Validasi Metode Analisis Dan Penentuan 3-Mcpd Pada Kemasan Kertas Dupleks Serta Migrasinya Ke Dalam Simulan Pangan.

VALIDASI METODE ANALISIS DAN PENENTUAN 3-MCPD
PADA KEMASAN KERTAS DUPLEKS SERTA MIGRASINYA
KE DALAM SIMULAN PANGAN

IRA DWI RACHMANI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Validasi Metode Analisis
dan Penentuan 3-MCPD pada Kemasan Kertas Dupleks serta Migrasinya ke
dalam Simulan Pangan adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2015
Ira Dwi Rachmani
NIM F251110301

RINGKASAN
IRA DWI RACHMANI. Validasi Metode Analisis dan Penentuan 3-MCPD pada
Kemasan Kertas Dupleks serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan. Dibimbing
oleh FERI KUSNANADAR dan SLAMET BUDIJANTO.
Kertas dupleks banyak digunakan sebagai kemasan pangan baik sebagai
kemasan sekunder, maupun kemasan primer yang bersinggungan langsung dengan
bahan pangan. Penggunaan kertas dupleks dijumpai dalam bisnis katering,
restoran, depot, dan warung makanan tertentu. Terkait dengan proses produksi
kertas dan karton pada umumnya yang menggunakan aditif bahan kimia, kertas
dupleks sangat mungkin mengandung residu senyawa kimia berbahaya yang
apabila digunakan sebagai kemasan primer dapat bermigrasi ke dalam bahan
pangan.
3-Monokloro-1,2-propandiol (3-MCPD) merupakan salah satu senyawa
kontaminan pangan yang bersifat karsinogenik. 3-MCPD dapat ditemukan pada
produk kecap, saus tiram, atau produk pangan lainnya yang mengandung protein

nabati terhidrolisis asam (acid-HVP), serta pada produk olahan daging, keju, dan
roti. 3-MCPD juga dapat ditemukan pada kertas kemasan termasuk kertas dupleks.
Pembentukan 3-MCPD pada kemasan kertas dipicu oleh senyawa epiklorohidrin
yang berperan sebagai wet-strength resin pada proses produksi kertas.
Epiklorohidrin dikategorikan sebagai zat kontak pangan yang diizinkan digunakan
sebagai bahan penolong dalam produksi kemasan pangan.
Penelitian ini bertujuan untuk: 1) memvalidasi metode analisis komponen
3-MCPD pada kemasan kertas; 2) menganalisis kandungan 3-MCPD kemasan
kertas dupleks; dan 3) menganalisis migrasi 3-MCPD dari kemasan kertas ke
dalam bahan pangan. Penelitian terbagi ke dalam tiga tahap. Tahap pertama yaitu
pengembangan dan validasi metode analisis 3-MCPD dengan GC-MS. Tahap
kedua adalah analisis kandungan 3-MCPD pada sampel kemasan kertas dupleks
dari lima produsen kertas, dan tahap ketiga adalah penentuan persentase migrasi
3-MCPD dari kemasan kertas ke dalam bahan pangan.
Kadar 3-MCPD pada kemasan kertas dupleks dianalisa dengan metode
GC-MS tervalidasi yang memiliki nilai linieritas (R2) 0.993, Limit Deteksi (LOD)
dan Limit Kuantitasi (LOQ) berturut-turut sebesar 6.65 dan 22.15 ng/g, dan
rentang akurasi antara 83.00 – 114.13%. Hasil analisis kadar 3-MCPD pada
sampel kemasan kertas dupleks dari lima produsen kertas tidak berbeda nyata
pada taraf uji 5% dengan kisaran 753.43 hingga 825.36 ppb. Kontak langsung

antara simulan pangan dan kemasan kertas dupleks selama 24 jam pada suhu 40oC
menyebabkan migrasi komponen 3-MCPD sebesar 40.55 hingga 57.61%.
Kata kunci: 3-MCPD, validasi metode analisis, kemasan pangan, migrasi

SUMMARY
IRA DWI RACHMANI. Analytical Method Validation and Determination of
3-MCPD in Duplex Paper Packaging and Its Migration into Food Simulant.
Supervised by FERI KUSNANDAR and SLAMET BUDIJANTO.
Duplex paper is widely used as a food packaging material as secondary
packaging, and primary packaging that is directly in contact with foodstuffs. The
use of duplex paper found in the catering business, restaurant, depots, and certain
food stalls. Associated with the production of paper and cardboard in general,
using chemical additives, duplex paper is likely to contain residues of hazardous
chemical compounds when used as primary packaging which could migrate into
food.
3-Monochloro-1,2-propanediol (3-MCPD) is considered as a food
contaminant compound. 3-MCPD is possibly found in soy sauce, oyster sauce, or
other food products that contain acid hydrolyzed vegetable protein (HVP-acid), as
well as in processed meat products, cheese, and bread. 3-MCPD is also possibly
present in paper packaging, including duplex paper. The formation of 3-MCPD in

paper packaging is triggered by epichlorohydrin compounds that act as wetstrength resins in the paper production process. Epichlorohydrin is categorized as
a food contact substance that is allowed to use as an adjuvant in the production of
food packaging.
The objectives of this study were: 1) develop and validate the analytical
method of 3-MCPD component in duplex paper packaging, 2) analyze the content
of 3-MCPD on duplex paper, and 3) analyze the 3-MCPD migration from duplex
paper packaging into food simulants. The study was divided into three stages,
development and validation of methods of analysis of 3-MCPD with GC-MS,
analysis of the content of 3-MCPD in the duplex paper packaging samples from
five manufacturers of paper, and determination of the percentage of 3-MCPD
migration from paper packaging into food.
3-MCPD content in duplex paper was analyzed by a validated GC-MS
method which has linearity value (R2) 0.993, LOD and LOQ, respectively at 6.65
and 22.15 ng/g, and recovery range from 83.00 to 114.13%. 3-MCPD content
analysis on five sample duplex paper from packaging paper manufacturer did not
different significantly ranging from 753.43 to 825.36 ppb. Direct contact between
food simulants and duplex paper for 24 hours at 40oC generated direct migration
ranging from 40.55 to 57.61%.
Keywords: 3-MCPD, analytical method validation, food packaging, migration

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

VALIDASI METODE ANALISIS DAN PENENTUAN 3-MCPD
PADA KEMASAN KERTAS DUPLEKS SERTA MIGRASINYA
KE DALAM SIMULAN PANGAN

IRA DWI RACHMANI

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada

Program Studi Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Nugraha Edhi Suyatma, STP, DEA

Judul Tesis : Validasi Metode Analisis dan Penentuan 3-MCPD pada Kemasan
Kertas Dupleks serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan
Nama
: Ira Dwi Rachmani
NIM
: F251110301

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Ir Feri Kusnandar, MSc

Ketua

Prof Dr Ir Slamet Budijanto, MAgr
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi Ilmu Pangan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc.

