Validasi metode analisis kandungan spesifik residu total monomer stiren pada kemasan polistiren busa dengan simulan panga

VALIDASI METODE ANALISIS KANDUNGAN SPESIFIK

RESIDU TOTAL MONOMER STIREN PADA KEMASAN

POLISTIREN BUSA DENGAN SIMULAN PANGAN

DINA MARIANA

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER

INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren Pada Kemasan Polistiren Busa Dengan Simulan Pangan adalah benar karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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, Oktober 2013

Dina Mariana

ABSTRAK

DINA MARIANA. Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren Pada Kemasan Polistiren Busa Dengan Simulan Pangan. Dibimbing oleh NURI ANDARWULAN dan HANIFAH NURYANI LIOE.

Monomer stiren merupakan bahan dasar kemasan pangan polistiren yang menjadi isu perhatian terkait keamanan kemasan pangan. Saat ini di dalam peraturan Nasional maupun Internasional, pengaturan persyaratan monomer stiren dalam kemasan pangan adalah kandungan spesifik residu total monomer stiren dan belum mengatur batas migrasi spesifik. Dalam rangka menunjang pengawasan kemasan pangan polistiren, maka diperlukan peningkatan kapasitas pengujian kandungan spesifik residu total monomer stiren di laboratorium sesuai dengan peraturan yang berlaku. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan validasi metode analisis pengujian kandungan spesifik residu total monomer stiren pada kemasan polistiren dengan heptana sebagai simulan pangan menggunakan kromatografi gas dengan pendeteksi ionisasi nyala, sesuai prosedur uji yang diatur dalam Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan. Validasi metode analisis memberikan hasil metode memiliki selektivitas yang baik, linieritas metode dengan persamaan regresi y = 0.186x nilai R2 = 0.999, presisi dengan relatif standar deviasi relatif (RSD) = 0.93 % dan akurasi dengan persen perolehan kembali (% recovery) 98.04 ± 2.62 % pada konsentrasi stiren yang ditambahkan 502 µg/g, LOD = 0.15 µg/mL dan LOQ = 1.20 µg/mL.

Kata kunci : heptana, kemasan pangan polistiren, kromatografi gas dengan pendeteksi ionisasi nyala, stiren, validasi metode analisis

ABSTRACT

DINA MARIANA. Analitycal Method Validation of The Total Residual Styrene Monomer In Foam Polystyrene Packaging with Food Simulant. Supervised by NURI ANDARWULAN dan HANIFAH NURYANI LIOE.

Styrene monomer is one of the food contact substances that becomes a concern in food packaging safety. Currently the national and international regulation of styrene monomer in polystyrene is on the total residual styrene monomer and not for a specific migration limit (SML).In order to support the food safety control of polystyrene as food packaging, it is necessary to increase the capacity of national testing laboratories to conduct the analysis of total residual styrene monomer according to the existing regulations. This research aim was to conduct the analytical method validation of the determination of total residual styrene monomer in polystyrene packaging by gas chromatography - flame ionization detector (GC-FID) with heptane as a food simulant in accordance to the Decree of The Head of National Agency of Drug and Food Control Republic of Indonesia No. HK.03.1.23.07.11.6664 2011 on Food Packaging Control. Results of analytical method validation exhibited good selectivity, the method linearity

with regression equation of y = 0.186x and coefficient of determination (R2) at 0.999, precision with a relative standard deviation (RSD) at 0.93 % and accuracy at 98.04 ± 2.62 % by recovery test with spiking concentration of styrene 502 µg/g sample, LOD = 0.15 µg/mL and LOQ = 1.20 µg/mL.

Keywords: analytical method validation, heptane, gas chromatography - flame ionization detector, polystyrene food packaging, styrene

RINGKASAN

DINA MARIANA. Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren Pada Kemasan Polistiren Busa Dengan Simulan Pangan. Dibimbing oleh NURI ANDARWULAN dan HANIFAH NURYANI LIOE.

Dalam dekade tahun terakhir keamanan kemasan pangan plastik merupakan bagian isu dari keamanan pangan. Salah satu jenis kemasan pangan plastik yang menjadi sorotan terkait keamanannya adalah kemasan polistiren. Hasil dari berbagai penelitian, monomer stiren yang merupakan bahan dasar dari polistiren dapat berpindah (bermigrasi) ke dalam pangan dan dapat menyebabkan gangguan terhadap kesehatan manusia diantaranya kanker kelompok 2B sesuai International Agency for Research on Cancer (IARC), gangguan efek estrogenik, genotoksik, sitotoksik dan sebagainya. Disamping bahaya yang dapat ditimbulkan tersebut, paparan penggunaan kemasan polistiren luas di masyarakat, hal tersebut karena kelebihan dari polistiren yang dapat mempertahankan pangan tetap dalam kondisi panas ataupun dingin, mampu mempertahankan kesegaran dan keutuhan pangan yang dikemas, dan ringan.

Berdasarkan bahaya dan paparan penggunaan yang luas tersebut, maka kemasan polistiren menjadi salah satu prioritas pengawasan kemasan pangan pemerintah yang dalam hal ini dilakukan oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan RI (Badan POM RI). Pengawasan Badan POM RI tersebut dilakukan melalui sampling dan pengujian laboratorium. Dalam hal mendukung pengujian laboratorium, maka perlu peningkatan kemampuan pengujian kemasan pangan di laboratorium, salah satunya dengan menetapkan metode analisis untuk pengujian kemasan pangan sesuai dengan persyaratan dalam peraturan yang berlaku.

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan validasi metode analisis pengujian kandungan spesifik residu total monomer stiren pada kemasan polistiren dengan heptana sebagai simulan pangan sesuai dengan Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan dengan menggunakan instrumen kromatografi gas dengan pendeteksi ionisasi nyala (gas chromatography-flame ionization detector/ GC-FID).

Metode penelitian yang digunakan terbagi menjadi 3 (tiga) tahap, yaitu (1) tahap persiapan, (2) tahap orientasi prosedur uji dan (3) tahap validasi metode. Tahap persiapan meliputi penyiapan bahan dan pengecekan unjuk kerja instrumen GC-FID. Penyiapan bahan dilakukan dengan membuat larutan baku stiren induk dan larutan baku internal induk masing-masing 1000 µg/mL. Pengecekan unjuk kerja instrumen GC-FID digunakan sebagai orientasi awal untuk mendeteksi stiren dengan kondisi dan parameter tertentu yaitu menentukan kurva linieritas dari baku kerja dengan 5 (lima) konsentrasi yang berbeda dan presisi instrumen GC-FID serta penentuan Limit of Detection /LOD dan Limit of Quantitation /LOQ instrumen GC-FID. Tahap orientasi prosedur uji terdiri dari persiapan sampel kemasan polistiren mengacu pada prosedur pengujian dalam Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan, kemudian uji kandungan spesifik residu total monomer stiren dan melakukan analisis konsentrasi stiren dalam sampel dari larutan uji dengan GC-FID. Tahap validasi metode merupakan tahap yang paling

menentukan dalam penelitian ini yaitu melakukan validasi metode dari prosedur uji dengan parameter selektivitas metode, linieritas, presisi dan akurasi.

Hasil penelitian dalam tahap persiapan diperoleh hasil uji linieritas dan presisi instrumen menggunakan larutan baku stiren yang memenuhi persyaratan yaitu linieritas dengan nilai R2 = 0.999 (persyaratan R2 > 0.990) dan presisi dengan nilai RSD waktu retensi dan luas area dari stiren adalah 0.01 % dan 0.61 %, sedangkan baku internal 0.01 % dan 0,45 % (persyaratan JECFA nilai RSD < 2.0 %). Pada pengecekan unjuk kerja instrumen ditentukan LOD dan LOQ instrumen yaitu diperoleh LOD = 0.40 µg/mL dan LOQ = 1.34 µg/mL. Pada tahap orientasi prosedur uji, hasil analisis kandungan spesifik total residu monomer stiren dalam kemasan polistiren busa dalam penelitian ini adalah 94.63 ± 4.73 µg/g sampel. Validasi metode memberikan hasil selektivitas stiren yang baik untuk diukur secara kuantitatif, linieritas dengan nilai R2 = 0.999 (persyaratan R2 > 0.990), presisi dengan nilai RSD = 0.93 % (persyaratan RSD < nilai 2/3 RSD

Horwitz yaitu 5.44 %), akurasi persen perolehan kembali (% recovery) = 98.04 ±

2.62 %, dengan konsentrasi stiren yang ditambahkan 502 µg/g sampel (persyaratan AOAC pada konsentrasi 100 µg/g = 85-110 %), serta LOD = 0.15 µg/mL dan LOQ = 1.20 µg/mL. Berdasarkan hasil tesebut, maka metode analisis stiren dalam kemasan polistiren dengan instrumen GC-FID dinyatakan valid.

Diharapkan hasil validasi metode analisis dalam penelitian ini dapat menjadi acuan bagi laboratorium industri pangan dan kemasan pangan untuk melakukan uji migrasi kemasan pangan khususnya untuk uji kandungan spesifik residu total monomer stiren pada polistiren, sehingga pada akhirnya meningkatkan kemampuan laboratorium di Indonesia dalam melakukan uji kepatuhan dalam pengujian kemasan pangan sesuai peraturan yang berlaku

Kata kunci : keamanan kemasan pangan, kemasan pangan polistiren, pengawasan kemasan pangan, pengujian, validasi metode analisis

SUMMARY

DINA MARIANA. Analitycal Method Validation of The Total Residual Styrene Monomer In Foam Polystyrene Packaging with Food Simulant. Supervised by NURI ANDARWULAN dan HANIFAH NURYANI LIOE.

In the last decade, plastic food packaging safety is a part of food safety issues. One type of plastic food packaging -related safety spotlight is polystyrene packaging. Some research results showed that the styrene monomer which is the basic ingredient of polystyrene can migrate into food and cause disruption to human health such as cancer groups 2B according to International Agency for Research on Cancer (IARC), impaired estrogenic effects, genotoxic, cytotoxic and etc. Besides the health effect, the exposure to use the polystyrene packaging widespread in society, it is because of the excess of polystyrene which can maintain food hot or cold condition, maintain the freshness and integrity of packaged food, and light.

Based on health effect and exposure widespread in society, the polystyrene packaging become one of the priorities of government supervision of food packaging in that case done by the National Agency of Drug and Food Control (NADFC). NADFC supervision is done through sampling and laboratory testing. In terms of supporting laboratory testing, it is necessary to increase the ability of food packaging testing in the laboratory, one of them is a set of analysis methods of food packaging testing in accordance with applicable regulatory requirements. This research aim was to conduct the analytical method validation of the determination of total residual styrene monomer in polystyrene packaging by gas chromatography - flame ionization detector (GC-FID) with heptane as a food simulant in accordance to the Decree of The Head of National Agency of Drug and Food Control Republic of Indonesia No. HK.03.1.23.07.11.6664 2011 on Food Packaging Control.

