4 bahwa jumlah
asam lemak total (asam lemak jenuh dan tidak
mampu mengelompokkan mampu
mengelompokkan selanjutnya ayam (89,35%), babi (85,77%), sapi (81,99%) dan kambing (81,81%). Jika dilihat dari jenis asam lemaknya yang paling banyak adalah kambing (11 Jenis). 3.6. Principal Component Analysis (PCA) asam
lemak metil ester .
Analisis PCA digunakan data jenis asam lemak. Variabel yang digunakan di dalam analisis PCA adalah jenis hewan. Tipe matriks
yang dipilih adalah korelasi yang menghubungkan antara jenis hewan dengan asam lemak2. Analisis PCA dapat mengetahui kemiripan antara asam lemak yang dipunyai oleh masing-masing lemak celeng, babi, ayam, sapi dan kambing. Hasil kemometrika PCA disajikan pada Gambar 5. Gambar 5 menunjukkan bahwa antara lemak celeng dan babi dekat, sedangkan yang lain terpisah. Sehingga dengan kemometrika PCA bahwa jenis asam lemak pada ayam, babi, celeng, kambing dan sapi mampu dikelompokkan.
Gambar 5. Score Plot hasil analisis PCA kambing dan sapi
KESIMPULAN
Berdasarkan Hasil penelitian menunjukkan bahwa asam lemak pada celeng dengan menggunakan GCMS menghasilkan 8 jenis asam lemak yaitu : laurat (0,71±0,075)%, miristat (1,96±0,114)%, palmitoleat (2,14±0,074)%, palmitat (2,14±0,074)%, margarat (0,27±0,024)%, linoleat (8,46±0,114)%, oleat (45,43±0,339)%, dan stearat (14,37±0,310)%. Kandungan total asam lemak celeng sebesar 92,95%, dengan asam lemak tidak jenuh 56,03% dan asam lemak jenuh sebesar 36,92%. Dengan kemometrika Principles
Component Analysis (PCA) lemak celeng, ayam,
babi, sapi, dan kambing berhasil dikelompokkan. Asam lemak celeng berdasarkan kemometrika PCA sifatnya dekat dengan asam lemak babi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Aparicio, R., Morales, M.T., Aparicio-Ruiz, R., Tena, N., dan García-González, D.L. Authenticity of olive oil: Mapping and comparing official methods and promising alternatives. Food Research International. 2013;54: 2025–2038.
2. Bosque-Sendra, J.M., Cuadros-Rodriguez, L., Ruiz-Samblas, C., and de la Mata, A.P.
combining Chromatography and
Chemometrics for the characterization and authentication of fats and oils from triacyglycerol compositional data-Areview. Analytica Chimica Acta. 2012;724:1-11 3. Grob, R.I. Theory of Gas Chromatography,
63 Chemistry, E.F.B.P.D. essor of (Eds.),
Modern Practise of Gas Chromatography, John Wiley & Sons, Ins. 2004; p. 23-63 4. Hermanto, S., Anna Muawanah., Rizkina
Harahap. Profil dan Karakteristik Lemak Hewani (Ayam, Sapi dan Babi) Hasil Analisa FTIR dan GCMS. 2008;102 – 109. 5. Isa, I.Penetapan Asam Lemak Linoleat dan
Linolenat Pada Minyak Kedelai Secara Kromatografi Gas, Saintek. 2011;6 (1) : 1 - 6.
6. Kealey, D. And Haines, P.J. Instant Notes: Analytical Chemistry. Printed by BIOS Scientific Publishers Limited. 2002;26-53 7. Kumar, A., Lindley, M.R., and Mastana,
S.S. Atime efficient adaptation of GCiFID method for analysis of PBMC lipid composition. Journal of Biochemical Trchnology. 2014;5:760-764.
8. Lobb, K., dan Chow, C. K. Fatty Acid
Classification and Nomenclature, dalam
Chow, C. K., (Ed.) Fatty Acid in Foods and
Their Health Implications, 3rd edition CRC Press, Boca Raton. 2007
9. Mursyidi, A. The Role of Chemical Analysis in the Halal Authentication of Food and Pharmaceutical Products. Journal of Food
and Pharmaceutical Sciences. 2013; 1
10. Park, J.R. and Lee, D.S. Changes in dry matter, oil content and fatty acids composition of avocado during harvesting time and post-harvesting ripening period, Food Chemistry. 2003;86: 79-83
11. Payne, J., C.M. Francis, K. Phillipps, S.N. Kartikasari. Panduan Lapangan Mamalia di
Kalimantan, Sabah, Sarawak & Brunei Darussalam, The Sabah Society & WWF
Malaysia, Jakarta. 2000; hal :365
12. Rohman, A. dan Che Man, Y.B. Authentication analysis of cod liver oil from beef fat using fatty acid composition and FTIR spectra. Food Additives & Contaminants: Part A. 2011;28: 1469–1474.
13. Rohman, A. dan Che Man, Y.B. Application of Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy combined with chemometrics for authentication of cod-liver oil.
Vibrational Spectroscopy. 2011;55: 141–
145.
14. Rohman, A., Sugeng, R., and Che Man, Y.B. Characterization of red fruit (Pandanus conoideus Lam) oil. International Food
Research Journal. 2012;19:563-567.
15. Ruiz-Samblas, C., Gonzalez-Casado, A., Cuaros-Rodriguez, L., and Garcia, F.P.R. Application of selected ion monitoring to the analysis of triacylglycerols in olive oil by high temperature-gas chromatography/mass spectrometry. Talanta. 2010;82:255-260. 16. Silalahi, J dan Siti Nurbaya. Komposisi
Distribusi dan Sifat Anterogenik Asam Lemak dalam Minyak Kelapa dan Kelapa Sawit, J Indon Med Assoc. 2011;61 (11) : 453 – 457.
17. Young, L.C., VanderWerf, E.A., Lohr, M.T., Miller, C.J., Titmus, A.J., Peters, D., dkk. Multi-species predator eradication within a predator-proof fence at Ka‘ena Point, Hawai‘i. Biological Invasions. 2013;15: 2627–2638.
