Uji Validasi Spektrofotometri Derivatif Dalam Melakukan Estimasi Terhadap Kandungan Kafein dan Natrium Benzoat Dalam Minuman Berenergi

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minuman Berenergi
Minuman energi adalah minuman yang mengandung satu atau lebih bahan
yang mudah dan cepat diserapoleh tubuh untuk menghasilkan energi dengan atau
tanpa bahan tambahanmakanan yang diizinkan (Badan Standarisasi Nasional,
2002).
Minuman berenergi bertujuan memberi peningkatan energi melalui
kombinasi zat stimulan seperti kafein, ginseng, vitamin B, asam amino dan gula.
Asupan makanan antara lain berfungsi untuk menggantikan energi tubuh yang
hilang akibat beraktivitas. Jika energi tersebut tidak segera diganti maka orang
tersebut akan kekurangan energi sehingga tubuhnya akan menjadi lemas dan
kurang bersemangat (Tautua, dkk., 2014).
Sebuah penelitian yang mengkaji manfaat minuman berenergi dalam
memberi peningkatan energi pada tubuh yang diteliti oleh Smit (2004), hasil
penelitian menunjukkan bahwa minuman energi dibandingkan dengan plasebo
dapat memberikan efek peningkatan energi pada kelompok yang berumur 18
hingga 55 tahun.
Menurut Smit (2004), kafein menjadi penyebab utama efek peningkatan
energi ini dan kafein ini juga yang dapat meningkatkan prestasi dan moodserta
perasaan seseorang. Menurut Badan Standarisasi Nasional (2002), persyaratan

minuman berenergi dengan jenis uji total energi minimal 100 kkal per sajian,
taurin 1000 mg per sajian, kafein 50 mg per sajian dan uji lainnya dapat dilihat
pada Lampiran 26 Halaman 118.

6
Universitas Sumatera Utara

Menurut Babu, dkk., (2008) kandungan minuman berenergi terdiri dari:
a. Kafein merupakan kunci utama minuman berenergi selain asam amino,
vitamin B dan suplemen herbal yang memberikan efek terhadap tubuh
yaitu dapat menstimulasi sistem saraf pusat sehingga memberi efek “alert”
dan meningkatkan denyut jantung, tekanan darah serta menyebabkan
dehidrasi tubuh. Konsentrasi kafein pada kopi 56 – 100 mg/100 ml, instan
kopi dan the 20 – 73 mg/100 ml dan pada kola 9 – 19 mg/100 ml. Pada
coklat 5 - 20 mg/100 g, untuk pengobatan seperti NoDoz dan Midol
masing-masing antara 100 dan 200 mg kafein per tablet. Kafein atau 1,3,7trimetilxantin cepat dan komplit terabsorbsi setelah pemberian oral,
dengan kecepatan bioavaibilitas 100%.
b. Taurin terdapat dalam asam amino jaringan hewan diperoleh dari
metabolisme metionin dan sistein. Taurin dapat meregulasi denyut jantung,
kontraksi

otot

dan

meningkatkan

energi.

Merupakan

inhibitor

neurotransmitter ringan.
c. Guarana didapat dari biji Paullinia cupana, tumbuhan di Amerika Selatan
yang merupakan zat stimulan yang meningkatkan “alertness” dan
meningkatkan energi, mempunyai efek yang sama dengan kafein. Guarana
terdiri dari kafein 4-8%, teobromin, teofilin, dan tanin dengan konsentrasi
tinggi.
d. Ginseng dapat menstimulasi hipotalamus dan kelenjar pituitari untuk

mensekresi adreno corticotropic hormone (ACTH) untuk melegakan stres
dan menguatkan ingatan serta stamina.

7
Universitas Sumatera Utara

2.2 Uraian Bahan
2.2.1 Kafein
Kafein merupakan derivat xantin, terdapat dalam kopi yang didapat dari
biji Coffea arabica, dalam satu cangkir kopi rata-rata mengandung 1 – 2% kafein,
kadar kafein dalam daun teh lebih kurang 2% dari daun Camelia sinensis, dan dari
biji Theobroma cacao kadar kafein sekitar 0,7 - 2% (Gunawan dan
Wilmana,2007).
Meurut Ditjen POM (1995), kafein memiliki:
Rumus struktur:

Gambar 1. Struktur Kafein
Rumus Molekul

: C 8 H 10 N 4 O 2

Berat Molekul

: 194,19

Nama Kimia

: Coffein

Kandungan

:Tidak kurang dari 98,5% dan tidak lebih dari
101,0%C 8 H 10 N 4 O 2 , dihitung terhadap zat anhidrat.