The method used is divided into three (3) stages: (1) preparation stage, (2) the orientation procedure testing stage and (3) the method validation stage. The preparation stage includes the preparation of materials and checking instrument performance GC-FID. Preparation of materials is done by making the styrene standard stock solution and the internal standard stock solution of each 1000 µg/mL. While checking the performance of the GC-FID instrument used as an initial orientation to detect styrene with certain conditions and parameters that determine the linearity of the standard curve working with 5 (five) different concentrations and precision instruments and GC -FID determination of the Limit Of Detection/ LOD and Limit of Quantitation/ LOQ instrument GC-FID. Orientation procedure testing stage consists of sample preparation polystyrene packaging accordance to the Decreeof The Head of National Agency of Drug and Food Control Republic of Indonesia No. HK.03.1.23.07.11.6664 2011 on Food Packaging Control and then testing the total residual styrene monomer and styrene concentration analysis in a sample of test solution by GC-FID. Method validation phase is the most crucial step in this research is to validate methods analisys of testing procedures with parameters selectivity, linearity, precision and accuracy.

The results of preparation phase that used stiren standard showed that the linearity and precision met the requirements of linearity with R2 = 0.999

(requirement R2 > 0.990 ) and precision with RSD value of retention time and the area of styrene was 0.01 % and 0.61 %, whereas the internal standard 0.01 % and 0.45 %, respectively (JECFA requirements RSD values < 2.0 %). On checking the performance of the instrument determination of LOD and gave the results of LOQ is obtained LOD = 0.40 mg / mL and LOQ = 1.34 mg/ mL. In the orientation phase of the test procedure, the analysis of determination of total residual styrene monomer in foam polystyrene packaging showed the concentrations at 94.63 ± 4.73 µg/g sample. While the results of the validation of the method is having good selectivity to styrene measured quantitatively, the linearity with R2 = 0.999 (requirement R2 > 0.999), precision with the value of RSD = 0.93 % (RSD requirements < 2/3 RSD Horwitz ie 5.44 % ), accuracy percent recovery ( % recovery ) = 98.04 ± 2.62 % with spiking concentration of styrene 502 µg/g sample (AOAC requirements at a concentration of 100 µg/g = 85-110 % ), LOD = 0.15 µg/mL and LOQ = 1.20 µg/mL. Based on those results, the analytical method to determine styrene in ploystyrene packaging by GC-FID instrument is valid.

The results of the validation method in this research are expected to be used as a reference for the food industry and food packaging laboratories for testing the determination of total residual styrene monomer in polystyrene packaging, this can increase the ability of laboratories in Indonesia to conduct a food packaging compliance test according to the applicable regulations.

Keywords : analytical methods validation, food packaging safety, food packaging supervision, polystyrene food packaging, testing

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013

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 KANDUNGAN SPESIFIK

RESIDU TOTAL MONOMER STIREN PADA KEMASAN

POLISTIREN BUSA DENGAN SIMULAN PANGAN

DINA MARIANA

Tesis

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Profesi

pada

Program Studi Profesional Teknologi Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

I

Judul Tesis

Nama NRP

Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren Pada Kemasan Polistiren Busa Dengan Simulan Pangan

Dina Mariana

F2521 10015

Disetujui oleh Komisi Pembimbing

"

-Dr Ir Hanifah Nuryani Lioe, MSi Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi Teknologi Pangan

Dr Ir Nurheni Sri Palupi, MSi

Tanggal Ujian : Tanggal Lulus :

_o

B

NOV 2013

Judul Tesis : Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren Pada Kemasan Polistiren Busa Dengan Simulan Pangan

Nama : Dina Mariana

NRP : F252110015

Disetujui oleh Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Nuri Andarwulan, MSi Ketua

Dr Ir Hanifah Nuryani Lioe, MSi Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi Teknologi Pangan

Dr Ir Nurheni Sri Palupi, MSi

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian : 28 September 2013

PRAKATA

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penelitian ini dapat diselesaikan. Judul penelitian adalah Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren pada Kemasan Polistiren Busa dengan Simulan Pangan dan akan terbit di Jurnal Kimia dan Kemasan Volume 35 No.2 bulan Oktober 2013 dengan judul Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren pada Kemasan Polistiren. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Februari sampai April 2013 bertempat di Laboratorium Pangan, Pusat Pengujian Obat dan Makanan (PPOMN), Badan Pengawas Obat dan Makanan RI.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Nuri Andarwulan, M.Si dan Dr. Ir. Hanifah Nuryani Lioe, M.Si selaku komisi pembimbing, serta Dr. Ir. Didah Nur Faridah, M.Si selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran demi kesempurnaan tesis ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada Ibu Ani Rohmaniyati, M.Si dan Dra. Asnelia yang memberikan dukungan, kemudian kepada Kepala Pusat Pengujian Obat dan Makanan (PPOMN), Badan Pengawas Obat dan Makanan RI atas ijin dan penggunaan fasilitas penelitian di Laboratorium Pangan beserta Ibu Niza Niwara, M.Si dan Loise Sirait, M.Si yang telah membantu selama di laboratorium serta Riswahyuli dan Leliwaty yang membantu mengoperasikan instrumen GC-FID. Penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Mama yang dengan sabar selalu berdoa, suami tercinta Sudjatmoko, SE yang selalu memberikan semangat dan anak-anak tersayang.

Semoga tesis ini bermanfaat untuk semua pihak yang berkepentingan.

Bogor, Oktober 2013

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR LAMPIRAN xii

1 PENDAHULUAN Latar Belakang 1 Tujuan 3 Manfaat 3 2 TINJAUAN PUSTAKA Migrasi Bahan Kemasan pada Pangan 4 Simulan Pangan 4 Polistiren 5 Baku Internal 9

Analisis Pengukuran Konsentrasi Migrasi Monomer Stiren 9

Kondisi Kromatografi Gas Untuk Analisis Monomer Stiren 11

Validasi Metode 11

3 METODE Tempat dan Waktu 14

Bahan dan Alat 14

Metode Penelitian 14

4 HASIL DAN PEMBAHASAN 19

5 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 27

Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 28

DAFTAR TABEL

2.1 Persyaratan kandungan spesifik residu monomer stiren 5

2.2 Tipe pangan 6

2.3 Prosedur Pengujian dan Simulan Pangan 7 2.4 Penelitian analisis konsentrasi migrasi monomer stiren 10 2.5 Rentang penerimaan nilai recovery (AOAC 2002) 13 3.1 Kondisi dan parameter GC-FID yang digunakan 17 4.1 Konsentrasi baku kerja dan rasio area (stiren dan baku internal) pada

uji linieritas unjuk kerja instrumen GC-FID

19 4.2 Nilai presisi (RSD) hasil unjuk kerja instrumen dari stiren dan baku

internal

20 4.3 Nilai rasio signal dan noise pada unjuk kerja instrumen GC-FID 21 4.4 Hasil uji unjuk kerja instrumen GC-FID untuk analisis kandungan

spesifik residu total monomer stiren

21 4.5 Konsentrasi baku kerja dan rasio area (stiren dan baku internal) pada

uji linieritas metode analisis stiren dengan instrumen GC-FID untuk sampel kemasan polistiren

26

4.6 Nilai rasio signal dan noise (S/N) pada validasi metode analisis 26

DAFTAR GAMBAR

3.1

4.1

4.2

Tahapan penelitian

Kurva linieritas instrumen GC-FID untuk pengukuran larutan standar stiren dengan baku internal 1,2,4,5- tetrametilbenzena pada unjuk kerja instrumen

Kromatogram yang diperoleh dari pengujian selektivitas metode analisis stiren dalam sampel kemasan polistiren dengan instrumen GC-FID : (A) kromatogram sampel kemasan polistiren dalam pelarut heptana, (B) kromatogram sampel kemasan polistiren dengan penambahan baku internal dalam pelarut heptana, (C) kromatogram sampel kemasan polistiren dengan penambahan baku stiren dan baku internal dalam pelarut heptana

15 20

25

4.3 Kurva linieritas validasi metode analisis 26

DAFTAR LAMPIRAN

1 Perhitungan konsentrasi baku induk stiren, baku internal 1,2,3,4-Tetrametilbenzena dan baku kerja stiren

32 2 Profil kromatogram larutan baku stiren dalam pelarut heptana pada uji

linieritas unjuk kerja instrumen yang dianalisis dengan instrumen GC-FID

33

3 Hasil pengukuran luas area baku kerja dan baku internal pada linieritas unjuk kerja instrumen GC-FID

4 Perhitungan LOD dan LOQ pada uji unjuk kerja instrumen 35 5 Perhitungan konsentrasi stiren dalam sampel pada orientasi prosedur

uji

36 6 Hasil pengukuran luas area baku kerja dan baku internal pada linieritas

validasi metode analisis

37 7 Hasil pengukuran rasio luas area (stiren dan baku internal) dan

perhitungan konsentrasi stiren dalam sampel pada presisi validasi metode analisis

38

8 Perhitungan RSD Horwitz pada uji presisi validasi metode analisis 40 9 Hasil pengukuran rasio luas area (stiren dan baku internal) dan

perhitungan % perolehan kembali (% recovery) pada akurasi validasi metode analisis

41

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemasan pangan sudah lama dikenal telah sejak manusia mengenal sistem penyimpanan bahan makanan. Diperkirakan manusia mulai mengenal pengemasan pangan sejak 7.000 SM atau 9.000 tahun yang lalu (Risch 2009). Pada awalnya kemasan pangan terbuat dari bahan-bahan alami seperti tanduk binatang, daun pisang, daun jati, daun kelapa, daun/pelepah jagung, daun jambu air, tanah liat dan lain sebagainya. Berdasarkan Undang-undang Nomor 18 tahun 2012 tentang Pangan (Setneg RI 2012), yang dimaksud dengan kemasan pangan adalah bahan yang digunakan untuk mewadahi dan/atau membungkus pangan, baik yang bersentuhan langsung dengan pangan maupun tidak. Kemasan pangan dan pangan adalah pasangan yang tak terpisahkan, baik kemasan yang digunakan untuk mewadahi maupun untuk membungkus pangan. Pengemasan pangan merupakan bagian dari produksi yang meliputi penyiapan bahan agar dapat dikirim, didistribusikan, disimpan, dijual, dan digunakan.

Pengemasan memiliki beberapa fungsi. Secara lebih luas, fungsi pengemasan antara lain adalah (i) mewadahi bahan pangan sejak bahan pangan selesai dikemas hingga sampai di tangan konsumen, (ii) melindungi bahan pangan dari kerusakan fisik selama penanganan, kontaminasi mikroorganisme, dan pengaruh buruk lingkungan selama distribusi dan penyimpanan, (iii) menjadi instrumen komunikasi seperti memberi identitas bahan pangan yang dikemas (komposisi, nilai gizi) dan memberitahu pemenuhan regulasi, (iv) sebagai instrumen promosi dan membantu produsen dan pedagang dalam penjualan produk pangan dalam kemasan (disain kemasan dan disain label yang menarik, serta penempatan bar code untuk identifikasi produk dan harga, (v) meningkatkan nilai tambah bahan pangan, (vi) meningkatkan efisiensi dalam distribusi, transportasi, dan penyimpanan (vii) mempermudah penggunaan bahan pangan dan kemasan bekas dengan benar oleh konsumen (adanya petunjuk cara membuka kemasan, cara menuangkan atau mengalirkan produk dari kemasan, cara penangnan bahan pangan jika tidak habis sekali pakai, cara membuang dan/atau mendaur-ulang kemasan bekas), serta (vii) membantu memenuhi regulasi tentang pangan baik di negara produsen maupun di negara tujuan ekspor bila bahan pangan tersebut diekspor (Marsh dan Bugusu 2007).