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 9 Januari 2015

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu
wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya tulis ini berhasil diselesaikan.
Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah validasi metode analisis dan
penentuan 3-MCPD pada kemasan kertas dupleks serta migrasinya ke dalam
simulan pangan. Penghargaan dan terimakasih yang tulus penulis haturkan
kepada:
1. Bapak Dr Ir Feri Kusnandar MSc dan Bapak Prof Dr Ir Slamet Budijanto,
MAgr. selaku komisi pembimbing atas waktu, ilmu, kesabaran, nasehat,
arahan dan bimbingan yang diberikan kepada penulis mulai dari tahap awal
penelitian sampai akhir penyelesaian tesis ini.
2. Ibu Dr Nancy Dewi Yuliana, STP MSc yang telah banyak memberi bantuan,
saran dan semangat kepada penulis.
3. Bapak Dr Nugraha Edhi Suyatma, STP DEA. selaku dosen penguji luar
komisi dan Ibu Prof Dr Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc selaku Ketua Program
Studi Ilmu Pangan, atas saran dan masukannya dalam penyempurnaan tesis.
4. PT Indah Kiat Pulp melalui Prof Dr Slamet Budijanto, MAgr atas bantuan
dana penelitian.
5. Kementerian Pertanian, melalui Badan Penyuluhan dan Pengembangan SDM
Pertanian atas bantuan beasiswa dalam Program Beasiswa Tugas Belajar
Tahun 2011.

6. Para dosen dan staf lingkup Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan dan
Departemen Ilmu Pangan, IPB, atas ilmu yang penulis dapatkan selama ini.
7. Mbak Yane Regiana, STP,MSi, Pak Yahya dan Pak Zaenal atas bantuan yang
diberikan kepada penulis selama penelitian.
8. Kedua orangtua, Bapak Sugito dan Ibu Ani Sulastri, serta suami dan buah hati
tercinta, Hari Priyanto dan Muhammad Anas Fathurrahman, atas ridho, doa,
kasih sayang, dukungan moril dan materiil selama penulis menyelesaikan
studi master ini.
9. Rekan-rekan mahasiswa Pascasarjana, khususnya Mayor Ilmu Pangan
angkatan 2010, 2011 dan 2012 atas kebersamaan dan bantuannya selama
perkuliahan hingga penyelesaian studi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Januari 2015
Ira Dwi Rachmani

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xii

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
1
2
2
2

2 TINJAUAN PUSTAKA
Kemasan Kertas Dupleks
Bahan Kimia pada Pembuatan Kertas Dupleks
3-MCPD pada Produk Pangan dan Kertas Kemasan
Regulasi 3-MCPD
Metode Analisis Penentuan 3-MCPD
Penelitian 3-MCPD pada Kemasan Kertas
Validasi Metode Analisis

3
3
4
5
5
6
7
8

3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan dan Alat
Tahapan Penelitian

8
8
8
9

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengembangan dan Validasi Metode Analisis 3-MCPD
Analisis 3-MCPD pada Sampel Kertas Dupleks
Persentase Migrasi 3-MCPD dari Kertas Dupleks ke Simulan Pangan

14
14
20
21

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

23
23
24

DAFTAR PUSTAKA

24

LAMPIRAN

27

RIWAYAT HIDUP

29

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7

Regulasi batas maksimum 3-MCPD di sejumlah negara
Kondisi analisis 3-MCPD dengan GC-MS
Simulan pangan dan kondisi pengujian migrasi 3-MCPD
Hasil uji kesesuaian sistem metode analisis 3-MCPD pada GC-MS
Hasil uji recovery 3-MCPD pada kertas kemasan menggunakan GCMS
Hasil penentuan LOD dan LOQ analisis 3-MCPD pada GC-MS
Hasil uji migrasi 3-MCPD dari kertas dupleks ke simulan pangan

6
11
13
17
19
19
22

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

White lined chipboard (Coles et al. 2003)
Tampilan kertas dupleks di pasaran
Pembentukan kloropropanol dari epiklorohidrin (Hamlet 2002)
Pembentukan derivat heptafluorobutyrylate-3-MCPD volatil untuk
analisis GC-MS (Hamlet dan Sutton 1997)
Diagram alir tahapan penelitian
Diagram alir analisis 3-MCPD pada kertas kemasan (modifikasi Pace
dan Hartman 2010)
Alat uji migrasi 3-MCPD dari kemasan kertas ke bahan pangan (Pace
dan Hartman 2010)
Alur fragmentasi molekul ion dari heptafluorobutyrylate-3-MCPD
(Hamlet dan Sutton 1997)
Spektrum massa 3-MCPD-d5 dan 3-MCPD
Kromatogram hasil analisis 3-MCPD
Kurva linieritas metode analisis 3-MCPD pada kertas kemasan
menggunakan GC-MS
Kandungan 3-MCPD sampel kertas dupleks
Mekanisme migrasi senyawa dari kemasan kertas ke bahan pangan
(Pocas et al. 2011)

3
4
5
7
9
10
14
15
16
17
18
20
21

DAFTAR LAMPIRAN
1
2

Hasil analisa statistik uji sidik ragam kadar 3-MCPD pada sampel
kertas dupleks menggunakan SPSS seri 17.0
Hasil analisa statistik uji sidik ragam kadar migrasi 3-MCPD dari
sampel kertas dupleks E ke simulan pangan menggunakan SPSS seri
17.0

27

28

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pengemasan mempunyai peran penting dalam keseluruhan rantai pasok
pangan. Fungsi kemasan pangan antara lain sebagai wadah yang mempermudah
distribusi, melindungi dari kerusakan, mempertahankan mutu pangan, memberikan kenyamanan bagi konsumen dan sebagai alat untuk mengkomunikasikan
produk pangan kepada konsumen. Dari berbagai variasi bahan baku kemasan,
kemasan kertas merupakan salah satu pilihan yang banyak digunakan dan diminati
oleh konsumen karena relatif murah, ramah lingkungan, penggunaan energi yang
efisien dalam produksi, dan mudah dicetak (Coles et al. 2007).
Salah satu jenis kemasan kertas yang banyak dijumpai di pasaran adalah
kertas dupleks. Kertas dupleks merupakan kertas multi-lapis yang 80 – 100%
bahan bakunya berasal dari kertas daur ulang. Penggunaan kertas daur ulang
sebagai bahan baku kertas kemasan dewasa ini meningkat, seiring bertambahnya
kesadaran masyarakat untuk menjaga kelestarian lingkungan. Kertas kemasan dari
bahan daur ulang digunakan baik sebagai kemasan sekunder maupun kemasan
primer untuk bahan pangan kering seperti tepung, biji-bijian, serealia, dan pasta
(Binderup et al. 2002).
Terkait dengan bahan bakunya yang berupa kertas daur ulang, kertas
dupleks sangat mungkin mengandung senyawa-senyawa kimia yang membahayakan kesehatan. Dalam proses produksi kertas dupleks dan kertas daur ulang pada
umumnya dilakukan penambahan bahan kimia tertentu yang berfungsi membantu
proses produksi untuk menghasilkan kualitas lembaran kertas seperti yang
diharapkan. Keamanan penggunaan kertas kemasan pangan dari bahan daur ulang
telah banyak dikaji. Residu kontaminan berbahaya yang mungkin ditemukan pada
kertas kemasan dari bahan daur ulang adalah benzofenon, poli aromatik hidrokarbon (naftalen, fluoren, antrasen, piren, benzopiren dan benzofluoranten), DIPNs
(2,6- and 2,7-diisopropilnaftalen), HTP’s (m-terfenil, o-terfenil) dan ftalat (dioktilftalat, di-N-butil ftalat, dimetil ftalat, dietil ftalat, bis(2-etilhexil) adipat, bis(2etilhexil) ftalat dan benzil butil ftalat (Triantafyllou et al. 2007, Parigoridi 2010,
Suciu et al. 2013).
3-Monokloro-1,2-propandiol (3-MCPD) merupakan processing contaminant
atau senyawa kontaminan yang terbentuk pada proses pengolahan pangan.
Kontaminan ini tidak terdapat pada bahan baku tetapi terbentuk oleh reaksi kimia
tertentu selama proses pengolahan. Perhatian serius diberikan karena 3-MCPD
bersifat karsinogenik. Meskipun tidak terdapat data bahwa 3-MCPD menimbulkan
kanker pada manusia, namun sejumlah penelitian membuktikan 3-MCPD bersifat
karsinogenik pada hewan percobaan (Cho et al. 2008). Tikus yang diberi asupan
3-MCPD mengalami toksisitas akut yang memberi efek pada ginjal dan organ
reproduksi dengan nilai LD50 sebesar 150 mg/kg berat badan. Pemberian 3MCPD dengan dosis > 25 mg/kg berat badan perhari dapat menimbulkan luka
pada sistem syaraf pusat tikus dan mencit (Stadler dan Lineback 2009).
3-MCPD ditemukan pada produksi kecap, saus tiram, atau produk pangan
lainnya yang mengandung protein nabati terhidrolisis asam. 3-MCPD juga
ditemukan pada minyak goreng, produk olahan daging, keju, dan roti (Abu-El-Haj