Pemerian

: Serbuk putih atau bentuk jarum mengkilat putih;
biasanya menggumpal; tidak berbau; rasa pahit.
Larutan ini bersifat netral pada kertas lakmus.

8
Universitas Sumatera Utara

Bentuk hidratnya mekar di udara.
Kelarutan

: Agak sukar larut dalam air, dalam etanol, mudah
larutdalam kloroform; sukar larut dalam eter.

Kafein memiliki efek stimulasi, inilah daya tarik minuman yang
mengandung kafein. Selain merangsang SSP, kafein dapat menimbulkan diuresis,
merangsang otot jantung dan merelaksasi otot polos terutama bronkus (Gunawan
dan Wilmana,2007).
Kadar kafein yang lebih tinggi menyebabkan takikardia bahkan pada
individu yang sensitif mungkin akan menyebabkan aritmia, misalnya kontraksi
ventrikel pada bayi yang prematur, aritmia ini dapat dialami oleh orang yang
minum kafein berlebihan (Gunawan dan Wilmana,2007).
Tidak dapat disangkal lagi bahwa popularitas minuman xantin ditentukan
oleh daya stimulasinya, sedangkan daya stimulasi ini berbeda pada setiap
individu. Pasien dengan tukak peptik yang aktif dan hipertensi sebaiknya tidak

minum minuman yang mengandung kafein (Gunawan dan Wilmana,2007).
Penggunaan kafein sebagai zat penyegar yang bila digunakan terlampau
banyak (lebih dari 20 cangkir sehari) dapat bekerja adiktif. Minum kopi lebih dari
4 - 5 cangkir sehari meningkatkan kadar homosistein dalam darah dan dapat
menimbulkan resiko penyakit jantung namun bila dihentikan sekaligus dapat
mengakibatkan sakit kepala (Gunawan dan Wilmana,2007).
Minum lebih dari 10 cangkir kopi sehari dapat menimbulkan debar
jantung, gangguan lambung, tangan gemetaran, gelisah dan ingatan berkurang
serta sukar tidur, sebaiknya jangan minum lebih dari 3 cangkir kopi dalam sehari
(Tan dan Rahardja, 2007).

9
Universitas Sumatera Utara

2.2.2 Natrium Benzoat
Bahan pengawet umumnya digunakan untuk mengawetkan pangan yang
mempunyai sifat mudah rusak. Bahan ini merupakan salah satu bahan tambahan
pangan yang dapat menghambat atau memperlambat proses fermentasi,
pengasaman atau penguraian yang disebabkan oleh mikroba serta mampu
menghambat atau menghentikan dan memberikan perlindungan bahan pangan dari

proses pembusukan (Cahyadi, 2008).
Tujuan penggunaan bahan tambahan pangan ini sendiri yaitu untuk
mempertahankan atau memperbaiki nilai gizi makanan dan mempertahankan
kesegaran bahan terutama menghambat mikroorganisme, bahan pengawet juga
bertujuan untuk mempertahankan kesegaran warna maupun aroma (Sudarmadji,
dkk., 1989).
Asam benzoat merupakan pengawet yang sering digunakan salah
satunyapada minuman berenergi, yang umumnya terdapat dalam bentuk garamnya
yaitu natrium benzoat yang bersifat lebih mudah larut dalam air (Cahyadi, 2008).
Meurut Ditjen POM (1995), natrium benzoat memiliki:
Rumus struktur:

Gambar 2. Struktur Natrium Benzoat

10
Universitas Sumatera Utara

Rumus Molekul

:C 7 H 5 NaO 2

Berat Molekul

:144,11

Nama Kimia

: Natrium benzoat

Kandungan

:Tidak kurang dari 99,0% dan tidak lebih dari
100,5% C 7 H 5 NaO 2 dihitung terhadap zatanhidrat.