Seiring dengan waktu, jenis bahan yang digunakan untuk mengemas/membungkus makanan pun semakin bervariasi selaras dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Sulit membayangkan manusia tanpa kemasan pangan di zaman modern sekarang ini, karena kemasan pangan mempunyai aneka fungsi seperti telah diuraikan di atas.Di samping fungsinya yang banyak menguntungkan baik bagi produsen maupun bagi konsumen, kemasan pangan juga dapat menjadi sumber masalah.

Isu keamanan kemasan pangan merupakan salah satu isu penting keamanan pangan yang mendapat perhatian di dunia. Isu keamanan kemasan pangan tersebut dikarenakan adanya kemungkinan perpindahan komponen dari kemasan ke dalam pangan (migrasi) dan dapat menimbulkan efek negatif terhadap kesehatan konsumen. Sebagian dari komponen kemasan tersebut berbahaya bagi kesehatan

terutama kemasan pangan jenis plastik yaitu dapat menimbulkan efek negatif terhadap kesehatan konsumen. Beberapa di antara komponen kemasan tersebut ada yang berpotensi memicu kanker, mempengaruhi kinerja hormon, menyebabkan kerusakan sistem syaraf, mengganggu sistem reproduksi, dan sebagainya.

Kemasan plastik banyak digunakan karena memiliki beberapa variasi yaitu terdiri dari beberapa jenis polimer seperti polietilen tereftinstrumen (PET), polivinil klorida (PVC), polietilen (PE), polipropilen (PP), polistiren (PS), dan polikarbonat (PC). Salah satu jenis kemasan plastik yang banyak digunakan di Indonesia adalah polistiren.

Polistiren merupakan senyawa polimer dengan bahan dasar stiren sebagai monomernya. Kemasan polistiren mempunyai keuntungan dapat berbentuk kaku, film dan busa. Polistiren dalam aplikasinya digunakan antara lain sebagai kemasan pelindung untuk telur, wadah, tutup gelas, cangkir, piring, botol, dan nampanmakanan (Marsh dan Bugusu 2007). Polistiren sebagai kemasan pangan mampu mempertahankan pangan tetap dalam kondisi panas ataupun dingin. Selain itu juga mampu mempertahankan kesegaran dan keutuhan pangan yang dikemas, ringan, dan relatif inert terhadap pangan. Karena kelebihan tersebut, polistiren banyak digunakan sebagai wadah untuk pangan segar seperti daging, ikan, buah dan sayur maupun pangan olahan. Sebagai wadah untuk pangan olahan, polistiren banyak digunakan pada restoran siap saji menyuguhkan hidangannya seperti mi, bubur, bakso dan kopi panas. Di samping itu, polistiren banyak digunakan untuk kemasan produk olahan lain seperti yogurt, keju, jelly, puding dan es krim.

Investigasi dan penelitian menunjukkan bahwa terdapat migrasi dari monomer stiren dengan level tertentu pada pangan yang dikemas dengan kemasan pangan polistiren (ILSI 2002). Stiren dan senyawa aromatik lainnya ditemukan pada air panas dalam kemasan polistiren busa dan polistiren gelas (Ahmad dan Bajahlan 2006). Selain faktor suhu, peningkatan migrasi bahan kemasan pangan ke dalam pangan juga dipengaruhi oleh lamanya kontak dengan pangan selama penyimpanan (Amirshaghaghi et al. 2011). Migrasi stiren juga dipengaruhi oleh jenis pangan yang kontak langsung dengan wadah polistiren, sehingga dalam menentukan kajian paparan stiren dalam suatu kelompok masyarakat, diperlukan data jenis pangan yang dikemas dalam kemasan polistiren tersebut (Duffy et al. 2006). Dalam penelitian migrasi stiren dalam minyak kedelai, dihasilkan bahwa residu stiren dalam minyak kedelai tersebut terdeteksi sekitar 0,1 %, dan hasil penelitian dapat lebih besar jika dibandingkan dengan hitungan teoritis dari diffusion-type equations (Miltz dan Rosen-Doody 2007).

Senyawa stiren yang bermigrasi tersebut berpotensi membahayakan kesehatan manusia antara lain merupakan senyawa karsinogenik kelompok 2B (IARC 1994). Monomer stiren juga berpotensi melemahkan aktivitas estrogen, yang dapat mengganggu jalur diferensiasi seks gonad pada hewan spesies Rana rugosa (Ohtani et al. 2001) dan meningkatkan nekrosis sel mononuklear tali pusat manusia (Diodovich et al. 2009). Paparan stirenpada dosis tinggi juga dapat menyebabkan efek genotoksik. Efek terhadap Deoxyribonucleic Acid (DNA) tersebut tergantung pada tingkat paparan dari sel target, aktivasi metabolisme oksida dari stiren dan efisiensi detoksifikasinya (Speit dan Henderson 2005). Dalam penelitian pemberian stiren trimer pada tikus yang sedang hamil dapat

menyebabkan aktivitas estrogenik, sehingga mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan organ genital pada keturunan tikus jantan (Ohyama et al. 2007), penelitian lain juga menyebutkan bahwa stiren trimer dapat meningkatkan hormon tiroid (Yanagiba et al. 2008).

Berdasarkan fakta tersebut, maka pengawasan terhadap kemasan pangan polistiren sangat diperlukan, karena terkait langsung dengan keamanan pangan yang beredar. Dalam rangka mendukung pengawasan kemasan pangan polistiren tersebut diperlukan peningkatan kemampuan pengujian kemasan pangan di laboratorium, salah satunya dengan menetapkan metode analisis untuk pengujian kemasan pangan sesuai dengan persyaratan dalam peraturan. Pengawasan tersebut dilakukan melalui sampling dan pengujian laboratorium. Badan Pengawas Obat dan Makanan telah menerbitkan Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan. Di dalam peraturan tersebut untuk kemasan pangan polistiren, diatur persyaratan kandungan spesifik residu total monomer stiren serta tipe pangan dan kondisi penggunaan berikut prosedur pengujiannya dengan menggunakan simulan pangan. Pengukuran kandungan spesifik residu total momoner stiren tersebut menggunakan instrumen yang mampu mendeteksi monomer stiren. Berdasarkan beberapa penelitian, instrumen yang digunakan antara lain adalah kromatografi gas baik dengan pendeteksi ionisasi nyala (Gas chromatography- Flame ionization Detector/ GC-FID), maupun kromatografi gas- spektofotometer massa (Gas Chromatography Mass Spectrography/ GC-MS) dan kromatografi cair kinerja tinggi (High Performance Liquid Chromatography/ HPLC) (Sanagi et al. 2008, Choi et al.2005, Saim 2012, Ahmad dan Bajahlan 2006). Dalam penelitian ini digunakan instrumen Gas chromatography- Flame ionization Detector/ GC-FID.

1.2 Tujuan

Untuk melakukan validasi metode analisis pengujian kandungan spesifik residu total monomer stiren pada kemasan polistiren dengan heptana sebagai simulan pangan sesuai dengan Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan dengan menggunakan instrumen kromatografi gas dengan pendeteksi ionisasi nyala (gas chromatography-flame ionization detector/ GC-FID).

1.3 Manfaat

Dengan melakukan penelitian ini diharapkan hasil validasi metode analisis tersebut dapat meningkatkan kemampuan laboratorium di Indonesia dalam melakukan uji migrasi kemasan pangan khususnya untuk uji kandungan spesifik residu total monomer stiren pada polistiren. Disamping itu metode analisis yang dihasilkan dalam penelitian ini dapat dijadikan sebagai acuan bagi laboratorium industri pangan dan kemasan pangan untuk melakukan uji kepatuhan dalam menentukan kandungan spesifik residu total monomer stiren sesuai peraturan yang berlaku.

2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Migrasi Bahan Kemasan pada Pangan

Migrasi adalah proses terjadinya perpindahan suatu zat dari kemasan pangan ke dalam Pangan (BPOM 2011). Migrasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, konsentrasi awal zat kontak pangan, lama waktu kontak kemasan dengan pangan, suhu kontak, luas permukaan dan sifat pangan (asam, berlemak, alkohol) (BPOM 2009).

Regulasi beberapa negara di Eropa menetapkan tiga persyaratan bahan yang bermigrasi dari kemasan ke dalam bahan pangan yang dikemas yaitu tidak membahayakan kesehatan manusia, tidak menyebabkan perubahan yang tidak diinginkan terhadap komposisi pangan (sebagai kontaminan) dan tidak menyebabkan perubahan karakteristik organoleptik pangan (Grob et al. 2009). Bahan kemasan pangan harus memenuhi persyaratan sebagai batas migrasi total (overall migration limits-OMLs) dan batas migrasi spesifik (specific migration limits-SMLs) sesuai dengan kandungan total (total content) dan kandungan spesifik (spesific content). Prosedur uji migrasi dan batas migrasi dalam Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan mengacu dari regulasi yang berlaku di Amerika Serikat, Uni Eropa dan Jepang. Untuk migrasi total diadopsi dari regulasi Amerika (Food Drug Administration/ FDA) yaitu 21 CFR 175.300, 21 CFR 176.170, 21 CFR part 177 US FDA, dan regulasi Jepang Food Hygiene and Sanitation Law, sedangkan untuk migrasi spesifik beberapa monomer mengacu pada prosedur dan batasan yang ada di Uni Eropa (Badan POM 2009).

Dalam Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan, dalam lampiran 2B, mengatur persyaratan migrasi spesifik, migrasi total, kandungan spesifik dan kandungan terekstrak. Untuk kemasan pangan polistiren dalam peraturan tersebut diatur kandungan spesifik residu total monomer stiren seperti dalam Tabel 2.1, mengacu pada regulasi Amerika (Food Drug Administration/ FDA) yaitu 21 CFR 177.1640.

2.2 Simulan Pangan

Simulan pangan adalah media yang digunakan untuk meniru karakteristik pangan tertentu (Badan POM 2011). Simulan merupakan larutan yang dapat menyerupai aksi pelepasan komponen dari pangan yang berair, asam, beralkohol, dan berlemak. Simulan digunakan sebagai pengganti pangan pada uji migrasi kemasan. Uji dengan pangan langsung terkadang sulit dilakukan karena produk pangan merupakan matriks yang sangat kompleks (McCort-Tipton dan Pesselman 1999). Pengujian dengan menggunakan simulan pangan tersebut merupakan metode pendekatan dengan pangan (Grob 2008).

Peraturan Kepala Badan POM Nomor. HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan, pada lampiran 2C mengatur tipe pangan dan kondisi penggunaan termasuk simulan pangan. Untuk menentukan kandungan

lampiran 2C bagian kertas dan karton berlapis ataupun tidak dengan keterangan dapat digunakan juga untuk beberapa jenis plastik, diatur tipe pangan dan prosedur pengujian serta penggunaan simulan yang sesuai seperti pada Tabel 2.2 dan Tabel 2.3, mengacu pada regulasi Amerika (Food Drug Administration/ FDA) yaitu 21 CFR 176.170.