2
et al. 2007, Baer et al. 2010, Razak et al. 2012, Wenzl et al. 2007). Chung et al.
(2008) menguji 318 sampel makanan di sejumlah pasar retail di Hongkong dan
menemukan sebanyak 101 sampel (32%) mengandung 3-MCPD pada kisaran
3 – 66 µg/kg.
Studi lain mengungkapkan bahwa 3-MCPD tidak hanya ditemukan pada
produk pangan, tapi juga pada kemasan kertas. Kehadiran 3-MCPD pada kemasan
kertas dipicu oleh senyawa epiklorohidrin. Dalam industri kemasan dunia,
epiklorohidrin merupakan jenis wet-strength resin yang paling umum digunakan
dalam pembuatan kertas dan karton. Pace dan Hartman (2010) melaporkan bahwa
kertas kemasan yang melibatkan epiklorohidrin dalam pembuatannya
mengandung 3-MCPD dalam kadar yang melebihi batas ambang toleransi.

Perumusan Masalah
Berdasarkan Peraturan Kepala BPOM (2011) epiklorohidrin terkategori
sebagai zat kontak pangan yang diizinkan penggunaannya sebagai bahan penolong
dalam produksi kemasan pangan dan tanpa persyaratan batas migrasi. Senyawa
epiklorohidrin ditambahkan sebagai komponen kertas dan karton yang kontak
dengan pangan yang mengandung air dan lemak. Hal tersebut menunjukkan
kemungkinan kandungan 3-MCPD pada kertas kemasan pangan.
Informasi mengenai kandungan 3-MCPD pada kemasan kertas dupleks di
Indonesia belum tersedia. Sementara itu, seringkali ditemukan penggunaan kertas
dupleks sebagai kemasan primer yang kontak langsung dengan bahan pangan.
Untuk itu dibutuhkan penelitian untuk mengetahui kadar dan potensi migrasi
3-MCPD ke dalam produk pangan.
Pengembangan metode analisis 3-MCPD pada kertas kemasan masih
terbatas dan belum terstandar. Dibutuhkan pengembangan dan validasi metode
analisis 3-MCPD pada kertas dupleks.

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk memvalidasi metode analisis komponen
3-MCPD yang telah dimodifikasi pada kemasan kertas, menganalisis kandungan
3-MCPD kemasan kertas dupleks dan menganalisis migrasi 3-MCPD dari
kemasan kertas dupleks ke dalam simulan pangan.

Manfaat Penelitian
Keluaran penelitian ini menghasilkan metode analisis yang tervalidasi untuk
menentukan kandungan komponen 3-MCPD pada kemasan kertas dan memberikan informasi kandungan komponen 3-MCPD pada kertas dupleks serta potensi
migrasinya ke dalam makanan.

3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Kemasan Kertas Dupleks
Tren penggunaan kemasan berbahan dasar kertas menjadi alternatif kemasan
masa depan. Penggunaan kemasan kertas untuk seluruh sektor industri di dunia
menempati peringkat pertama dengan persentase sebesar 38%, diikuti berturutturut oleh kemasan plastik kaku 21%, kemasan plastik fleksibel 13%, kemasan
kaleng 16%, kemasan dari kaca 6%, dan kemasan lainnya 6% (WPO 2008). Di
Indonesia penggunaan kemasan kertas sebesar 24% masih menempati peringkat
kedua setelah kemasan plastik sebesar 53%, sementara sisanya kemasan kaleng
sebesar 17% dan kemasan kaca sebesar 6%. Dan dari berbagai sektor industri
yang menggunakan jasa kemasan, sektor pangan merupakan pengguna terbesar
dengan prosentase lebih dari 50% (Coles et al. 2007).
Kertas dupleks (Multilayered Paperboard) merupakan kertas multilapis
dengan bagian tengah berasal dari pulp daur ulang yang diperoleh dari campuran
kertas atau karton bekas. Lapisan tengah kertas dupleks berwarna abu-abu.
Lapisan bagian atas atau lapisan pertama berasal dari pulp yang telah dipucatkan
secara kimia dan biasanya berwarna putih dengan coating pigmen mineral.
Lapisan kedua, atau di bawah lapisan atas dapat berasal dari pulp yang dipucatkan
secara kimia atau mechanical pulp. Produk tersebut dikenal dengan nama
newsboard. Istilah chipboard juga digunakan, meski lebih diasosiasikan dengan
unlined grade, seperti tanpa permukaan dengan warna putih atau warna lainnya
(Gambar 1).
Lapisan bagian dalam biasanya berasal dari pulp daur ulang yang dipilih
secara khusus dan berwarna abu-abu. Terdapat beberapa jenis kertas dupleks

Gambar 1 White lined chipboard (Coles et al. 2007)

4
dengan lapisan khusus untuk corrugated fibreboard atau tanpa lapisan tambahan.
Kertas dupleks digunakan secara luas sebagai kemasan sereal, makanan yang
dikeringkan, makanan dingin atau beku, hingga kemasan luar coklat dan permen.
Gambar 2 memperlihatkan tampilan kertas dupleks yang ada di pasaran.

Gambar 2 Tampilan kertas dupleks di pasaran

Bahan Kimia pada Pembuatan Kertas Dupleks
Kertas dan karton secara umum diproduksi dengan penambahan bahan
kimia (aditif) yang memiliki dua fungsi utama yaitu sebagai bahan kimia
fungsional dan bahan kimia kontrol. Bahan kimia fungsional ditambahkan dengan
tujuan menghasilkan sifat tertentu dari kertas karton. Yang termasuk ke dalam
bahan kimia jenis ini yaitu, bahan penguat kering (dry strength additive), bahan
penguat basah (wet strength resins), bahan pendarihan (sizing agents), bahan
pengisi (filler), pelapis (coating) dan pewarna (dyes). Bahan kimia kontrol
membantu proses produksi dalam kontrol kualitas lembaran kertas karton yang
dihasilkan. Bahan kimia kontrol yang umum digunakan seperti anti pitch (pitch
dispersants), anti busa (defoamers), bahan pengontrol bakteri, lendir atau mikroba
lainnya (biocides), pembersih (cleaners), dan penghilang tinta (de-inking agents)
(Coles et al. 2007).
Wet strength resin merupakan bahan kimia yang ditambahkan dengan tujuan
mencegah mengembangnya serat selulosa karena keberadaan air, sehingga
meningkatkan kekuatan kertas dalam keadaan basah. Mekanisme kerja wet
strength resin adalah membentuk ikatan sambung silang antara serat dan resin
yang tidak larut air sehingga dapat mengurangi pengembangan dan penguraian
serat selulosa, berpenetrasi (diserap) pada serat selulosa yang menghasilkan
jaringan pelindung pada permukaan ikatan yang tidak larut air, atau membentuk
kulit pelindung berupa polimer (Espy 1995).
Sifat kekuatan basah kertas berperan penting dalam kelancaran operasi
mesin kertas terutama pada tahap pengepresan. Wet strength resin juga
ditambahkan dengan tujuan meningkatkan umur simpan kertas dan
penggunaannya oleh konsumen. Beberapa contoh jenis kertas yang menggunakan
wet strength resin yaitu kertas yang digunakan pada kondisi yang berbeda iklim
(kertas pengepakan, kantong kertas, peta), kertas yang penggunaannya berkaitan
dengan air (handuk kertas, serbet kertas, tissue, kertas lensa), kertas kemasan