Pemerian

:Granul atau serbuk hablur; putih; tidak berbau
atau praktis tidak berbau; stabil di udara.

Kelarutan

:Mudah larut dalam air, agak sukar larut dalam
etanol, dan lebih mudah larut dalam etanol 90%.

Mekanisme kerja senyawa anti mikroba berbeda-beda antara senyawa satu
dengan senyawa lainnya meskipun tujuan akhirnya sama yaitu menghambat atau
menghentikan pertumbuhan mikroba misalnya larutan garam NaCl dan gula yang
digunakan sebagai bahan pengawet seharusnya lebih pekat daripada sitoplasma
didalam sel mikroorganisme. Oleh sebab itu, air akan keluar dalam sel dan sel
menjadi kering atau mengalami dehidrasi. Kerja asam sebagai bahan pengawet
tergantung pada pengaruhnya terhadap pertumbuham mikroorganisme seperti
bakteri, khamir dan kapang yg tumbuh pada bahan pangan (Cahyadi, 2008).
Secara umum penambahan bahan pengawet pada pangan bertujuan sebagai
berikut (Cahyadi, 2008):
1. Menghambat pertumbuhan mikroba pembusuk pada pangan baik yang
bersifat patogen maupun yang tidak patogen.
2. Memperpanjang umur simpan pangan.
3. Tidak menurunkan kualitas gizi, warna, cita rasa dan bau bahan pangan
yang diawetkan.

11
Universitas Sumatera Utara

4. Tidak untuk menyembunyikan keadaan pangan yang berkualitas rendah.
5. Tidak digunakan untuk menyembunyikan bahan yang salah.
Zat pengawet organik lebih banyak digunakan daripada zat pengawet
anorganik karena bahan ini lebih mudah larut dalam air. Bahan organik digunakan
baik dalam bentuk asam maupun dalam bentuk garamnya contohnya adalah asam
sorbat, asam propionat, asam benzoat, asam asetat dan epoksida(Cahyadi, 2008).
Zat pengawet anorganik yang masih sering dipakai adalah sulfit, hidrogen
peroksida, nitrat dan nitrit. Sulfit digunakan dalam bentuk gas SO 2 , garam Na
atau K sulfit, bisulfit dan metabisulfit. Garam nitrat dan nitrit umumnya
digunakan pada proses curing daging untuk memperoleh warna yang baik
(Cahyadi, 2008).
Asam benzoat dan garamnya (Na dan K) relatif kurang efektif sebagai
bahan pengawet pada pH lebih besar, tetapi kerjanya sebagai pengawet akan naik
dengan turunnya pH sampai di bawah pH 5 (Cahyadi, 2008). Penggunaan asam
benzoat dalam sediaan obat luar sering dikombinasikan dengan asam salisilat
yang memiliki kerja fungistatis maupun bakteriostatis (Tan dan Rahardja,
2007).Jikadikonsumsi bahan pengawet minuman ini secara terus-menerus tentu

akan berakumulasi dan menimbulkan efek terhadap kesehatan yaitu kanker,
dikonsumsi secara berlebihan dapat menimbulkan edema (bengkak) yang dapat
terjadi karena retensi atau tertahannya cairan di dalam tubuh (Anonim, 2005).
Persyaratan natrium benzoat sebagai bahan tambahan pangan dalam minuman
berenergi dapat dilihat pada Lampiran 27 Halaman 120 (Badan Standarisasi
Nasional, 1995).
2.3 Spektofotometri

12
Universitas Sumatera Utara

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau serapan
suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Spektrofotometer merupakan
penggabungan dari dua fungsi alat yang terdiri dari spektrometer yang
menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan
fotometer sebagai alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang
diabsorpsi(Rohman, 2007).
Teknik