Tabel 2.1 Persyaratan kandungan spesifik residu monomer stirena Bahan Kontak

Pangan

Persyaratan

Parameter Batas maks

Polistiren (PS) dan polistiren termodifikasi karet Kandungan spesifik

1. Residu total monomer stiren, digunakan untuk kemasan yang

bersentuhan dengan pangan, seperti yang disebut dalam Lampiran 2C tabel 2.2.1, (kontak dengan pangan berlemak di luar tipe III, IV-A, V, VII-A, dan IX)

1 % berat

2. Residu total monomer stiren (untuk kemasan yang bersentuhan dengan pangan

berlemak tipe III, IV-A, V, VII-A, dan IX) pada Lampiran 2C tabel 2.2.1

0.5 % berat

3.Residu total monomer stiren pada polistiren termodifikasi karet

0.5 % berat

a

Sumber : Badan POM (2011) dan FDA (2009)

2.3 Polistiren

Polistiren merupakan polimer dari stiren. Stiren merupakan suatu senyawa organik dengan rumus molekul C6H5CH=CH2, dengan bobot molekul 104,15

dengan nama lain etenilbenzena, feniletilen dan vinilbenzena. Senyawa ini tidak berwarna sampai berwarna kekuningan dan cair berminyak, mempunyai titik leleh -30.6 oC, titik didih 145-146 oC dan d200.9059. Stiren mudah larut dalam alkohol, eter, metanol, aseton dan karbon disulfida (Budavari 2001).

Polimerisasi polistiren menjadi rantai panjang berlangsung pada ikatan rangkap karbon viniliknya. Walaupun polimerisasi larutan atau imulsi biasanya digunakan, sebagian besar polistiren digunakan dengan polimerisasi suspensi atau dengan polimerisasi massa. Polimerisasi stiren dimulai dengan proses yang disebut prepolimerisasi, suatu wadah yang didalamnya terdapat stiren yang akan

dipolimerisasi (biasanya dengan menggunakan peroksida sebagai oksidator) diaduk hingga campuran reaksi terkonsentrasi menjadi polimer akibat adanya proses pencampuran yang efisien dan perpindahan panas yang baik. Umumnya, larutan tersebut mengandung sekitar 30% polimer dengan kekentalan yang sesuai untuk diolah lebih lanjut (Dolbery 2000).

Polystyrene (PS) adalah polimer serbaguna yang digunakan dalam beragam aplikasi baik dalam polistiren busa (polystyrene foam/expanded polystyrene-EPS) dan polistiren tahan bentur/tekanan (high impact polystyrene-HIPS). Jenis polistiren lain yaitu General purpose polystyrene (GPS) mempunyai karakteristik jelas (clear) dan keras yang digunakan dalam kemasan, laboratory ware, dan elektronik. Sifat fisik dan properti pengolahan yang sangat baik ini membuat polistiren cocok untuk banyak aplikasi daripada plastik lainnya (Meenakshi et al. 2002).

Styrofoam adalah nama dagang yang diberikan untuk jenis expanded polystyrene (EPS) yang digunakan dalam bentuk busa untuk kemasan serta isolasi di berbagai bidang industri di dunia (Kan dan Demirboga 2009). EPS banyak digunakan di pasaran, dicetak menjadi lembaran untuk thermoforming ke nampan (trays) untuk kemasan ikan, daging dan keju, rak telur, tempat makanan dan cangkir. Keduanya baik lembaran busa maupun kotak tempat makanan dibentuk secara ekstensif digunakan pangan siap saji di restoran karena mereka ringan, kaku dan memiliki kemampuan isolasi termal yang sangat baik.

Tabel 2.2 Tipe pangana

Tipe Bahan pangan dan pangan olahan

I Tidak bersifat asam (pH 5,0), produk - produk mengandung air, dapat mengandung garam atau gula atau keduanya.

II Bersifat asam, produk - produk mengandung air, dapat mengandung garam atau gula atau keduanya, termasuk mengandung emulsi minyak dalam air dengan kandungan lemak rendah atau tinggi.

III Produk mengandung air, asam atau tidak asam, mengandung minyak atau lemak bebas, dapat mengandung garam termasuk mengandung emulsi air dalam minyak dnegan kandungan lemak rendah atau tinggi.

IV Produk susu dan turunannya :

A. Emulsi air dalam minyak, kandungan lemak rendah atau tinggi B. Emulsi minyak dalam air, kandungan lemak rendah atau tinggi

V Lemak dan minyak mengandung sedikit air

VI Minuman :

A.Mengandung sampai 8 % alkohol B.Non- alkohol

C.Mengandung lebih dari 8 % alkohol

VII Produk roti selain yang disebut pada tipe pangan VIII dan IX tabel : A.Roti lembab dengan permukaan mengandung minyak atau lemak bebas B.Roti lembab dengan permukaan tanpa mengandung minyak atau lemak

bebas

VIII Padat kering dengan permukaan tanpa mengandung minyak atau lemak bebas.

IX Padat kering dengan permukaan mengandung minyak atau lemak bebas

a

Polistiren digunakan antara lain untuk mengemas makanan dengan rentang suhu yang bervariasi dan kemungkinan monomer stiren yang terdapat dalam polistiren tersebut dapat bermigrasi ke dalam pangan dan selanjutnya masuk ke dalam tubuh. Migrasi monomer stiren selain dipengaruhi oleh suhu, juga dipengaruhi oleh lama kontak dan tipe pangan. Semakin tinggi suhu dan semakin lama kontak serta makin besar kadar lemak, maka akan semakin besar pula migrasinya. Selain itu, minuman yang mengandung alkohol ataupun bersifat asam juga dapat meningkatkan laju migrasi (Centre for Food Safety 2009).

Bahaya dari stiren terhadap kesehatan antara lain:

a. Berdasarkan International Agency for Research on Cancer (IARC) 1994, stiren diklasifikasikan menjadi kelompok 2B yaitu senyawa yang diduga dapat menyebabkan kanker pada manusia, kanker limpatik dan hematopoiesis. Penelitian lebih lanjut dapat menginduksi kanker melalui efek genotoksisitas (pada semua jenis kanker), efek sitotoksik pada metabolit di paru tikus, dan immunosuppression pada kanker lymphohematopoietic (Department of Health and Human Services 2011);

b. Berpotensi melemahkan aktivitas estrogen, yang dapat mengganggu jalur diferensiasi seks gonad pada hewan spesies hewan spesies Rana rugosa (Ohtani et al. 2001);

c. Penelitian lebih lanjut dapat meningkatkan nekrosis sel mononuklear tali pusat manusia (Diodovichet al. 2009) dan paparan stiren pada dosis tinggi juga dapat menyebabkan efek genotoksik, efek DNA tersebut tergantung pada tingkat paparan dari sel target, aktivasi metabolisme oksida dari stiren dan efisiensi detoksifikasinya (Speit dan Henderson 2005);

d. Pemberian stiren trimer pada tikus yang sedang hamil dapat menyebabkan aktivitas estrogenik, sehingga mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan organ genital pada keturunan tikus jantan (Ohyama et al. 2007), stiren trimer juga dapat meningkatkan hormon tiroid (Yanagiba et al. 2008).

Tabel 2.3 Prosedur pengujian dan simulan pangana

No Kondisi Penggunaan Tipe Pangan Pelarut Simulan Pangan

Air Heptana Alkohol 8 % Alkohol 50 % suhu dan waktu suhu dan waktu suhu dan waktu suhu dan

waktu A Sterilisasi panas suhu

tinggi > 100° C

I, IV-B, VII-B 121°C, 2 jam - - - III, IV-A,

VII-A

121°C, 2 jam 66°C, 2 jam - - B Sterilisasi pada titik

didih air

II 100°C, 30 menit

- - -

III, VII-A 100°C, 30 menit

49°C, 30 menit - - C Pengisian panas atau

pasteurisasi diatas 66°C

II, IV-B, VII-B Diisi pada suhu didih, didinginkan hingga 38°C

- - -

III, IV-A, VII-A

Diisi pada suhu didih, didinginkan hingga 38°C

49°C, 15 menit - -

Tabel 2.3 Prosedur pengujian dan simulan pangana (lanjutan)

No Kondisi Penggunaan Tipe Pangan Pelarut Simulan Pangan

Air Heptana Alkohol 8 % Alkohol 50 % suhu dan waktu suhu dan waktu suhu dan waktu suhu dan

waktu

D Pengisian panas atau pasteurisasi dibawah 66°C

II,IV-B,VI-B, VII-B

66°C, 2 jam - - -

III,IV-A, VII 66°C, 2 jam 38°C, 30 menit - -

V, IX - 38°C, 30 menit - -

VI-A - - 66°C, 2 jam

VI-C - - - 66°C, 2 jam

E Pengisian suhu ruangan dan disimpan (tanpa perlakuan suhu dalam wadah)

I,II,IV-B,VI-B, VII-B

49°C, 24 jam - - -

III, IV-A, VII-A

49°C, 24 jam 21°C, 30 menit - -

V, IX - 21°C, 30 menit - -

VI-A - - 49°C, 24 jam

VI-C 49°C, 24

jam F Penyimpanan dingin,

(tanpa perlakuan suhu dalam wadah)

III, IV-A, VII-A

21°C, 48 jam 21°C, 30 menit - -

I,II,IV-B,VI-B, VII-B

21°C, 48 jam - - -

VI-A - - 21°C, 48 jam

VI-C - - - 21°C, 48

jam G Penyimpanan beku,

(tanpa perlakuan suhu dalam wadah)

I,II,IV-B,VI-B, VII-B

21°C, 24 jam - - -

III, VII-A 21°C, 24 jam 21°C, 30 menit - - H Penyimpanan beku, siap

disajikan untuk dipanaskan kembali dalam wadah pada waktu digunakan: I,II,IV-B,VI-B, VII-B 100°C, 30 menit - - -

1. Mengandung air, atau emulsi minyak dalam air dari kadar lemak tinggi atau rendah

I,II,IV-B 100°C, 30 menit

- - -

2. Mengandung air, mengandung kadar minyak atau lemak bebas tinggi atau rendah

III, IV-A, VII-A, IX

100°C, 30 menit

49°C, 30 menit -

a

2.5 Baku Internal

Baku internal merupakan senyawa yang berbeda dengan analit, meskipun demikian senyawa ini harus terpisah dengan baik selama proses pemisahan. Baku internal dapat menghilangkan pengaruh karena adanya perubahan-perubahan pada ukuran sampel atau konsentrasi karena variasi instrumen (Rohman 2009).

Baku internal sangat membantu koreksi kehilangan sampel pada analisis kuantitatif (leenheer et al. 2000). Jika baku internal ditambahkan pada sampel sebelum dilakukan preparasi sampel, maka baku internal dapat mengoreksi hilangnya sampel-sampel ini. Syarat-syarat suatu senyawa dapat digunakan sebagai baku internal adalah: terpisah dengan baik dari senyawa yang dituju atau dari puncak-puncak yang lain; mempunyai waktu retensi yang hampir sama dengan analit; tidak terdapat dalam sampel; mempunyai kemiripan sifat-sifat dengan analit dalam tahapan-tahapan penyiapan sampel; tidak mempunyai kimiripan secara kimiawi dengan analit; tersedia dalam perdagangan dengan kemurnian yang tinggi; stabil dan tidak reaktif dengan sampel atau dengan fase gerak; dan mempunyai respon detektor yang hampir sama dengan analit pada konsentrasi yang digunakan (Rohman 2009).

Salah satu baku internal yang digunakan untuk analisis stiren dengan menggunakan instrumen GC-FID adalah 1,2,4,5-Tetrametilbenzena (Lau et al. 1995). 1,2,4,5-Tetrametilbenzena atau disebut juga Durene mempunyai karakteristik fisik kimia sebagai berikut berbentuk kristal serbuk putih, berat molekul 134.22, titik didih 191-193oC; titik leleh 80 oC dan tidak larut dalam air, larut dalam alkohol, eter dan benzena (Budavari 2001).