5
pangan, dan kertas yang direndam dalam air pada saat digunakan seperti kertas
fotografi, kertas saring, dan kantong teh celup (Coles et al. 2007).
Menurut Ginebreda et al. (2011) dalam industri pembuatan kertas terdapat
tiga jenis wet strength resin yang paling banyak digunakan, urea-formaldehida
(UF), melamine-formaldehida (MF), dan poliamida-epiklorohidrin (PAE). Dari
segi kualitas kekuatan kertas yang dihasilkan, melamine-formaldehida lebih
unggul. Namun, karena keterbatasan dalam regulasi kandungan formaldehida,
penggunaan poliamida–epiklorohidrin menjadi lebih dominan.
3-MCPD pada Produk Pangan dan Kertas Kemasan
3-MCPD ditemukan dalam kecap, saus tiram, atau produk pangan lainnya
yang mengandung protein nabati terhidrolisis asam (acid-HVP). Selain itu,
3-MCPD juga ditemukan dalam jumlah yang lebih rendah pada produk pangan
dengan kadar garam tinggi (sup dan saus), kadar lemak tinggi (daging dan produk
olahan susu), dan produk hasil pemanasan (sereal dan roti). Pembentukan
3-MCPD pada makanan secara umum berasal dari tiga jalur, yaitu hidrolisa asam,
proses pemanasan dan kloroester (Baer et al. 2010). Meski demikian, 3-MCPD
juga dideteksi pada produk pangan yang tidak berkaitan dengan ketiga jalur di atas.
Contohnya 3-MCPD yang ditemukan pada produk salami yang diduga berasal dari
kontaminasi sausage casing yang mengandung wet strength resin (Hamlet, 2002).
Selain itu, sejumlah material kemasan yang kontak dengan pangan seperti kantong
teh celup, kertas saring kopi, atau kertas penyerap pada kemasan daging
berpotensi sebagai sumber kontaminan 3-MCPD, karena melibatkan wet strength
resin dalam proses produksi kemasannya.
Pada kemasan kertas, 3-MCPD muncul sebagai produk sampingan pada
proses pembentukan poliamida–epiklorohidrin (tahap penambahan epiklorohidrin).
3-MCPD terbentuk dari reaksi hidrolisis epiklorohidrin dalam kondisi aqueous
(Gambar 3). Selain 3-MCPD, kloropropanol lainnya yaitu 1,3-DCP (1,3-dikloro2-propanol) juga terbentuk sebagai hasil reaksi gugus epoksida dari epiklorohidrin
dengan ion klorin pada pH 8-9. Menurut Crews et al. (2002) 1,3-DCP biasanya
terbentuk dalam jumlah yang lebih sedikit (rasio 1:6) dibandingkan 3-MCPD.

Gambar 3 Pembentukan kloropropanol dari epiklorohidrin (Hamlet 2002)
Regulasi 3-MCPD
Sejumlah regulasi mengenai 3-MCPD di berbagai negara umumnya
ditujukan pada produk pangan, khususnya yang berasal dari hidrolisa protein

6
nabati (HVP). Hamlet dan Sadd (2009) mencatat batas toleransi 3-MCPD dalam
produk pangan di sejumlah negara (Tabel 1).
Tabel 1 Regulasi batas maksimum 3-MCPD di sejumlah negaraa

Australia/Selandia Baru
Kanada
Cina
Uni Eropa

3-MCPD
(ppm)
0.2
1
1
0.02

Korea

0.3

Malaysia

1
0.02

Negara

1
Swiss
Thailand
Amerika Serikat
a

0.2
1
1

Ruang lingkup
Kecap/saus tiram
Kecap/saus tiram
Acid-hydrolized vegetable protein
Hydrolized vegetable protein dan
kecap (kepadatan 40%)
Kecap mengandung Acid-hydrolized
vegetable protein
Hydrolized vegetable protein
Pangan cair dengan Hydrolized
vegetable protein
Acid-hydrolized vegetable protein
produk industri
Saus gurih
Hydrolyzed soybean protein
Acid-hydrolized vegetable protein

Sumber: Hamlet dan Sadd (2009)

Di Indonesia, Badan POM (2009) menetapkan batas maksimum kandungan
3-MCPD untuk semua makanan yang mengandung protein nabati terhidrolisis
asam (makanan cair) sebesar 20 ppb, makanan padat sebesar 50 ppb dan pada
protein nabati terhidrolisis asam (Acid-HVP) sebesar 1000 ppb. Sementara itu,
regulasi batas maksimum 3-MCPD pada kertas kemasan kertas dan karton yang
kontak dengan bahan pangan telah diberlakukan di Jerman, yaitu sebesar 300 ppb
(Liu 2012).
Regulasi di atas diberlakukan karena dugaan 3-MCPD sebagai senyawa
karsinogenik. Meskipun belum ada penelitian yang membuktikan status
karsinogenik 3-MCPD pada manusia, namun beberapa penelitian menunjukkan
bahwa 3-MCPD bersifat karsinogenik pada hewan percobaan, antara lain
penelitian Cho et al. (2008) yang melaporkan pertumbuhan sel tumor pada tikus
Sprague-Dawley yang diberi air minum yang mengandung 3-MCPD.
Metode Analisis Penentuan 3-MCPD
Analisis penentuan kandungan 3-MCPD dalam bahan pangan atau material
kemasan, tidak sesederhana struktur molekulnya. Kesulitan pertama adalah
analisis yang dilakukan dalam level ppm atau ppb sehingga memerlukan
sensitifitas yang tinggi. Ketidakberadaan gugus kromofor yang sesuai, titik didih
tinggi (114-120oC), dan berat molekul yang rendah (110,54) membuat 3-MCPD
tidak bisa dideteksi menggunakan instrumen HPLC baik detektor ultraviolet atau
fluoresens. Selain itu, volatilitas yang rendah dan polaritas yang tinggi juga
mempersulit analisis langsung menggunakan GC-MS.