analisis

spektrofotometri

berdasarkan

antaraksi

radiasi

elektromagnet dengan komponen atom atau molekul yang menghasilkan
fenomena bermakna sebagai parameter analisis (Satiadarma, dkk., 2004).
Jika suatu molekul sederhana dikenakan radiasi elektromagnetik maka
molekul tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik. Interaksi antara molekul
dengan radiasi elektromagnetik ini akan meningkatkan energi dari tingkat dasar ke
tingkat tereksitasi (Rohman, 2007).
Apabila pada molekul yang sederhana tadi hanya terjadi transisi
elektronik pada satu macam gugus yang terdapat pada molekul, maka hanya akan
terjadi satu absorpsi yang merupakan pita spektrum. Terjadinya dua atau lebih pita
spektrum diberikan oleh molekul dengan struktur yang lebih kompleks karena
terjadi beberapa transisi sehingga mempunyai lebih dari satu panjang gelombang
(Rohman, 2007).
Bagian molekul yang bertanggung jawab terhadap penyerapan cahaya
disebut kromofor dan terdiri atas ikatan rangkap dua atau rangkap tiga, terutama
jika ikatan rangkap tersebut terkonjugasi. Semakin panjang ikatan rangkap dua
atau rangkap tiga terkonjugasi di dalam molekul, molekul tersebut akan lebih
mudah menyerap cahaya (Cairns, 2008).

13
Universitas Sumatera Utara

Gugus fungsi seperti –OH, -O, -NH2 dan –OCH3 yang memberikan
transisi n→ π* disebut gugus auksokrom. Gug us ini adalah gugus yang tidak
dapat menyerap radiasi ultraviolet-sinar tampak, tetapi apabila gugus ini terikat
pada gugus kromofor mengakibatkan pergeseran panjang gelombang ke arah yang
lebih besar atau pergeseran batokromik (Rohman, 2007).
Radiasi ultraviolet diabsorpsi oleh molekul organik aromatik, molekul
yang mengandung elektron-π terkonjugasi atau atom yang mengandung elektronn, menyebabkan transisi elektron di orbit terluarnya dari tingkat energi elektron
dasar ke tingkat energi tereksitasi lebih tinggi. Besarnya absorbansi radiasi
tersebut berbanding dengan banyaknya molekul analit yang mengabsorpsi dan
dapat digunakan untuk analisis kuantitatif (Satiadarma, dkk., 2004).
2.3.1 Hukum Lambert-Beer
Menurut Hukum Lambert, serapan berbanding lurus terhadap ketebalan sel
yang disinari. Sedangkan menurut Beer, serapan berbanding lurus dengan
konsentrasi. Kedua pernyataan ini dapat dijadikan satu dalam Hukum LambertBeer, sehingga diperoleh bahwa serapan berbanding lurus terhadap konsentrasi
dan ketebalan sel, hukum Lambert-Beer menyatakan bahwa intensitas yang
diteruskan oleh larutan zat penyerap berbanding lurus dengan tebal dan
konsentrasi larutan (Rohman, 2007).
Menurut Denney dan Sinclair (1991) hukum Lambert-Beer terdapat
beberapa pembatasanyaitu:
1. Larutan yang menyerap cahaya adalah campuran yang homogen.
2. Menggunakan sinar monokromatis.
3. Rendahnya konsentrasi dari senyawa yang menyerap cahaya.

14
Universitas Sumatera Utara

Hukum Lambert-Beer umumnya dikenal dengan persamaan sebagai berikut:
A = abc
Dimana: A= absorbansi
a = absorptivitas
b = tebal kuvet (cm)
c = konsentrasi
Absorptivitas (a) merupakan suatu konstanta yang tidak tergantung pada
konsentrasi, tebal kuvet dan intensitas radiasi yang mengenai larutan sampel.
Absorptivitas tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul dan panjang
gelombang radiasi (Rohman, 2007).
Penggunaan utama spektrofotometri ultraviolet adalah dalam analisis
kuantitatif. Apabila dalam alur spektrofotometer terdapat senyawa yang
mengabsorpsi radiasi, akan terjadi pengurangan kekuatan radiasi yang mencapai
detektor (Rohman, 2007).
Parameter kekuatan energi radiasi yang diabsorpsi oleh molekul adalah
absorbansi (A) yang dalam batas konsentrasi tertentu nilainya sebanding dengan
banyaknya

molekul

yang

mengabsorpsi

radiasi.