2.5Analisis Pengukuran Konsentrasi Migrasi Monomer Stiren Berdasarkan hasil dari beberapa penelitian, kandungan monomer stiren dalam simulan pangan yang kontak dengan kemasan polistiren dapat ditentukan dengan menggunakan kromatografi gas dengan pendeteksi nyala ion (Gas chromatography- Flame ionization Detector/ GC-FID), kromatografi cair kinerja tinggi (High Performance Liquid Chromatography/ HPLC) maupun kromatografi gas- spektofotometer massa (Gas Chromatography Mass Spectrography/ GC-MS). (Sanagi et al. 2008, Choi et al.2005, Saim 2012, Ahmad dan Bajahlan 2006).

Penelitian tersebut dilakukan dengan simulan pangan, suhu dan waktu perendaman yang bervariasi seperti pada Tabel 2.4

Tabel 2.4 Penelitian analisis konsentrasi migrasi monomer stiren

Peneliti Jenis Sampel PS Simulan Pangan/ jenis pangan

Instrumen yang digunakan Perendaman Hasil uji migrasi Suhu ( oC ) Waktu

Choi et al. (2005)

Ahmad dan Bajahlan (2006)

Lembar PS

PS botol

Heptana dan air

Air

GC-FID

GC/MS

10,24 dan 40 40, 60 dan 90 Suhu kamar

-

-

Heptana mengekstrak penuh monomer stiren dan oligomer

Konsentrasi maksimum monomer stiren adalah 29.5 µg/L, naik menjadi 69.53 µg/L setelah 1 tahun penyimpanan.

Sanagi et al.( 2008) PS gelas (cups)

dan mangkok (bowl)

Air GC-FID

HS-SPME

24-80 30 menit ₋ Pada PS gelas monomer stiren mulai terdeteksi pada suhu 60 oC sebesar 48 ng/mL dan 126 ng/mL.

− Pada PS mangkok kapasitas 500 pada suhu 80 oC mL sebesar 50 ng/mL dan 86 ng/mL, sedangkan pada PS mangkok kapasitas 400 mL sebesar 45 ng/mL dan 97 ng/mL.

Paraskevopoulou et al. (2011)

PS busa dan PS kaku

Air, etanol dan isooktan

GC-FID ₋ Air dan

Etanol = 25, 40 dan 60

− Isoaoktan = 4, 25 dan 40

30 menit sampai 30 hari

Monomer stiren (PS busa dengan simulan air) mulai terditeksi pada suhu dan waktu perendaman 60 OC selama 1 hari sebesar 0,12 mg/g

Saim et al. (2012) PS gelas (cups) Air dengan pH= 5-7

Kromatografi Cair dengan ekstraksi fase padat (solid-phase extraction liquid chromatography (SPE-LC)

dengan detektor dioda array (DAD)

30 sampai 80 35-120 menit

0.3 to 4.2 g/L, dengan maksimum migrasi pada pH=5 dan suhu 80 oC

Kumalasari (2011) PS busa kotak Air, etanol 15%, asam asetat 3 % dan heptana

GC-FID dan HS-GC-MS Suhu dingin, kamar, 40 dan 70

2 jam, 6 jam dan 24 jam.

Sampel yang terdeteksi oleh GC-FID yaitu dengan simulan asam asetat 3% yang diinkubasi pada suhu 75 o

C selama 24 jam heptana suhu kamar 2 jam dan heptana suhu kamar 6 jam. Sedangkan untuk HS-GC-MS lebih sensitif dapat mendeteksi migrasi stiren.

2.6Kondisi Kromatografi Gas Untuk Analisis Monomer Stiren

Kondisi kromatografi gas sangat penting untuk analisis monomer stiren baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Kondisi kromatografi gas untuk analisis monomer stiren tersebut antara lain sebagai berikut.

Paraskevopoulou et al. (2011)

Kromatografi gas dengan pendeteksi ion nyala (GC-FID) dengan

menggunakan HP-FFAP fused capillary column (25 m x 0.2 mm inner diameter,

ketebalan 0.33 µm), helium sebagai gas pembawa dengan aliran gas 1.8

mL/menit. Suhu initial oven 40 oC selama 3 menit, kemudian ditingkatkan

menjadi 120 oC dengan kenaikan 20 oC/menit, kemudian menjadi 220 oC dengan

kenaikan 40 oC/menit selama 5 menit. Suhu injektor dan detektor masing-masing

230 oC dan 250 oC.

Sanagi et al.( 2008)

Kromatografi gas dengan pendeteksi ion nyala (GC-FID) dengan DB-WAX

fused-silica capillary column (30 m × 0.25 mm inner diameter, ketebalan 0.25 m) , helium sebagai gas pembawa. suhu oven 40°C selama 3 min, kemudian menjadi 120°C dengan kenaikan 10 °C/menit, 40 °C/menit untuk suhu akhir 260 °C selama 2 menit. Suhu injektor 220 °C dan suhu detektor 260 °C.

EU Project PIRA

Metode analisis yang dikembangkan PIRA Eropa dengan menggunakan

kromatografi gas spektofotometer massa dengan head space (Head Space Gas

Chromatography Mass Spectrometry/ HS-GC-MASS), dengan kolom HP-5MS (30 m x 0.25 mm µm inner diameter) dan hidrogen sebagai gas pembawa. Suhu

oven 40°C selama 2 menit pertama kemudian meningkat 10°C/menit hingga

80°C, 20°C/menit hingga suhu akhir 180°C dan pertahankan selama 1 menit.

2.7 Validasi Metode Analisis

Validasi metode analisis merupakan suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium, untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita 2004). Validasi metode berdasarkan Harvey (2000) adalah suatu proses evaluasi kecermatan dan keseksamaan yang dihasilkan oleh suatu prosedur dengan nilai yang dapat diterima.Validasi metode analisis bertujuan untuk memastikan dan mengkonfirmasi bahwa metode analisis tersebut sudah sesuai untuk peruntukannya. Validasi biasanya dilakukan untuk metode analisa yang baru dibuat dan dikembangkan. Metode analisis tersebut dapat menjelaskan secara rinci prosedur analisis kimia dengan maksud untuk menentukan/mengidentifikasi satu atau lebih parameter analitis. Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode adalah sebagai berikut :

1 Selektivitas (Selectivity)

Selektivitas suatu metode adalah kemampuannya yang hanya mengukur zat tertentu saja secara cermat dan seksama dengan adanya komponen lain yang mungkin ada dalam matriks sampel. Selektivitas seringkali dapat dinyatakan

sebagai derajat penyimpangan (degree of bias) metode yang dilakukan terhadap

sampel yang mengandung bahan yang ditambahkan berupa cemaran, hasil urai, senyawa sejenis, senyawa asing lainnya, dan dibandingkan terhadap hasil analisis sampel yang tidak mengandung bahan lain yang ditambahkan (Harmita 2004).

2 Linieritas (Linearity)

Linieritas adalah kemampuan metode analisis yang memberikan respon yang secara langsung atau dengan bantuan transformasi matematik yang baik, proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel Linieritas biasanya dinyatakan dalam istilah variansi sekitar arah garis regresi yang dihitung berdasarkan persamaan matematik data yang diperoleh dari hasil uji analit dalam sampel dengan berbagai konsentrasi analit (Harmita 2004).

Linieritas juga dapat diuji secara informal dengan memplotkan residual yang dihasilkan oleh regresi linier pada respon konsentrasi dalam satu seri kalibrasi (IUPAC 2002). Parameter adanya hubungan linier t e r s e b u t

digunakan koefisien korelasi pada analisis regresi linier y = a + bx. Menurut

AOAC 2012, persyaratan linieritas yang baik adalah mempunyai koefisien korelasi R2 > 0.99.

3 Presisi (Precision)

Presisi adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang pada sampel-sampel yang diambil dari campuran yang homogen. Presisi diukur sebagai simpangan baku atau simpangan baku relatif

(RSD). Jenis presisi adalah keterulangan (repeatabilty) atau ketertiruan

(reproducibility) hanya bersifat sebagai tambahan (Harmita 2004).

Keterulangan biasanya sering digunakan. Keterulangan tersebut berdasarkan pada kesepakatan hasil dengan kondisi dipertahankan konstan seperti analis yang sama, reagen, peralatan, dan instrumen yang digunakan dalam waktu singkat (IUPAC 2012). Keterulangan diukur sebagai simpangan baku relatif (RSD) (Harmita 2004). Biasanya mengacu pada standar deviasi dari ulangan.

Presisi juga dapat digunakan untuk melihat kesesuaian sistem pada instrumen. Pada instrumen seperti kromatografi cair dan gas, suntikan persiapan standar yang digunakan dalam uji atau larutan standar lainnya akan dibandingkan untuk memastikan apakah persyaratan untuk presisi terpenuhi. Persyaratan presisi untuk keberterimaan ditentukan dari besarnya keterulangan menurut persamaan Hortwitz berikut :

RSD (%) =

2

(1-0,5 log C)

C = fraksi konsentrasi 4 Kecermatan (Accuracy)

Kecermatan (accuracy) adalah kedekatan hasil uji dengan konsentrasi analit sebenarnya atau nilai yang dapat diterima. Kecermatan dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Salah satu metode

menentukan kecermatan adalah dengan metode penambahan baku (standard addition method). Dalam metode penambahan baku, sampel dianalisis lalu sejumlah tertentu analit yang diperiksa ditambahkan ke dalam sampel dicampur dandianalisislagi.Selisih kedua hasil dibandingkan dengan kadar yang sebenarnya (hasil yang diharapkan). Persentase peroleh kembali dinyatakan sebagai rasio antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang sebenarnya

(Harmita 2004). R_{entang penerimaan persentase perolehan kembali berdasarkan}

AOAC (2012) dapat dilihat pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Rentang penerimaan nilai recovery (AOAC 2012) Kandungan analit dalam

sampel

Rentang penerimaan recovery (%)

100% 98–101

10% 95–102

1% 92–105

0.1% 90–108

0.01% 85–110

10 µg/g (10 ppm) 80–115

1 µg/g (1 ppm) 75–120

10g/kg (10 ppb) 70-125

5 Limit of Detection (LOD) dan Limit of Quantitation (LOQ)

Limit deteksi atau Limit of Detection(LOD) adalah jumlah terkecil dari analit dalam sampel yang dapat dideteksi namun belum tentu dapat dikuantisasi sebagai angka yang tetap. Limit kuantisasi atau Limit of Quantitation (LOQ) adalah konsentrasi terendah analit dalam sampel yang dapat ditentukan secara kuantitatif dengan presisi dan akurasi yang dapat diterima (Ermer dalam Ermer dan Miller 2005).

LOD dan LOQ tergantung pada performa dari instrumen, yang dapat ditentukan dengan menggunakan standar murni (AOAC 2012). Cara lain dalam menentukan LOD dan LOQ adalah dengan menentukan respon signal to noise (S/N) pada instrumen dari perhitungan statistik garis regresi dari kurva kalibrasi baku standar (Sukarno 2011).

3

METODE

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari sampai April 2013. Tempat penelitian di Laboratorium Pangan Pusat Pengujian Obat dan Makanan (PPOMN), Badan POM RI, Jalan Percetakan Negara No.23 Jakarta Pusat.