7
Keterbatasan tersebut diatasi dengan perlakuan derivatisasi sebelum analisis
GC-MS. Langkah derivatisasi dilakukan dengan tujuan menghasilkan analit yang
lebih volatil dan mencegah interaksi 3-MCPD dengan komponen lain pada sistem
GC-MS. Derivatisasi juga memberikan karakteristik ion yang lebih meyakinkan
karena meningkatnya berat molekul analit. Hampir seluruh metode analisis dalam
penelitian 3-MCPD yang dipublikasikan selama satu dekade terakhir
menggunakan derivat 3-MCPD yang lebih volatil dan stabil (Liu 2012). Menurut
Wenzl et al. (2007), terdapat tiga jenis agen derivatisasi yang umum digunakan,
yaitu heptafluorobutyryl (HFB), phenyl boronic acid (PBA) dan dioxolane.
Heptafluorobutyryl-imidazole (HFBI) merupakan agen derivatisasi yang
paling banyak digunakan dari dahulu hingga saat ini (Hamlet dan Sutton 1997,
Brereton et al. 2001, Pace dan Hartman 2010). Pemilihan HFBI sebagai agen
derivatisasi berdasarkan pada kestabilan derivat yang terbentuk dan meningkatnya
volatilitas analit. Pembentukan derivat heptafluorobutyrylate-3-MCPD
ditunjukkan pada Gambar 4. Keuntungan lain yang dapat diperoleh dari
penggunaan HFBI adalah untuk deteksi 3-MCPD dan 1,3-DCP yang dapat
dilakukan secara simultan. Dalam metode analisis yang melibatkan HFBI,
digunakan internal standar berupa deuterium-labeled 3-chloro-1,2-propanediol (3MCPD-d5) yang merupakan isotop stabil. Internal standar 3-MCPD-d5 internal
di-spike pada ekstrak sampel, dan 3-MCPD dipisahkan dengan pemisahan fase
liquid-liquid dari air ke dietil eter dalam kolom solid-phase extraction (SPE) yang
berisi penyerap. Hasil ekstrak yang mengandung analit 3-MCPD kemudian
diderivatisasi dengan HFBI pada suhu 70oC selama 20 menit, untuk selanjutnya
dianalisis menggunakan GC-MS.

Gambar 4 Pembentukan derivat heptafluorobutyrylate-3-MCPD volatil untuk
analisis GC-MS (Hamlet dan Sutton 1997)

Penelitian 3-MCPD pada Kemasan Kertas
Tidak seperti penelitian 3-MCPD pada makanan, penelitian 3-MCPD pada
kemasan kertas masih terbilang sedikit. Analisis 3-MCPD pada kertas yang
mengandung epiklorohidrin pertama kali dikembangkan oleh Boden et al. (1997).
Pada analisis tersebut, digunakan asetonitril sebagai pelarut ekstraksi dan N,Obis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (BSTFA) sebagai agen derivatisasi. Nilai
LOD 3-MCPD pada penelitian ini adalah 0,04 mg/kg.
Penelitian 3-MCPD pada kemasan kertas berikutnya dilakukan oleh Pace
dan Hartman (2010). Selain analisis kandungan 3-MCPD, dalam penelitian
tersebut juga dilakukan studi migrasi 3-MCPD dari kemasan kertas ke dalam

8
bahan pangan. Dengan mengadopsi metode yang digunakan Brereton et al.
(2001), dalam analisis ini digunakan dietil eter sebagai pelarut ekstraksi dan
heptafluorobutyryl-imidazole (HFBI) sebagai agen derivatisasi. Nilai LOD dan
LOQ dari analisis 3-MCPD berturut-turut 5 μg/kg dan 10 μg/kg dengan mode
SIM (Selected Ion Monitoring), lebih sensitif dibandingkan dengan penelitian
terdahulu. Pace dan Hartman (2010) melaporkan, kandungan 3-MCPD yang
melebihi batas toleransi pada kemasan kertas tidak bermigrasi ke bahan pangan
dalam jumlah signifikan jika kemasan dilapisi dengan polietilen.
Penelitian terbaru mengenai 3-MCPD pada kemasan kertas dilaporkan oleh
Liu (2012). Dalam penelitian tersebut, dilakukan pengembangan dan validasi
metode analisis 3-MCPD pada kemasan kertas dengan peningkatan efisiensi
penggunaan bahan dan waktu analisis.
Validasi Metode Analisis
Validasi metode analisis merupakan proses ilmiah untuk membuktikan
bahwa karakteristik kinerja suatu metode analisis telah sesuai dengan tujuan
penggunaannya, atau sebagai konfirmasi melalui pengujian dan pengadaan bukti
yang objektif bahwa persyaratan tertentu untuk suatu maksud khusus telah
dipenuhi (EURACHEM 1998). Validasi metode analisis perlu dilakukan karena
tidak semua metode yang telah dikembangkan dapat diaplikasikan dan memenuhi
kebutuhan laboratorium pengujian.
Pengujian menggunakan metode tervalidasi sangat penting dalam menjamin
keamanan produk pangan dan memenuhi regulasi yang diterapkan pada produk,
negara, dokumentasi serta proses dan persyaratan validasi itu sendiri (AOAC
Official Method Appendix E 2005).
Parameter yang umum digunakan dalam validasi metode analisis adalah
kesesuaian sistem, linieritas, akurasi dan keterulangan, batas deteksi dan batas
kuantitasi (EURACHEM 1998; AOAC 2002).

3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2013 hingga November 2013.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Pangan dan Laboratorium
Analisis Pangan, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, IPB.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah lima sampel kertas
dupleks dari lima produsen kertas di Indonesia, kertas virgin, standar 3-MCPD
(Sigma-Aldrich), standar internal 3-MCPD-d5 (Sigma-Aldrich), Hepta Fluoro
Butryl Imidazole (HFBI) kemurnian 97% (Sigma-Aldrich), solid phase extraction
Agilent Chem Elut kapasitas 20 ml, minyak jagung, isooktan HPLC-grade, dietil
eter p.a., etil asetat p.a., etanol p.a., n-heksana p.a., dan bahan kimia lainnya.

9
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah peralatan gelas, neraca
analitik, pipet mikro (Eppendorf), kertas saring (Whatman No.1), vortex (Thermo
Scientific®, waterbath (GFL Waterbath 1002), inkubator, vacuum rotary evapator
(Buchi, R-II), alat uji migrasi, dan instrumen GC-MS Shimadzu seri QP2010 yang
dilengkapi autosampler.
Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahapan seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 5. Tahap pertama adalah pengembangan dan validasi metode analisis
3-MCPD. Tahap kedua adalah analisis kandungan 3-MCPD pada kemasan kertas
dupleks, dan tahap ketiga adalah penentuan persentase migrasi 3-MCPD dari
kemasan kertas dupleks ke simulan pangan.

Tahapan
Penelitian

Kegiatan

Luaran

Tahap Pertama:
Pengembangan dan
validasi analisis 3MCPD pada
kemasan kertas
dupleks

Validasi metode
analisis meliputi
uji kesesuaian
sistem, uji
linieritas, uji
akurasi &
keterulangan,
penentuan LOD &
LOQ

Diperoleh nilai
standar deviasi
relatif, koefisien
linieritas metode,
akurasi metode,
keterulangan
metode, LOD alat,
dan LOQ metode

Tahap Kedua:
Analisis kadar 3MCPD pada kertas
dupleks

Mengukur kadar 3MCPD pada lima
sampel kemasan
kertas dupleks
menggunakan
metode analisis
tervalidasi

Kadar 3-MCPD
pada lima sampel
kemasan kertas
dupleks

Tahap Ketiga:
Penentuan persen
migrasi 3-MCPD
dari kertas dupleks
ke simulan pangan

Uji Migrasi 3MCPD dari
kemasan kertas
dupleks ke tiga
jenis simulan
pangan

Persentase migrasi
3-MCPD dari
kemasan kertas
dupleks ke tiga
jenis simulan
pangan