Senyawa

yang

tidak

mengabsorpsi radiasi ultraviolet-sinar tampak dapat juga ditentukan dengan
spektrofotometri ultraviolet-sinar tampak, apabila ada reaksi kimia yang dapat
mengubahnya menjadi kromofor atau dapat disambungkan dengan suatu pereaksi
kromofor (Rohman, 2007).
2.3.2 Kegunaan Spektofotometri
Kegunaan spektrofotometri ultraviolet dalam analisis kualitatif sangat
terbatas karena rentang daerah radiasi yang relatif sempit hanya dapat

15
Universitas Sumatera Utara

mengakomodasi sedikit sekali puncak absorpsi maksimum dan minimum, karena
itu identifikasi senyawa yang tidak diketahui tidak memungkinkan untuk
dilakukan (Satiadarma, dkk., 2004).Akan tetapi, jika digabung dengan cara lain
seperti spektrofotometri inframerah, resonansi magnet inti dan spektrofotometri
massa, maka dapat spektrofotometridigunakan untuk identifikasi atau analisis
kualitatif senyawa tersebut (Rohman, 2007).
Metode spektrofotometri memiliki beberapa keuntungan antara lain yaitu
kepekaan yang tinggi, ketelitian yang baik, mudah dilakukan, cepat pengerjaan
analisanya dan dapat digunakan untuk menentukan senyawa campuran (Munson,
1984).
Pada analisis kuantitatif dengan cara penetapan kadar, larutan standar obat
yang akan dianalisis disiapkan, serapan sampel dan standar dapat ditentukan
(Cairns, 2008), menurut Holme dan Peck(1983),konsentrasi sampel dalam
senyawa dihitung dengan rumus sebagai berikut:

As Cs
=
At Ct
Keterangan:

As = Absorbansi baku pembanding
At = Absorbansi zat dalam sampel
Cs = Konsentrasi baku pembanding
Ct = Konsentrasi zat dalam sampel

Penentuan kadar senyawa organik yang mempunyaistruktur kromofor atau
mengandung

gugus

kromofor,

serta

mengabsorpsi

radiasi

ultraviolet

penggunaanya cukup luas (Satiadarma, dkk., 2004).
2.4 Spektrofotometri Derivatif
Spektrofotometri deivatif berkaitan dengan transformasi spektrum serapan
menjadi spektrum derivatif pertama, kedua atau spektrum derivatif dengan order

16
Universitas Sumatera Utara

yang lebih tinggi. Spektrum derivat pertama dibuat dengan memplotkan dA/dλ
dengan

panjang

gelombang,

derivat

kedua

dibuat

dengan

memplotkand2A/dλ2dengan panjang gelombangdan seterusnya (Ditjen POM,
1995).
Konsep derivatif telah diperkenalkan pertama kali pada tahun 1950,
dimana terlihat memberikan banyak keuntungan. Aplikasi utama spektrofotometri
derivatif ultraviolet-cahaya tampak adalah untuk identifikasi kualitatif dan analisis
sampel. Metode spektrofotometri derivatif sangat cocok untuk analisis pita
absorpsi yang overlapping atau tumpang tindih (Owen, 1995).
Spektrofotometri derivatif pada daerah UV-Visibel merupakan teknik yang
berguna untuk tujuan analisis kualitatif maupun kuantitatif pada absorpsi yang
tumpang tindih dari analit dengan matriks yang ada di dalam sampel (Batubara,
dkk., 2005).
Spektrofotometri derivatif yang dikombinasikan dengan teknik zero
crossingatau transformasi Fourier untuk teknik pemrosesan data telah banyak
dikembangkan untuk analisis kuantitatif senyawa aktif pada formulasi obat
(Batubara, dkk., 2005).
Spektrum derivatif diperoleh dengan membuat absorban atau transmitan
derivatif orde pertama atau orde lebih tinggi yang terkait dengan panjang
gelombang (ΔA/Δλ) sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrum dapat
menunjukkan kembali detail spektrum yang hilang dalam spektrum absorpsi biasa
dan pada pengukuran konsentrasi analit yang bercampur dengan zat yang
mengganggu, analisis dipermudah dan dapat ditentukan lebih akurat pada
beberapa bagian dari daerah spektrum (Satiadarma, dkk., 2004).