3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan

Sampel kemasan kosong polistiren busa berbentuk gelas (cup) yang diperoleh dari Industri Mi Instan dengan kapasitas ± 300 mL yang digunakan untuk mengemas pangan mi instan. Baku baku pembanding stiren (PT. Asahimas Chemicals, Cilegon, Indonesia); 1,2,4,5-tetrametilbenzena sebagai baku pembanding internal (Merck, Jerman); heptana proanalisis (Merck, Jerman) sebagai simulan pangan.

3.2.2 Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini timbangan analitik (Precisia, Switzerland);termometer;waterbath (Foss); gunting; pipet tetes; pipet mikro (Eppendorf, Jerman); alat gelas seperti labu ukur, gelas beaker, erlemeyer, cawan petri, corong dsb;dan seperangkat kromatografi gas dengan pendeteksi ionisasi nyala/ gas chromatography - flame ionization detector/ GC-FID (Shimadzu, Jepang).

3.3 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan terbagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap persiapan, tahap orientasi prosedur uji dan tahap validasi metode. Tahap persiapan yang terdiri dari penyiapan bahan dan pengecekan unjuk kerja instrumen GC-FID, kemudian dilanjutkan dengan tahap orientasi uji sampel. Tahap terakhir adalah menvalidasi prosedur uji tersebut dengan beberapa parameter validasi metode analisis. Metode penelitian secara lengkap pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Tahapan penelitian 3.3.1 Tahap Persiapan

3.3.1.1 Penyiapan Bahan

Penyiapan bahan dilakukan dengan menyiapkan baku induk stiren dan baku internal dengan konsentrasi masing-masing 1000 µg/mL. Larutan baku induk stiren 1000 µg/mL dibuat dengan menimbang 25 mg stiren, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL dan tambahkan heptana sampai tanda batas. Larutan baku internal 1000 µg/mL juga dibuat sama dengan larutan baku stiren yaitu 25 mg 1,2,4,5-Tetrametilbenzenakemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 25mL dan tambahkan heptana sampai tanda batas.

Tahap 1. Persiapan

Tahap 3. Validasi Metode Analisis Tahap 2. Orientasi

Prosedur Uji

Penyiapan Bahan : Larutan baku induk stiren

dan baku internal

Pengecekan unjuk kerja instrumen GC-FID : − Linieritas

− Presisi

− LOD dan LOQ

Analisis kandungan spesifik total residu monomer stiren pada

sampel (3 kali) Persiapan sampel polistiren

− Selektivitas − Linieritas − Akurasi − Presisi

3.3.1.2 Pengecekan unjuk kerja instrumen GC-FID

Pengecekan unjuk kerja instrumen GC-FID merupakan orientasi awal bahwa GC-FID dapat digunakan untuk mendeteksi stiren dengan kondisi dan parameter tertentu. Untuk mengetahui bahwa instrumen GC-FID tersebut dapat digunakan maka ditentukan kurva linearitas dan presisi dengan persyaratan yang telah ditetapkan.

Dalam menentukan linieritas instrumen, dibuat larutan baku kerja dengan 5 (lima) konsentrasi yang berbeda dari pengenceran larutan baku induk stiren 1000 µg/mL. Konsentrasi larutan baku kerja tersebut berturut-turut 1 µg/mL, 2 µg/mL, 5 µg/mL, 10 µg/mL dan 20µg/mL. Masing-masing konsentrasi dibuat dengan memipet 10 µL, 20 µL, 50 µL, 100 µL dan 200 µL dari larutan baku induk stiren, ditambah larutan baku internal 50 µL dari larutan baku internal induk, kemudian ditambah heptana hingga tanda batas 10 mL dalam labu takar 10 mL (konsentrasi baku internal sekitar 5 µg/mL) dan dianalisis ke GC-FID sebanyak tiga kali (triplo). Kurva linieritas y = ax + b untuk unjuk kerja instrumen merupakan hubungan antara konsentrasi baku kerja stiren dengan rasio luas area stiren dan baku internal.

Kondisi dan parameter GC-FID yang digunakan mengacu pada EU project PIRA (2003) untuk kondisi suhu oven dan jenis kolom dimodifikasi dengan penelitian Paraskevopoulou (2011) untuk suhu detektor dan injektor seperti pada Tabel 3.1.

LOD dan LOQ instrumen diperoleh dari percobaan linearitas instrumen tetapi yang diukur adalah rasio signal to noise (S/N) dari respon GC-FID untuk masing-masing konsentrasi yang berbeda. Selanjutnya besarnya rasio S/N tersebut diplotkan terhadap konsentrasi, dan dibuat persamaan kurva linier: y = ax + b. Berdasarkan kurva tersebut, kemudian dihitung nilai LOD adalah nilai x pada S/N= 3.00, sedangkan nilai LOQ adalah nilai x pada S/N=10.00.

3.3.2 Tahap Orientasi Prosedur Uji

3.3.2.1Persiapan sampel kemasan polistiren dan uji kandungan spesifik monomer stiren

Sampel kemasan kosong polistiren busa bentuk gelas pada bagian yang tidak mengandung tinta pewarna dipotong kecil dengan ukuran ± 0.50 × 0.50 cm2, kemudian ditimbang sebanyak ± 0.50 gram dalam gelas beaker 250 mL. Larutan simulan pangan dibuat dengan mencampurkan baku internal 250 µL dari baku internal induk 1024 µg/mL dan pelarut heptana sebagai simulan pangan hingga tanda batas 50 mL dalam labu ukur. Larutan simulan pangan tersebut kemudian dituangkan ke dalam gelas beaker 250 mL dan dimasukkan ke dalam waterbath pada 49 oC. Setelah sekitar 10 menit larutan simulan sudah mencapai suhu 49 oC (ukur dengan termometer untuk memastikan), kemudian dituangkan ke dalam gelas beaker yang berisi sampel polistiren, tutup dengan gelas arloji dengan diameter hampir sama dengan diameter gelas beaker, sehingga sampel dalam keadaan terendam sempurna dalam larutan simulan pangan. Gelas beaker tersebut kemudian ditutup dengan menggunakan cawan petri yang berdiameter lebih besar daripada diameter gelas beaker dan segera dimasukkan ke dalam waterbath pada 49 oC suhu selama 15 menit seperti pada Tabel 2.3. Kemudian sampel dipisahkan

dari larutan simulan pangan. Larutan simulan pangan ini kemudian disebut larutan uji. Persiapan larutan uji tersebut dilakukan sebanyak 3 ulangan.

Tabel 3.1 Kondisi dan parameter GC-FID yang digunakan

3.3.2.2 Analisis konsentrasi stiren dalam sampel dari larutan uji

Larutan uji dianalisis dengan GC-FID sebanyak 2 (dua) kali analisis. Luas area stiren dari larutan uji digunakan untuk menghitung konsentrasi stiren dalam larutan sampel, menggunakan persamaan kurva linieritas dari hasil unjuk kerja instrumen. Lakukan 3 ulangan (triplo). Konsentrasi stiren dalam sampel dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

3.3.3 Tahap Validasi Metode Uji 3.3.3.1 Selektivitas (Selectivity)

Selektivitas dilakukan dengan membuat larutan sampel kemasan polistiren dalam pelarut heptana, larutan sampel kemasan polistiren dengan penambahan baku internal dalam pelarut heptana dan larutan sampel kemasan polistiren dengan penambahan baku stiren dan baku internal dalam pelarut heptana. Kemudian ke 3 (tiga) larutan tersebut dianalisis dengan GC-FID dan hasil kromatogramnya dibandingkan. Selektivitas metode analisis dinyatakan baik jika puncak senyawa stiren maupun baku internal terpisah dengan baik dan kedua puncak tersebut tidak diganggu dengan puncak senyawa cemaran dalam sampel yang terdeteksi dalam kromatogram.

Kolom Rtx-5 fused-silica column, 30 m x 0,25 mm ID, ketebalan film 0,25 µm R (Varian)

Split ratio 1:10 (setelah 5 menit)

Suhu oven 40°C selama 2 menit pertama kemudian meningkat 10°C/menit hingga 80°C, 20°C/menit hingga suhu akhir 180°C dan pertahankan selama 1 menit

Gas pembawa, aliran gas

Helium, 14 mL/menit Aliran udara 400 mL/menit

Aliran hidrogen 40 mL/menit Volume Injeksi 1 µL

Suhu FID 250°C.

Suhu injector 230ºC

= Konsentrasi stiren dalam sampel µg/g

Konsentrasi (persamaan kurva) Berat sampel

x Faktor pengenceran x volume larutan sampel

3.3.3.2 Linieritas (Linearity)

Kurva liniearitas metode diperoleh dari analisis larutan baku kerja stiren dengan perlakuan sama seperti larutan uji yaitu perendaman waterbath pada 49

o

C selama 15 menit. Larutan baku kerja stiren dibuat dengan 6 konsentrasi baku kerja stiren yang berbeda yaitu 5 konsentrasi sesuai dengan konsentrasi untuk kurva linieritas unjuk kerja instrumen (1 µg/mL, 2 µg/mL, 5 µg/mL, 10 µg/mL, 20 µg/mL) dan 1 konsentrasi di bawah hasil pengukuran sampel pada tahap orientasi prosedur uji yaitu 0.50 µg/mL. Dalam baku kerja tersebut masing-masing mengandung baku internal dengan konsentrasi 5 µg/mL. Kurva linieritas metode dibuat dengan memplotkan rasio area (stiren dan baku internalnya) sebagai sumbu y terhadap konsentrasi stiren sebagai sumbu x, sehingga diperoleh persamaan linier y = ax + b. Persyaratan linieritas untuk metode analisis adalah mempunyai R2> 0.990 atau r > 0.995 (AOAC 2012).

3.3.3.3 Presisi (Precision)

Penentuan presisi metode dilakukan dengan melakukan analisis kadar stiren pada larutan uji sebanyak 7 (tujuh) ulangan dan analisis dengan GC-FID masing-masing dilakukan 2 kali. Konsentrasi stiren dalam sampel ditentukan dari kurva linieritas metode kemudian ditentukan nilai rata-rata konsentrasinya dan nilai RSD-nya. Persyaratan presisi metode adalah mempunyai nilai RSD sampel 2/3 x % RSD Horwitz.

3.3.3.4 Akurasi (Accuracy)

Penentuan akurasi metode ditentukan dari pengujian seperti untuk penentuan presisi, namun selain larutan juga ditambahkan larutan baku stiren 250 µL dari baku stiren induk kemudian ditambahkan heptana hingga 50 mL. Pembuatan larutan tersebut dilakukan 7 (tujuh) ulangan, dan analisis dengan GC-FID sebanyak 2 (dua) kali. Konsentrasi stiren dihitung dengan menggunakan kurva linieritas stiren metode. Perbandingan nilai konsentrasi stiren yang terukur (setelah dikurangi dengan konsentrasi dalam sampel) dengan konsentrasi baku stiren yang ditambahkan merupakan recovery, dengan rumus sebagai berikut :

Persyaratan recovery berdasarkan AOAC (2012) pada konsentrasi sekitar 100 µg/g adalah 85–110 %.

3.3.4.5 LOD dan LOQ

Diperoleh dari kurva linearitas validasi metode uji, dengan prinsip perhitungan seperti pada penentuan LOD dan LOQ alat.