Gambar 5 Diagram alir tahapan penelitian

10
Tahap Pertama: Pengembangan dan validasi metode analisis 3-MCPD
Metode analisis yang digunakan pada penelitian ini adalah metode Pace dan
Hartman (2010) yang dimodifikasi, terdiri dari empat tahapan yaitu ekstraksi,
clean-up, derivatisasi dan analisis dengan menggunakan kromatografi gasspektrometri massa (GC-MS). Modifikasi dilakukan meliputi jumlah dan ukuran
sampel yang dianalisis, spesifikasi dan kondisi operasi peralatan yang digunakan.
Tahapan analisis 3-MCPD pada kemasan kertas secara garis besar mengikuti
prosedur pada Gambar 6.
kemasan kertas

inkubasi dalam air selama 24 jam pada suhu
ruang

penambahan standar internal 3MCPD-d5

penambahan garam

solid phase extraction dengan dietil eter menggunakan
Chem Elute®

pemekatan dengan rotavapor

pengeringan dengan gas N2

penambahan isooktan

derivatisasi dengan HFBI

analisis dengan GC-MS
Gambar 6 Diagram alir analisis 3-MCPD pada kertas kemasan
(modifikasi Pace dan Hartman 2010)

11
Penyiapan larutan standar
Larutan standar eksternal 3-MCPD disiapkan dengan menimbang secara seksama
lebih kurang 10 mg 3-MCPD, dimasukkan ke dalam labu takar 10 ml dan
dilarutkan dengan etil asetat sehingga diperoleh konsentrasi 10 mg/ml. dari larutan
stok tersebut, dibuat larutan standar dengan konsentrasi 100 µg/ml dan 10 µg/ml
dengan cara melarutkan dalam etil asetat. Larutan standar internal 3-MCPD-d5
tersedia dalam konsentrasi 1 mg/ml, dilarutkan dalam etil asetat sehingga
diperoleh konsentrasi 10 µg/ml.
Penentuan konsentrasi 3-MCPD dengan menggunakan GC-MS
Penentuan jumlah 3-MCPD dilakukan dengan menggunakan GC-MS
Shimadzu series QP 2010. Kondisi analisis GC-MS seperti pada Tabel 2.
Tabel 2 Kondisi analisis 3-MCPD dengan GC-MS
Kriteria
GC
Kolom
Suhu injektor
Suhu oven

Gas pembawa
Aliran kolom
Penyuntikan
Volume penyuntikan
MS
Mode aquisition
Mode ionisasi
Suhu interface
Suhu ionisasi
m/z

Kondisi
Rtx®5-MS dimensi 30 m x 0.25mm ID x 0.25μm
270oC
50°C selama 1 menit, ditingkatkan 2° per menit
hingga suhu 90°C, kemudian ditingkatkan 20°C per
menit hingga 270°C dengan holding time 5 menit
Helium
1 ml/menit
splitless
1 µL
Selected Ion Monitoring (SIM)
Electron Impact (EI)
270oC
250oC
253, 257 (analisis kuantitatif)
275, 278, 289, 294, 453, 456 (kualitatif)

Validasi metode analisis
Validasi metode analisis dilakukan dengan cara melakukan uji kesesuaian
sistem, uji linieritas, uji akurasi dan keterulangan, serta penentuan limit deteksi
dan limit kuantitasi, mengikuti panduan EURACHEM (1998) dan AOAC (2002).
1. Uji kesesuaian sistem
Uji kesesuaian sistem metode analisis 3-MCPD dilakukan dengan menginjeksi
standar 3-MCPD dan standar internal 3-MCPD-d5 yang telah diderivatisasi
sebanyak enam kali ulangan. Konsentrasi larutan standar 3-MCPD-d5 dan 3MCPD yang digunakan berturut-turut adalah 10 μg/ml dan 0.5 μg/ml.
Kemudian dihitung standar deviasi dan standar deviasi relatif (RSD) dari
waktu retensi dan luas area hasil pengukuran dengan GC-MS. Nilai standar
deviasi relatif yang diperbolehkan menurut JECFA adalah maksimum 2%.

12
2. Uji linieritas metode
Uji linieritas metode dilakukan dengan analisis 3-MPCD yang diadisi
pada kertas virgin sebagai blank sample yang memiliki matriks menyerupai
kertas dupleks. Digunakan 6 konsentrasi standar eksternal 3-MCPD pada
kisaran 0.1 – 10 μg/g dan standar internal 3-MCPD-d5 pada konsentrasi
1 μg/g. Linieritas diukur dengan memetakan rasio luas peak area standar
eksternal dan standar internal terhadap rasio konsentrasi standar eksternal dan
standar internal, dimana umumnya antara keduanya membentuk hubungan
linier yang dinyatakan dengan persamaan regresi dan koefisien korelasi.
Persamaan regresi: y = bx + a
y = rasio luas peak area = luas peak area standar eksternal (3-MCPD) / luas
peak area standar internal (3-MCPD-d5)
x = rasio konsentrasi = konsentrasi (3-MCPD) / konsentrasi standar internal
(3-MCPD-d5).
Nilai linieritas dievaluasi menggunakan nilai R2 yang diperoleh Nilai
linieritas yang diharapkan adalah lebih dari 0.990.
3. Uji akurasi dan keterulangan
Uji akurasi (recovery) dan uji keterulangan (repeatability) dilakukan
dengan adisi standar 3-MCPD pada kertas virgin dengan konsentrasi 5.36 μg/g
sebanyak 7 ulangan. Kertas virgin yang telah diadisi tersebut kemudian
dianalisis kandungan 3-MCPD-nya. Nilai recovery dari metode dihitung
dengan rumus:
Recovery(%) =

[konsentrasi yang ditemukan −konsentrasi tanpa adisi 3−MCPD ) x 100%
konsentrasi adisi

Nilai recovery yang direkomendasikan oleh AOAC (2002) yaitu 80115% untuk analisis kandungan trace dalam sampel dengan konsentrasi dalam
ppm. Hasil uji keterulangan analisis 3-MCPD ditunjukkan oleh nilai %RSD
dari analisis 3-MCPD. Batas keberterimaan repeatability yang disarankan oleh
AOAC (2002) untuk analisis trace yaitu nilai RSD ≤ 15%.
4. Penentuan batas deteksi dan batas kuantitasi
Nilai batas deteksi/limit of detection (LOD) dan batas kuantitasi/limit of
quantitation (LOQ) instrumen ditentukan dengan injeksi standar 3-MCPD
pada konsentrasi terendah yang masih dapat terdeteksi. Dilakukan tujuh
penentuan dengan injeksi standar 3-MCPD pada konsentrasi 0.134 ug/ml.
Standar deviasi (SD) dari ketujuh penentuan tersebut dihitung. Nilai LOD alat
dinyatakan sebagai 3 kali standar deviasi, sedangkan LOQ adalah 10 kali
standar deviasi.
Tahap Kedua: Analisis kadar 3-MCPD pada sampel kertas dupleks
Analisis kadar 3-MCPD dilakukan terhadap sampel kemasan kertas dupleks
yang berasal dari lima produsen kertas di Indonesia. Sampel kertas dupleks
dipotong dengan ukuran maksimal 5 x 5 mm2. Sampel ditimbang seberat 1 g pada
tabung bertutup, ditambah 20 ml air destilata, dan disimpan pada suhu ruang