17
Universitas Sumatera Utara

Pengukuran

absorban

derivatif

dapat

dilakukan

dengan

men-

scanmonokromator yang terpasang pada panjang gelombang tetap, tetapi dengan
perbedaan panjang gelombang yang sedikit, sehingga berguna jika analit adalah
dua komponen yang mengabsorpsi radiasi pada sisi pita absorpsi dari komponen
yang mengganggu (Satiadarma, dkk., 2004).
Pada spektrofotometri konvensional, spektrum serapan merupakan plot
serapan (A) terhadap panjang gelombang (λ). Pada spektrofotometri derivatif, plot
serapan terhadap panjang gelombang dimana:
A = f(λ), order nol
dA/dλ = f ′(λ), order pertama
d2A/dλ2 = f ″(λ), order kedua
dan seterusnya ( Owen, 1995).
Menurut Talsky (1994), sesuai dengan hukum Lambert-Beer, maka ada
hubungan linier antara konsentrasi dengan absorbansi untuk semua orde pada
spektrofotometri derivatifadalah:
�� ( 1%,1 �� )

dA/dλ =

d�

x bc

�²� ( 1%,1 �� )

x bc

�˟� ( 1%,1 �� )

x bc

d²A/dλ²=

d�²

d˟A/dλ˟=

d�˟

Kurva serapan derivat pertama sampai derivat keempat dapat dilihat pada
Gambar 3.

18
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3. Kurva serapan derivat pertama sampai derivat keempat
Ada tiga aplikasi spektrofotometri derivatif yang sering digunakan dalam
anlisa kuantitatif antara lain metode zero crossing, metode peak to peak dan
metode multivariate spectrrophotometric calibration (Talsky, 1994).
Panjang gelombang zero crossing adalah panjang gelombang dimana
senyawa tersebut mempunyai serapan nol dan menjadi panjang gelombang
analisis untuk zat lain dalam campurannya (Hayun, dkk., 2006).
Panjang gelombang serapan maksimum suatu senyawa pada spektrum
normal akan menjadi λzero crossingpada spektrum derivatif pertama, panjang
gelombang tersebut tidak mempunyai serapan atau dA/dλ = 0 (Munson, 1991).
Metode

zerocrossingmemisahkan

campuran

dari

spektrumderivatifnyapada panjang gelombang pada saatkomponen pertama tidak

19
Universitas Sumatera Utara

ada

sinyal.

Pengukuranpada

zero

crossing

tiap

komponen

dalam

campuranmerupakan fungsi tunggal konsentrasi dari yanglainnya (Nurhidayati,
2007).
Bila campuran analit memiliki panjang gelombangzero-crossing lebih dari
satu, maka yang dipilih untukdijadikan panjang gelombang analisis adalah
panjanggelombang zero crossing yang serapan pasangannyadan campurannya
persis sama, karena pada panjanggelombang tersebut dapat secara selektif
mengukurserapan senyawa pasangannya dan memiliki serapanyang paling besar.
Pada serapan yang paling besar,serapannya lebih stabil sehingga kesalahan
analisisdapat diperkecil (Nurhidayati, 2007).
Kurva sederhana aplikasi zero crossing dapat dilihat pada Gambar 4.

(Talsky, 1994).

(Day dan Underwood, 1998).

20
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. Kurva sederhana aplikasi zero crossing
Panjang gelombang peak to peak ditentukan dari penggabungan spektrum
derivatif larutan baku dan sampel atau analit. Dari hasil penggabungan spektrum
derivatif tersebut, dicari daerah panjang gelombang dimana terdapat spektrum
yang saling berimpit satu sama lain secara total (Talsky, 1994).
Efek utama derivatisasi adalah menghilangkan dasar pita-pita serapan luas
yang terdapat perubahan bertahap pada kemiringan panjang gelombang. Spektrum
derivatif pertama di peroleh dengan memplot misalnya kemiringan sekmen
spektrum sebesar 2 nm, dalam spektrum yang kemiringannya 0 pada puncak
maksimum dan kemiringannya maksimum pada sekitar separuh dari tinggi puncak
(Watson, 2005).
Pada spektrum derivatif ke 2, kemiringan sekmen 2 nm yang berdekatan
dibandingkan dan ini memberikan titik-titik bagian kurva maksimum pada
spektrum tersebut. Laju bagian kurva suatu spektrum yang memiliki nilai negatif
terbesarnya pada laju bagian kurva maksimum dan tertingginya teramati untuk
pita-pita serapan yang sempit (Watson, 2005).
Spektrum orde kedua menghasilkan nilai minimum yang berhubungan
dengan nilai maksimum pada spektrum orde-nol yaitu ketika bagian kurva negatif
pada spektrum berada pada titik maksimum (Watson, 2005).
Metode spektrofotometri derivatif dapat digunakan untuk analisis
kuantitatif zat dalam campuran dimana spektrumnya mungkin tersembunyi dalam
suatu bentuk spektrum besar yang saling tumpang tindih dengan mengabaikan
proses pemisahan zat terlebih dahulu. Spektrum dalam bentuk ini menghasilkan
profil yang lebih rinci yang tidak terlihat pada spektrum normal (Connors, 1982).