% Recovery = Konsentrasi hasil pengukuran - konsentrasi sampel

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Unjuk Kerja Instrumen GC-FID

Unjuk kerja instrumen GC-FID dilakukan sebelum pengukuran konsentrasi stiren, untuk memastikan bahwa instrumen GC-FID dapat digunakan dengan memberikan hasil kromatogram yang baik dan sesuai dengan tujuan analisis. Unjuk kerja instrumen yang dilakukan terdiri dari penentuan linieritas, presisi dan LOD/ LOQ. Sebelum melakukan linieritas, maka terlebih dahulu mengetahui profil kromatogram dari pelarut heptana, baku stiren dari beberapa konsentrasi dan baku internal. Profil kromatogram dari pelarut yaitu heptana penting untuk mengetahui puncak yang ada dalam pelarut heptana atau cemarannya sebelum penambahan baku stiren dan baku internal. Profil kromatogram baku stiren dan baku internal untuk mengetahui dan memastikan ketepatan waktu retensi dari puncak yang dihasilkan. Berdasarkan kromatogram yang dihasilkan, waktu retensi (Rt) dari baku stiren sekitar menit ke 7 dan waktu retensi (Rt) dari baku internal 1,2,4,5- tetrametilbenzena menit ke 10.

Dalam penentuan linieritas dilakukan dengan membuat baku kerja beberapa konsentrasi yang diperoleh dari baku induk stiren dan penambahan baku internal dengan konsentrasi tetap. Perhitungan konsentrasi baku induk stiren, baku internal dan baku kerja seperti pada Lampiran 1. Hasil profil kromatogram baku kerja linieritas instrumen seperti pada Lampiran 2, sedangkan hasil pengukuran luas area baku kerja dan baku internal seperti pada Lampiran 3. Kemudian dihitung persamaan regresi kurvanya dengan menplotkan antara rata-rata rasio luas area stiren dan baku internal (sumbu Y) dan konsentrasi baku kerja (sumbu X) seperti pada Tabel 4.1. Hasil perhitungan statistik kurva memberikan niai R2 = 0.999 dengan persamaan linieritas y= 0.206x - 0.001. Nilai R2= 0.999 memenuhi syarat kriteria linieritas instrumen. Kurva linieritas seperti pada Gambar 4.1. Tabel 4.1 Konsentrasi baku kerja dan rasio area (stiren dan baku internal) pada

uji linieritas unjuk kerja instrumen GC-FID Baku kerja Konsentrasi

Baku kerja (µg/mL ) (Sumbu X)

Rasio area (Sumbu Y)

Baku kerja 1 1.00 0.21

Baku kerja 2 2.01 0.39

Baku kerja 3 5.02 1.05

Baku kerja 4 10.04 2.08

Gambar 4.1 Kurva linieritas instrumen GC-FID untuk pengukuran larutan standar stiren dengan baku internal 1,2,4,5- tetrametilbenzena pada unjuk kerja instrumen

Berdasarkan Tabel 4.2 tersebut nilai RSD waktu retensi dan luas area dari stiren adalah 0.01 dan 0.61 %, sedangkan baku internal 0.01 dan 0.45 %. Nilai RSD waktu retensi dan area stiren dan baku internal tersebut memenuhi persyaratan presisi instrumen sebesar < 2.0 % menurut JECFA (2006)

Tabel 4.2 Nilai presisi (RSD) hasil unjuk kerja instrumen dari stiren dan baku internal

Pengulangan Stiren Baku internal

Waktu retensi (Rt)

Luas area Waktu retensi (Rt)

Luas area

1 7.01 13039 10.00 12607

2 7.01 12936 10.00 12615

3 7.01 12917 10.00 12702

4 7.01 12978 10.00 12601

5 7.01 12796 10.00 12640

6 7.01 12875 10.00 12651

7 7.01 12975 10.00 12758

Rata-rata SD RSD (%)

7.01 0.00 0.01

12931 78.86 0.61

10.00 0.00 0.01

12654 57.28 0.45

Limit of Detection (LOD) dan Limit of Quantification (LOQ) dari instrumen ditentukan untuk mengetahui batas minimal yang dapat terdeteksi maupun yang terkuantisasi pada instrumen GC-FID dalam kondisi yang sudah ditentukan. Penentuan LOD dan LOQ pada penelitian ini adalah mencari rasio signal terhadap noise (S/N) dari kromatogram baku kerja yang digunakan pada saat menentukan

linieritas instrumen. Nilai S/N ditentukan pada instrumen GC-FID seperti pada Tabel 4.3. Kemudian nilai tersebut diplotkan dengan konsentrasi baku kerja dan diperoleh persamaan linieritas y = 7.500x - 0.015, dengan nilai R2 = 0.999 seperti pada Lampiran 4. Berdasarkan persamaan tersebut kemudian dihitung konsentrasi LOD, dengan S/N= 3.00 sebagai sumbu Y dan konsentrasi LOQ dengan S/N= 10.00, seperti pada lampiran 4. Hasil perhitungan diperoleh LOD instrumen = 0.4 µg/mL dan LOQ instrumen = 1.34 µg/mL. Hasil uji unjuk kerja instrumen GC-FID secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.3 Nilai rasio signal dan noise pada unjuk kerja instrumen GC-FID Baku kerja Konsentrasi

baku kerja (µg/mL )

Rasio signal dan noise (S/N)

Baku kerja 1 1.00 8.90

Baku kerja 2 2.01 13.22

Baku kerja 3 5.02 37.25

Baku kerja 4 10.04 76.53

Baku kerja 5 20.08 150.19

Tabel 4.4 Hasil uji unjuk kerja instrumen GC-FID untuk analisis kandungan spesifik residu total monomer stiren

4.2 Orientasi prosedur uji

Orientasi prosedur uji dilakukan untuk menentukan tahapan prosedur uji yang paling sederhana dan praktis untuk menentukan kandungan spesifik monomer stiren pada sampel. Orientasi prosedur uji pada penelitian ini mengacu pada Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan, yaitu sesuai Tabel 2.3 prosedur pengujian dan simulan pangan yang digunakan. Prosedur pengujian yang dipilih pada penelitian ini adalah kondisi C yaitu pengisian panas atau pasteurisasi diatas 66 °C, sesuai dengan kondisi penggunaan sampel yang dipilih, yaitu penggunaan panas seperti pada Tabel 2.3.

Unjuk Kerja Instrumen GC-FID

Hasil Persyaratan

Linieritas (y = ax +b ) y= 0.206x - 0.001, R2 = 0.999 R2> 0.990 (AOAC 2012) Presisi (RSD %) ₋ Stiren : RSD waktu retensi = 0.01 %, RSD

luas area = 0.61 %

− Baku internal : RSD waktu retensi = 0.01 % , RSD luas area = 0.45 %

RSD (%) < 2.0 % (JECFA 2006)

LOD dan LOQ LOD = 0.40 µg/mL

LOQ = 1.34 µg/mL

Pada kondisi pengujian tersebut pelarut simulan pangan yang digunakan adalah air dan heptana. Pada penelitian ini dibatasi hanya dengan pelarut heptana, dengan pertimbangan pelarut heptana merupakan kondisi terburuk dibanding dengan pelarut air dalam hal ekstraksi monomer stiren.

Prosedur pengujian dengan menggunakan simulan heptana tersebut dilakukan pada suhu 49 °C selama 15 menit (Tabel 2.3). Berdasarkan hal tersebut, dalam penelitian ini ditentukan tahapan mulai dari preparasi sampel sampai pengukuran larutan uji sampel dengan menggunakan kromatografi gas dengan pendeteksi ionisasi nyala. Kondisi kromatografi gas merupakan hal yang paling penting dalam penelitian ini, karena dengan kondisi kromatografi gas yang sesuai maka dapat menghasilkan kromatogram yang dapat diukur secara kuantitatif.

Tahapan pengujian dilakukan sesuai bagian 3.3.2.1. dan 3.3.2.2 sebanyak 3 (tiga) kali ulangan, dengan penimbangan cuplikan sampel masing-masing adalah 0.4999 gram, 0.5001 gram dan 0.4998 gram. Hasil dari orientasi uji diperoleh luas area stiren dan baku internal dalam sampel, kemudian dihitung konsentrasi stiren dalam kurva dengan menggunakan kurva persamaan linieritas instrumen y = 0.206x – 0.001 dan dihitung konsentrasi stiren dalam sampel seperti pada Lampiran 5. Konsentrasi stiren dalam sampel tersebut masing-masing adalah 92.61 µg/g, 91.10 µg/g dan 100.14 µg/g dengan rata-rata konsentrasi 94.63 ± 4.73 µg/g sampel.

Berdasarkan Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.03.1.23.07.11.6664 Tahun 2011 tentang Pengawasan Kemasan Pangan, batas migrasi spesifik stirena tidak ditetapkan. Dalam peraturan tersebut persyaratan yang ditetapkan adalah kandungan spesifik total residu monomer stiren adalah 1.0 % berat atau 10000 µg/g dan 0.5 % berat atau 5000 µg/g, sehingga untuk menentukan keamanan suatu kemasan pangan polistiren perlu dihitung nilai asupan harian atau paparan monomer stirena, kemudian hasilnya dibandingkan terhadap nilai [Provisional Asupan Harian Maksimum yang Ditoleransi Provitional Maximum Tolerable Daily Intake (PMTDI)] yang ditetapkan oleh Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives tahun 1984, untuk stiren sebesar 0.04 mg/kg berat badan/hari. Perhitungan asumsi paparan sebagai berikut.

Asumsi paparan monomer stiren :

Misalkan setiap hari perorang konsumsi 3 cup mi instan, berat kemasan polistiren cup mini kemasan tersebut 5 gram, sehari jumlah kemasan polistiren cup 15 gram (0.015 kg). Rata-rata total residu monomer stiren hasil percobaan adalah 94.63 µg/g sampel (94.63 mg/kg sampel) merupakan hasil perendaman dua sisi dari kemasan (two side contact). Untuk menghitung paparan, sesuai dengan kondisi nyata yaitu kemasan kontak satu sisi dengan pangan (one side contact), sehingga kadar monomer stiren diperkirakan menjadi setengah dari 94.63 mg/kg sampel yaitu 47.31 mg/kg sampel. Dengan berat badan konsumen rata-rata 55.5 kg (Badan POM 2011).

Paparan

per hari Σ

(kadar zat kimia dalam kemasan pangan x konsumsi per hari) Berat badan

=

Paparan

per hari 47.31 mg/kg kemasan pangan x 0.015 kg/hari _{55.5 kg berat badan} =

Paparan per hari monomer stiren dibandingkan dengan PMTDI :

Berdasarkan hasil perbandingan asumsi perhitungan paparan per hari monomer stiren dengan nilai PMTDI tesebut bahwa paparan per hari monomer stiren masih dibawah nilai PMTDI, sehingga dapat disimpulkan bahwa paparan monomer stiren masih relatif aman.

4.3 Validasi Metode Analisis 4.3.1 Selektivitas

Selektivitas suatu metode analisis adalah kemampuan metode analisis dapat mengukur konsentrasi analit dengan adanya komponen-komponen lain dalam sampel. Selektivitas dalam penelitian ini dapat ditunjukkan pada Gambar 4.2. Berdasarkan gambar tersebut, puncak stiren dan baku internal dalam kromatogram sampel baik yang ditambahkan baku stiren maupun baku internal menunjukkan puncak yang terpisah dari puncak lainnya dalam sampel sehingga stiren dapat diukur dengan menggunakan metode analisis ini.