13
selama 24 jam. Ekstrak disaring dengan kertas saring Whatman No.1 dan tabung
dibilas dengan 5 ml air destilata. Ekstrak ditambah 100 μl 3-MCPD-d5 10 μg/ml
dan NaCl sebanyak 8 g, diaduk hingga larut, dituang ke kolom SPE Agilent Chem
Elut, dan dibiarkan selama 15-20 menit. Kolom kemudian dielusi dengan 250 ml
dietil eter dengan kecepatan 10 ml/menit.
Untuk menghilangkan residu air pada eluan, ditambahkan 15 g Na2SO4
anhidrat. Ekstrak dipekatkan dengan vacuum rotary evaporator pada suhu 35oC
hingga sekitar 10 ml. Sejumlah Na2SO4 anhidrat ditambahkan pada ekstrak hasil
pemekatan. Ekstrak dipindahkan secara kuantitatif ke dalam vial 4.0 ml dan
dipekatkan secara perlahan hingga kering dengan hembusan gas N2 pada suhu
ruang.
Ekstrak yang telah dikeringkan dengan segera ditambah 1 ml isooktan dan
50 μl HFBI. Vial dikocok dengan vortex. 3-MCPD diderivatisasi menggunakan
waterbath pada suhu 75oC selama 20 menit. Vial didinginkan hingga mencapai
suhu sekitar 40oC, kemudian ditambahkan 1.0 ml air destilata dan divortex selama
30 detik. Vial didiamkan hingga terpisah lapisan air dan isooktan. Fase isooktan
dipindahkan dengan hati-hati menggunakan pipet mikro ke dalam vial 2.0 ml dan
diberi Na2SO4 anhidrat. Setelah 5 menit, ekstrak dipindahkan ke vial 2.0 ml baru
dan siap untuk dianalisis dengan GC-MS.
Tahap 3: Penentuan persentase migrasi komponen 3-MCPD dari kemasan
kertas dupleks ke dalam simulan pangan
Penentuan persentase migrasi 3-MCPD menggunakan sampel kertas dupleks
dengan kandungan komponen 3-MCPD tertinggi. Uji migrasi yang dilakukan
mengacu pada Protokol Uji Migrasi Tertentu (Lampiran 2) Guidance for Industry:
Preparation of Premarket Submissions for Food Contact Substances: Chemistry
Recommendations, FDA (FDA, 2007) dengan simulan pangan dan kondisi
pengujian seperti ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3 Simulan pangan dan kondisi pengujian migrasi 3-MCPD
Simulan Pangan
10% Etanol
50% Etanol
Minyak jagung

Kondisi Pengujian
40°C, 24 jam
40°C, 24 jam
40°C, 24 jam

Uji migrasi menggunakan desain alat single side-extraction yang
dimodifikasi dari Pace dan Hartman (2010) dapat dilihat pada Gambar 7. Model
migrasi single side-extraction yang paling mendekati kondisi sebenarnya, dimana
bagian dalam kertas dupleks kontak langsung dengan simulan pangan.
Simulan pangan sebanyak 30 ml ditempatkan dalam alat migrasi dan
dibiarkan kontak dengan sisi bagian dalam kertas selama 24 jam pada suhu 40oC.
Simulan pangan kemudian diekstrak dan di-clean-up dengan cara yang sama
seperti analisis 3-MCPD pada sampel kertas, sehingga diperoleh kandungan
3-MCPD yang bermigrasi ke dalam simulan pangan. Kecuali untuk simulan
pangan minyak jagung, pada tahap SPE, sebelum dielusi menggunakan 250 ml
dietil eter, terlebih dahulu dielusi dengan 80 ml campuran heksana dan dietil eter

14

Gambar 7 Alat uji migrasi 3-MCPD dari kemasan kertas ke bahan pangan
(Pace dan Hartman 2010)
dengan perbandingan 9:1. Persentase migrasi 3-MCPD dihitung dengan rumus
berikut:
Persen Migrasi (%) =

konsentrasi 3MCPD simulan pangan x 100%
konsentrasi 3MCPD pada sampel kertas

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengembangan dan Validasi Metode Analisis 3-MCPD
Pada penelitian ini dilakukan modifikasi pada metode analisis 3-MCPD
yang telah dikembangkan oleh Pace dan Hartman (2010). Modifikasi dilakukan
terhadap jumlah sampel dan pelarut yang digunakan dimana pada penelitian ini
jumlah sampel yang digunakan hanya 1 g dengan jumlah pelarut yang telah
disesuaikan. Selain itu, sejumlah peralatan yang digunakan pada proses clean up
memiliki spesifikasi yang berbeda dengan peralatan yang digunakan oleh metode
terdahulu, antara lain penggunaan kolom solid phase extraction (SPE) Agilent
Chem Elut® yang menggantikan kolom SPE Extrelute, serta penggunaan vacuum

15
rotavapor yang lebih sederhana mengadopsi prinsip kerja Dry-Vap® solvent
evaporating system. Selain itu, terdapat perbedaan jenis dan kondisi penggunaan
instrumen GC-MS.
Penggunaan sampel dan pelarut dalam jumlah yang lebih sedikit bertujuan
untuk efisiensi bahan. Peralatan yang lebih sederhana dan umum digunakan dalam
laboratorium dipilih dengan harapan metode ini dapat diaplikasikan lebih luas
untuk pengukuran kadar 3-MCPD pada kertas kemasan untuk tujuan keamanan
pangan.
Standar internal adalah standar yang ditambahkan ke dalam matriks sampel
dengan jumlah tertentu yang biasanya tetap. Standar internal yang digunakan
adalah senyawa yang mudah dibedakan dari analit namun memiliki sifat kimia
yang sama. Pada penelitian ini, digunakan isotop 3-MCPD sebagai standar
internal yaitu 3-MCPD-d5. Penggunaan isotop yang bersifat stabil diharapkan
tidak mempengaruhi matrik sampel dan proses preparasi sehingga analit yang
akan diuji memiliki sifat dan karakter yang sama dengan analit pada sampel.
Pada proses derivatisasi, 3-MCPD bereaksi dengan HFBI membentuk
senyawa derivat dengan berat molekul 502 untuk heptafluorobutyrylate-3-MCPD
dan 507 untuk heptafluorobutyrylate-3-MCPD-d5. Ketika memasuki ionization
chamber pada unit spektro massa, senyawa-senyawa tersebut akan diionisasi
hingga terpecah menjadi fragmen-fragmen bermuatan dengan massa yang
spesifik. Gambar 8 menunjukkan kemungkinan alur fragmentasi senyawa
heptafluorobutyrylate-3-MCPD. Penentuan nilai m/z oleh detektor spektrum
massa menggunakan ion m/z 253, 275, 289, 453 untuk 3-MCPD dan ion m/z 257,
278, 294, 456 untuk 3-MCPD-d5 juga diterapkan oleh Abu-El-Haj et al. (2007)
untuk menentukan kadar kloropropanol pada produk pangan.

Gambar 8 Alur fragmentasi molekul ion dari heptafluorobutyrylate-3-MCPD
(Hamlet dan Sutton 1997)

16
Kromatogram yang dihasilkan diidentifikasi dengan memperhatikan respon
spektrum, luas area dan noise pada puncak kromatogram. Intensitas spektrum
dengan kelimpahan terbesar adalah ion m/z 253 untuk 3-MCPD dan ion m/z 257
untuk 3-MCPD-d5, hal ini menjadi alasan pemilihan ion tersebut untuk analisis
kuantitatif (Gambar 9).