21
Universitas Sumatera Utara

2.4.1 Komponen Spektrofotometer Derivatif
Komponen-komponen pada spektrofotometer UV-Visibel biasa sama
dengan komponen pada spektrofotometer derivatif. Alat spektrofotometer harus
dilengkapi dengan peralatan sedemikian rupa untuk dapat menghasilkan spektrum
derivatif (Ditjen POM, 1995).
Biasanya spektrofotometer telah mempunyaisoftware untuk mengolah data
yang dapat dioperasikan malalui komputer yang telah terhubung dengan
spektrofotometer. Spektrofotometri derivatif merupakan metode manipulatif
terhadap spektra pada spektrofotometri UV-Visibel(Moffat, dkk., 2005).Kurva
sederhana aplikasi spektrum derivatif dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Kurva sederhana aplikasi spektrum derivatif (Owen, 1995).
2.4.2 Kegunaan Spektrofotometri Derivatif
Spektrofotometri derivatif banyak digunakan untuk zat-zat dalam suatu
campuran yang spektrumnya saling mengganggu dan saling tumpang tindih atau
overlappingdimana zat-zat tersebut dapat larut dalam pelarut yang sama serta

22
Universitas Sumatera Utara

memiliki serapan maksimum pada panjang gelombang yang berdekatan (Watson,
2005).
Teknik spektrofotometri derivatif menawarkan beberapa keuntungan
dibandingkan dengan spektrofotometri konvensional seperti dapat memilih
puncak yang tajam di antara spektrum yang lebar dan meningkatkan resolusi dari
spektrum

yang

tumpang

tindih.

Spektrofotometri

derivatif

juga

dapat

menghasilkan daerah sidik jari yang lebih baik dibandingkan dengan spektrum
absorpsi yang umum (Batubara, dkk., 2005).
Sebagai contoh yaitu penetapan kadar campuran pseuoefedrin HCl,
triprolidin HCl dandekstrometorfan HBr (Watson, 2005), penetapan kadar
parasetamol dalam tablet kombinasi parasetamol dengan kofein pada derivat
pertama (Pakaya, dkk., 2011), penetapan kadar efedrin dan zat warna dalam
sediaan sirup (Cairns, 2008).
Penetapan kadar campuran asetosal dan asam salisilat serta penetapan
kadar campuran sulfatiazol dengan sulfanilamide (Sudjadi dan Rohman, 2008),
penetapan kadar campuran benzokain dan aspirin (Munson, 1991), penetapan
kadar kafein dan nikotinamida dalam minuman berenergi dengan spektrofotometri
derivatif orde pertama (Nurdiani dan Nurhidayati, 2007).
Penetapan taurin dalam minuman berenergi (Draganov, dkk., 2014),
penetapan kadar triprolidina hidroklorida dan pseudoefedrina hidroklorida dalam
tablet anti influenza secara spektrofotometri derivatifpada panjang gelombang
derivat pertama (Hayun, dkk., 2006).
Spektrofotometri derivatif dapat memisahkan komponen secara kuantitatif,
dapat menjadi karakteristik untuk komponen murni dengan menambahkan