4.3.2 Linieritas Metode Analisis

Berdasarkan hasil orientasi uji, diperoleh rata-rata konsentrasi stiren pada kurva sebesar 0.95 µg/mL dibawah konsentrasi larutan baku kerja yang paling rendah pada linieritas instrumen, maka untuk linieritas metode analisis baku kerja blanko paling rendah sekitar 0.50 µg/mL. Konsentrasi baku kerja blanko pada linieritas metode analisis berturut-turut adalah 0.50 µg/mL, 1.00 µg/mL, 2.01 µg/mL, 5.02 µg/mL, 10.04 µg/mL dan 20.08 µg/mL, dilakukan 2 (dua) kali analisis pada GC-FID. Hasil pengukuran luas area dari baku kerja tersebut dapat dilihat pada Lampiran 6. Kemudian rata-rata rasio area tersebut diplotkan dengan konsentrasi baku kerja seperti pada Tabel 4.5, diperoleh persamaan y = 0.186x, dengan R2= 0.999 seperti pada Gambar 4.3 (persyaratan R2> 0.999), memenuhi persyaratan.

4.3.3 Presisi

Hasil pengukuran diperoleh rasio luas area stiren dan baku internal seperti pada Lampiran 7, kemudian dihitung konsentrasi stiren dalam sampel diperoleh dengan menghitung terlebih dahulu konsentrasi dalam kurva dengan menggunakan persamaan kurva linieritas validasi metode analisis (Lampiran 7).

Konsentrasi stiren dalam sampel dengan 7 (tujuh) ulangan ditentukan nilai

presisi (% RSD) seperti pada Lampiran 7 yaitu 0.93 %. Persyaratan presisi

validasi metode analisis adalah RSD hasil pengukuran analit 2/3 RSD Horwitz.

Perhitungan RSD Horwitz pada Lampiran 8, memberikan nilai RSD Horwitz = 0,013 mg/kg berat badan/hari

Paparan per hari

= 0.013 mg/kg berat badan/hari Paparan

per hari =

0.013 mg/kg berat badan/hari

8.17 %, dalam hal ini nilai 2/3 RSD Horwitz adalah 5.44 %. Berdasarkan persyaratan tersebut RSD hasil pengukuran stiren dalam sampel 0.93 % < nilai

2/3 RSD Horwitz 5.44 %, memenuhi syarat presisi validasi metode analisis.

4.3.4 Akurasi

Akurasi menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit sebenarnya yang biasanya dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery). Hasil pengukuran rasio luas area stiren dan baku internal pada akurasi validasi metode analisis seperti pada Lampiran 9. Rasio luas area yang diperoleh dapat digunakan untuk menghitung konsentrasi stiren yang terukur dalam kurva (µg/mL) dengan menggunakan persamaan linieritas validasi metode analisis y = 0.186x, kemudian dihitung konsentrasi stiren yang terukur dalam satuan µg/g. Perbandingan konsentrasi stiren yang terukur tersebut (setelah dikurangi dengan konsentrasi stiren dalam sampel hasil uji presisi pada validasi metode analisis) dengan konsentrasi baku stiren yang ditambahkan merupakan recovery, perhitungan pada Lampiran 9.

Nilai perolehan kembali (recovery) yang diperoleh rata- rata sebesar 98.04 ± 2.62 %, dengan rentang 93.37- 101.61 % dengan konsentrasi baku stiren yang ditambahkan sebesar 502 µg/g. Setiap ulangan dihitung % recovery-nya seperti pada Lampiran 9. Persyaratan persen perolehan kembali (recovery) pada validasi metode analisis untuk kandungan analit dalam sampel 100 µg/g adalah 85-110 % (AOAC 2012), sehingga hasil validasi memenuhi persyaratan.

4.4.5 LOD dan LOQ

Hasil pengukuran rasio signal dan noise(S/N) pada konsentrasi baku kerja linieritas meode uji seperti pada Tabel 4.6. Nilai S/N tersebut kemudian diplotkan dengan konsentrasi baku kerja dan didapat persamaan linieritas y = 6.657x + 1.986, dengan nilai r = 0.993 seperti pada Lampiran 10. Berdasarkan persamaan tersebut kemudian dihitung konsentrasi LOD, dengan S/N= 3.0 sebagai sumbu Y dan konsentrasi LOQ dengan S/N=10.0, seperti pada Lampiran 10. Hasil perhitungan diperoleh LOD = 0.15 µg/mL dan LOQ = 1.20 µg/mL.

R

es

pon d

et

ekt

o

r

C

Waktu rentensi (Menit)

A

Waktu rentensi (Menit) Waktu rentensi (Menit)

B

Gambar 4.2 Kromatogram yang diperoleh dari pengujian selektivitas metode analisis stiren dalam sampel kemasan polistiren dengan instrumen GC-FID : (A) kromatogram sampel kemasan polistiren dalam pelarut heptana, (B) kromatogram sampel kemasan polistiren dengan penambahan baku internal dalam pelarut heptana, (C) kromatogram sampel kemasan polistiren dengan penambahan baku stiren dan baku internal dalam pelarut heptana

Stiren

Stiren

Stiren Baku internal Baku internal

Tabel 4.5 Konsentrasi baku kerja dan rasio area (stiren dan baku internal) pada uji linieritas metode analisis stiren dengan instrumen GC-FID untuk sampel kemasan polistiren

Gambar 4.3 Kurva linieritas validasi metode analisis

Tabel 4.6 Nilai rasio signal dan noise (S/N) pada validasi metode analisis Baku kerja Konsentrasi

Baku kerja (µg/mL )

Rasio signal dan noise (S/N)

Baku kerja 1 0.502 3.520

Baku kerja 2 1.004 6.110

Baku kerja 3 2.008 16.290

Baku kerja 4 5.02 34.690

Baku kerja 5 10.04 76.600

Baku kerja 6 20.08 132.030

Baku kerja Konsentrasi Baku kerja

(µg/mL ) (Sumbu x)

Rasio area stiren dan area baku internal

(Sumbu y)

Baku kerja 1 0.50 0.12

Baku kerja 2 1.00 0.20

Baku kerja 3 2.01 0.41

Baku kerja 4 5.02 0.87

Baku kerja 5 10.04 1.82

Konsentrasi stiren dalam sampel dihitung dengan rumus berikut :

Contoh perhitungan konsentrasi stiren dalam sampel :

Konsentrasi stiren dalam sampel µg/g

Konsentrasi (persamaan kurva)

Berat sampel x volume larutan sampel x Faktor pengenceran

0.4998 g

x 50 mL x 1 = 88.93 Sampel 1 = 0.86 µg/mL x 50 mL x 1 = 88.93 µg/g Sampel 1 =

Lampiran 8 Perhitungan RSD Horwitz pada uji presisi validasi metode analisis

Rumus RSD Horwitz:

RSD (%) =

2

(1-0.5 log C)

dimana C adalah fraksi konsentrasi dari analit yang terukur dalam sampel

Konsentrasi rata-rata stiren dalam sampel pada presisi validasi metode analisis = 87.26 µg/g

C = 0.00008726 RSD (%) =

2

(1-0.5 log C)

RSD (%) =

2

(1-0.5 log 0.00008726) RSD (%) = 8.17

Lampiran 9 Hasil pengukuran rasio luas area (stiren dan baku internal) dan perhitungan % perolehan kembali (% recovery) pada akurasi validasi metode analisis

Penimbangan sampel :

Sampel 1 = 0.5001 g Sampel 2 = 0.4999 g Sampel 3 = 0.4995 g Sampel 4 = 0.5010 g Sampel 5 = 0.5010 g Sampel 6 = 0.4999 g Sampel 7 = 0.5000 g

Volume akhir larutan sampel= 50 mL

Persamaan linieritas validasi metode analisis :y= 0.186x

Konsentrasi sampel rata-rata hasil uji presisi metode analisis = 87.26 µg/g Sampel Luas

area stiren Luas area baku internal Rasio luas area stiren dan baku internal Konsentrasi stiren dlm kurva (µg/mL) Konsentrasi stiren dalam sampel (µg/g) % Perolehan kembali (%

Recovery )

Sampel 1 15044 14544 1.03 5.56 555.98 93.37

15105 14565 1.04 5.58 557.46 93.66

Sampel 2 15146 14135 1.07 5.76 576.23 97.40

15046 14086 1.07 5.74 574.36 97.03

Sampel 3 14871 13853 1.07 5.77 577.73 97.70

14827 13874 1.07 5.75 575.16 97.19

Sampel 4 15395 13977 1.10 5.92 590.99 100.34

15440 13926 1.11 5.96 594.90 101.12

Sampel 5 14915 14031 1.06 5.71 571.94 96.55

14815 13952 1.06 5.71 571.32 96.43

Sampel 6 15775 14451 1.09 5.87 587.01 99.55

15980 14606 1.09 5.88 588.30 99.81

Sampel 7 15755 14180 1.11 5.97 597.36 101.61

15604 14134 1.10 5.94 593.54 100.85

Rata-rata 98.04

Contoh perhitungan % perolehan kembali (% recovery) dihitung dengan menggunakan rumus :

Konsentrasi sampel = konsentrasi rata-rata hasil orientasi uji = 94.63 µg/g

Konsentrasi baku stiren yang ditambahkan = 5.02µg/mL = 502 µg/g

% 100 n ditambahka yang

standar baku

i konsentras

sampel i

konsentras

-pengukuran hasil

konsentri

recovery

% _{= ×}

502 µg/g

% Recovery sampel 1 = x 100 % = 93.37 %

502 µg/g

Lampiran 10 Perhitungan LOD dan LOQ pada validasi metode analisis

Dari kurva rasio signal dan noise diatas diperoleh :

Slope = 6.657

Regresi (r) = 0.993 Intersept = 1.986

S

ign

al

/ N

o

is

e

Perhitungan LOD : Perhitungan LOQ :

S/N = 3.0, S/N = y S/N = 10.0, S/N = y

y = 6.657x + 1.986 y = 6.657x + 1.986

3 = 6.657x + 1.986 10 = 6.657x + 1.986

x = 0.152 LOD = 0.15 µg/mL x = 1.204 LOQ = 1.20 µg/mL Konsentrasi baku kerja µg/mL

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Banyuwangi pada tanggal 6 Desember 1978 sebagai anak ke dua dari pasangan Achyadi Setroredjo (Alm) dan Endang Ani. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Farmasi, Fakultas Farmasi UNAIR, lulus pada tahun 2001. Pada tahun 2001 penulis meneruskan di Program Profesi Apoteker dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2011 penulis berkesempatan memperoleh beasiswa tugas belajar pendidikan pascasarjana Program Studi Magister Profesional Teknologi Pangan, yang diperoleh dari Badan Pengawas Obat dan Makanan (Badan POM).

Penulis bekerja di Direktorat Pengawasan Produk dan Bahan Berbahaya-Badan POM RI sejak tahun 2005. Bidang pekerjaan penulis berkaitan dengan pengawasan bahan berbahaya yang disalahgunakan dalam pangan dan kemasan pangan. Kendala terpenting dalam pengawasan kemasan pangan adalah kemampuan pengujian kemasan pangan di laboratorium Indonesia, oleh karena itu penulis merasa tertantang untuk melakukan penelitian terkait pengujian kemasan pangan dalam rangka memperkuat kemampuan laboratorium di Indonesia. Karya ilmiah yang berjudul Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren pada Kemasan Polistiren Busa dengan Simulan Pangan, akan diterbitkan pada Jurnal Kimia dan Kemasan Volume 35 No.2 dengan judul Validasi Metode Analisis Kandungan Spesifik Residu Total Monomer Stiren pada Kemasan Polistiren.