Gambar 9. Spektrum massa 3-MCPD-d5 dan 3-MCPD
Validasi metode merupakan salah satu penunjang dalam memperoleh data
hasil penelitian yang valid. Validasi metode dilakukan apabila metode yang
digunakan dalam suatu pengujian atau penelitian merupakan metode yang benarbenar baru atau apabila telah dilakukan modifikasi pada metode yang telah
divalidasi. Parameter yang umum digunakan pada validasi metode analisis adalah
kesesuaian sistem, akurasi atau kecermatan, linieritas, presisi atau keseksamaan,

17
batas deteksi dan batas kuantitasi (Codex Stan 193-1995 2010; AOAC 2002;
EURACHEM 1998).
Uji Kesesuaian Sistem
Uji kesesuaian sistem metode analisis 3-MCPD menggunakan instrumen
GC-MS dilakukan dengan menginjeksi standar 3-MCPD dan standar internal
3-MCPD-d5 pada konsentrasi tertentu sebanyak enam kali ulangan. Konsentrasi
larutan standar 3-MCPD-d5 dan 3-MCPD yang digunakan berturut-turut adalah
10 μg/ml dan 0,5 μg/ml. Hasil uji kesesuaian sistem dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Hasil uji kesesuaian sistem metode analisis 3-MCPD pada GC-MS
Ulangan
1
2
3
4
5
6
Rata-rata
SD
%RSD

Waktu retensi
3-MCPD-d5
(menit ke-)
16.314
16.335
16.336
16.343
16.347
16.346
16.337
0.0122
0.0750

Waktu retensi
3-MCPD
(menit ke-)
16.505
16.520
16.528
16.528
16.535
16.538
16.526
0.0112
0.0721

Rasio luas peak area
3-MCPD/3-MCPDd5
0.0602
0.0596
0.0594
0.0594
0.0572
0.0597
0.0592
0.0010
1.7528

Dari hasil pengujian diperoleh nilai deviasi standar relatif (RSD) untuk
waktu retensi 3-MCPD-d5, waktu retensi 3-MCPD dan rasio luas peak area
masing-masing 0,075%, 0,072% dan 1,753%. Nilai tersebut sesuai dengan standar
RSD yang disarankan untuk prosedur analisis trace yaitu di bawah 2%.
Kromatogram hasil analisis 3-MCPD dapat dilihat pada Gambar 10.
Kromatogram TIC (Total Ion Chromatograms) dengan menggunakan mode

Gambar 10. Kromatogram hasil analisis 3-MCPD

18
deteksi scan menghasilkan luas puncak gabungan seluruh spektrum massa yang
sebanding dengan konsentrasi analit terukur. Mode ion selektif (SIM) dapat
memisahkan puncak kromatogram analit dengan lebih baik, sehingga
memudahkan identifikasi dan pengukuran.
Uji Linieritas
Uji linieritas metode dilakukan dengan analisis hasil ekstrak 3-MCPD dari
kertas virgin yang telah diadisi (spike) dengan 6 konsentrasi standar 3-MCPD
pada kisaran 0.1 – 10 μg/g sampel. Kertas virgin digunakan sebagai blank sampel
dengan matriks menyerupai sampel kertas dupleks. Linieritas diukur dengan
menggunakan nilai R2 yang didapat dari plot antara perbandingan luas peak area
dari 3-MCPD/internal standar 3-MCPD-d5 dengan konsentrasi standar adisi
(dalam μg/g). Hasil uji linieritas disajikan pada Gambar 11. Nilai R2 yang
dihasilkan sebesar 0.993 sesuai yang disyaratkan EURACHEM (1998) yaitu
> 0.990.

Rasio Area
3-MCPD / 3-MCPD-d5

20.000

y = 1.1860x + 0.2430
R² = 0.9927

16.000
12.000
8.000
4.000
0.000
0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

3-MCPD (μg/g)

Gambar 11 Kurva linieritas metode analisis 3-MCPD pada kertas kemasan
menggunakan GC-MS
Uji Akurasi dan Keterulangan
Akurasi merupakan kedekatan antara nilai terukur dan nilai diterima, nilai
benar atau nilai referensi, ditentukan dengan mengevaluasi recovery standar
eksternal yang diadisi pada konsentrasi dalam rentang kurva kalibrasi dan
dilakukan tujuh ulangan. Hasil uji akurasi dan keterulangan untuk analisis 3MCPD ditunjukkan pada Tabel 5. Konsentrasi standar 3-MCPD yang di-spiking ke
dalam kertas virgin adalah 5.36 μg/g sampel. Hasil uji recovery pada standar 3MCPD bervariasi antara 83.00 – 114.13% dengan rata-rata recovery adalah 96,96%.
Nilai tersebut sesuai dengan nilai yang direkomendasikan oleh AOAC (2002) yaitu
80-115% untuk analisis kandungan trace dalam sampel dengan konsentrasi dalam
ppm.
Hasil uji keterulangan analisis 3-MCPD ditunjukkan oleh nilai %RSD dari
analisis 3-MCPD. Nilai keterulangan yang dihasilkan pada penelitian ini adalah
12,78%, lebih rendah dari batas keberterimaan yang disarankan oleh AOAC (2002)
untuk analisis trace yaitu nilai RSD ≤ 15%.

19
Tabel 5 Hasil Uji Recovery 3-MCPD pada kertas kemasan menggunakan GC-MS

Ulangan

1
2
3
4
5
6
7
Rata-rata
SD
%RSD

Konsentrasi
3-MCPD
yang diadisi
(ug/g)

Konsentrasi
3-MCPD pada
kertas virgin tanpa
spiking (ug/g)

5.360
5.360
5.360
5.360
5.360
5.360
5.360

0.775
0.775
0.775
0.775
0.775
0.775
0.775

Konsentrasi
3-MCPD pada
kertas virgin
dengan spiking
(ug/g)
6.446
6.578
6.892
6.295
5.624
5.223
5.746

Recovery
(%)
105.80
108.27
114.13
84.33
90.46
83.00
92.75
96.961
12.351
12.738

Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi (LOD dan LOQ)
Batas deteksi merupakan konsentrasi minimum analit yang dapat dideteksi,
batas kuantitasi merupakan konsentrasi minimum yang dapat ditentukan
kuantitasnya. Data pada Tabel 6 menyatakan bahwa instrumen Gas
Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) yang digunakan pada penelitian
ini dapat mendeteksi analit 3-MCPD pada konsentrasi 6.64 ng/g dan dapat
mengkuantitasi 3-MCPD pada konsentrasi 22.15 ng/g. Nilai ini lebih rendah
dibandingkan LOD dan LOQ yang pernah dilaporkan Liu (2012) berturut-turut
sebesar 10 ng/g dan 50 ng/g.
Tabel 6 Hasil penentuan LOD dan LOQ analisis 3-MCPD pada GC-MS
Konsentrasi 3-MCPD
Ulangan
yang diinjeksikan (ug/ml)
1
0.134
2
0.134
3
0.134
4
0.134
5
0.134
6
0.134
7
0.134
Rata-rata
SD
%RSD
LOD (ug/ml) ( (3xSD)
LOQ (ug/ml) (10xSD)
LOD (ng/g)
LOQ (ng/g)

Konsentrasi 3-MCPD
terbaca (ug/ml)
0.79644
0.79892
0.80201
0.79765
0.79634
0.79781
0.80114
0.79861
0.0022
0.2774
0.0067
0.0221
6.6458
22.1527

20
Limit deteksi yang rendah pada analisis penentuan kadar 3-MCPD sangat
diperlukan mengingat regulasi batas minimal 3-MCPD yang rendah dalam produk
pangan, yaitu sekitar 20 ppb (BPOM 2009).
Analisis 3-MCPD pada Sampel Kertas Dupleks
Analisis kandungan senyawa 3-MCPD dilakukan terhadap lima sampel
kertas dupleks yang berasal dari lima produsen kertas. Sampel kertas dupleks yang
diterima dari produsen dalam bentuk plano berukuran A0, dipotong hingga
berukuran maksimal 5 x 5 mm2 untuk analisis. Pengujian dilakukan sebanyak dua
kali ulangan untuk setiap sampel kertas. Hasil analisis kandungan 3-MCPD lima
sampel kertas dupleks ditampilkan pada Gambar 12.