23
Universitas Sumatera Utara

informasi dari teknis lain seperti IR, NMR, MS dan digunakan untuk analisis
multikomponen (Skujins and Varian, 1986).
Beberapa keuntungan dari spektrofotometri derivatif antara lain yaitu
spektrum serivatif memberikan gambaran struktur yang terinci dari spektrum
serapan dan gambaran ini makin jelas dari spektum derivatif pertama ke derivatif
keempat (Nurhidayati, 2007).
Selain itu dapat dilakukan analisis kuantitatif suatu komponen dalam
campuran dengan panjang gelombangnya saling berdekatan. Bila dibandingkan
dengan kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT), metode spektrofotometri
derivatif relatif lebih sederhana, alat dan biaya operasionalnya lebih murah dan
waktu analisisnya lebih cepat (Nurhidayati, 2007).
2.5 Validasi Metode Analisis
Suatu metode analisis harus divalidasi untuk melakukan verifikasi bahwa
parameter-parameter kerjanya cukup mampu untuk mengatasi masalah analisis
dan untuk menjamin bahwa metode analisis akurat, spesifik, reproduksibel dan
tahan pada kisaran analit yang dianalisis (Rohman, 2007).
Validasi adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu pada
prosedur penetapan yang dipakai untuk membuktikan bahwa parameter tersebut
memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004).
Validasi metode analisis dilakukan dengan uji laboratorium, dengan
demikian dapat ditunjukkan bahwa karakteristik kinerjanya telah memenuhi
persyaratan untuk diterapkan dalam analisis senyawa atau sediaan yang
bersangkutan (Satiadarma, dkk., 2004).

24
Universitas Sumatera Utara

Parameter analisis yang ditentukan pada validasi adalah akurasi, presisi,
limit deteksi, limit kuantitasi, kelinieran dan rentang (Rohman, 2007).
2.5.1 Akurasi
Akurasi (kecermatan) adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan
hasil analisis dengan kadar analit sebenarnya. Akurasi dinyatakan sebagai persen
perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan dan dapat ditentukan
melalui dua cara yaitu metode simulasi (spiked placebo recovery) dan metode
penambahan bahan baku atau standard addition method(Harmita, 2004).
Dalam metode simulasi, sejumlah analit bahan murni (senyawa
pembanding kimia) ditambahkan kedalam campuran bahan sediaan farmasi
(plasebo), lalu campuran tersebut dianalisis dan hasilnya dibandingkan dengan
kadar standar yang ditambahkan atau kadar sebenarnya. Jika plasebo tidak
memungkinkan untuk disiapkan, maka sejumlah analit yang telah diketahui
konsentrasinya dapat ditambahkan langsung ke dalam sediaan farmasi. Ini
dinamakan metode penambahan baku standar (Harmita, 2004).
Menurut Harmita (2004), dalam metode adisi (penambahan bahan baku),
sejumlah sampel yang dianalisis ditambah analit dengan konsentrasi biasanya
80% sampai 120% dari kadar analit yang diperkirakan, dicampur dan dianalisis
kembali. Selisih kedua hasil dibandingkan dengan kadar yang sebenarnya. Dalam
kedua metode tersebut, persen perolehan kembali dinyatakan sebagai rasio antara
hasil yang diperoleh dengan hasil yang sebenarnya:
% Perolehan Kembali=
Keterangan:

CF - CA
CA *

×100%

C F = Kadar sampel setelah penambahan larutan baku
C A = Kadar sampel sebelum penambahan larutan baku
C A * = Kadar larutan baku yang ditambahkan

25
Universitas Sumatera Utara

2.5.2 Presisi
Presisi adalah derajat kesesuaian di antara masing-masing hasil uji, jika
prosedur analisis ditetapkan berulang kali pada sejumlah cuplikan yang diambil
dari satu sampel homogen. Presisi dinyatakan sebagai deviasi standar atau
deviasistandar relatif(Satiadarma, dkk., 2004).
Presisi dapat diartikan pula sebagai reprodusibilitas (reproducibility) atau
keterulangan (repeatability) dari prosedur analisis pada kondisi kerja normal
(Epshtein, 2004).
Parameter-parameter seperti standar deviasi, simpangan baku relatif dan
derajat kepercayaan haruslah dikalkulasi untuk mendapatkan tingkat presisi
tertentu(Ermer dan Miller, 2005). Simpangan baku merupakan suatu ukuran
dispersi data yang umum digunakan (Jones, 2010).Nilai simpangan baku relatif
atau RSD dinyatakanmemenuhi persyaratan jika