Analisis Kandungan Dibutil Ptalat (DBP) pada Kemasan Kertas Daur Ulang serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan
ANALISIS KANDUNGAN DIBUTIL PTALAT (DBP)
PADA KEMASAN KERTAS DAUR ULANG SERTA
MIGRASINYA KE DALAM SIMULAN PANGAN
MADE GAYATRI ANGGARKASIH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Analisis Dibutil Ptalat
(DBP) pada Kemasan Kertas Daur Ulang 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, Mei 2015
Made Gayatri Anggarkasih
NIM F251130311
RINGKASAN
MADE GAYATRI ANGGARKASIH. Analisis Kandungan Dibutil Ptalat (DBP)
pada Kemasan Kertas Daur Ulang serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan.
Dibimbing oleh NANCY DEWI YULIANA dan SLAMET BUDIJANTO.
Kemasan merupakan salah satu aspek yang penting bagi produk pangan.
Kemasan kertas sebagai kemasan primer umum digunakan untuk mengemas
produk yang digoreng, maupun jenis produk makanan berlemak lainnya.
Pembuatan kertas melibatkan penggunaan bahan kimia seperti bahan adesif,
pelembut, serta tinta cetak. Pada kertas daur ulang, kandungan zat-zat kimia
tersebut dapat terakumulasi akibat penggunaan bebagai macam kertas sebagai
bahan baku proses pembuatan. Di dalam bahan-bahan kimia tersebut terkandung
banyak kontaminan seperti ptalat, salah satu jenisnya adalah dibutil ptalat (DBP).
Paparan DBP dapat terjadi akibat migrasi dari kemasan ke produk pangan. DBP
bersifat karsinogenik, menyebabkan defisiensi reproduksi, dan efek dari stimulasi
kelenjar dan hormon endokrin yang berbahaya bagi kesehatan konsumen, namun
informasi mengenai kandungan ptalat khususnya DBP pada kemasan kertas daur
ulang belum banyak tersedia pada Indonesia.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan validasi metode dan analisis DBP
pada kemasan kertas daur ulang, serta melakukan uji migrasi DBP ke dalam
simulan pangan. Tahapan penelitian yang dilakukan dibagi menjadi tiga. Tahap
pertama yaitu melakukan validasi metode analisis DBP yang meliputi uji linieritas,
kecermatan, penentuan batas deteksi dan batas kuantifikasi. Tahap kedua yaitu
analisis kandungan DBP pada kertas dupleks dari 5 produsen kertas yang berbeda.
Tahap ketiga yaitu penentuan persentase migrasi DBP dari kertas dupleks dan
kemasan kertas daur ulang ke simulan pangan. Metode analisis yang digunakan
pada penelitian ini menggunakan ekstraksi ultrasonik dibantu dengan pelarut
diikuti analisis dengan kromatografi gas (GC-MS).
Kadar DBP pada kemasan kertas dupleks dianalisa dengan metode GC-MS
tervalidasi yang memiliki nilai linieritas (R2) 0.999, limit deteksi (LOD) dan limit
kuantifikasi (LOQ) berturut-turut sebesar 0.04 dan 0.06 mg/L, dan rentang akurasi
antara 89.98–102%. Hasil analisis kadar DBP pada sampel kemasan kertas
dupleks dari lima produsen kertas berbeda nyata pada taraf uji 5% dengan kisaran
1.7 – 3.9 mg/kg. Kontak langsung antara simulan pangan dan kemasan kertas
dupleks selama 2 jam pada suhu 40oC menyebabkan migrasi komponen DBP ratarata sebesar 2.3 mg/kg dengan rata-rata persentase migrasi sebesar 57.7%. Nilai
migrasi DBP ke dalam simulan pangan yang melebihi nilai migrasi spesifik yang
ditetapkan Badan POM RI maupun European union (EU) sebesar 0.3 mg/kg,
mengindikasikan bahwa penggunaan kertas daur ulang sebagai kemasan primer
produk pangan tidak dianjurkan.
Kata kunci: dibutil ptalat, kertas daur ulang, migrasi, validasi metode
SUMMARY
MADE GAYATRI ANGGARKASIH. Analysis of Dibutyl Phthalate on Recycled
Paper Packaging and Its Migration into Food Simulant. Supervised by NANCY
DEWI YULIANA and SLAMET BUDIJANTO.
Packaging is one of important factors in food products. It protects food
products from external factors which may damage the products such as light,
oxygen, moisture, etc. It provides information needed by the consumers such as
ingredients composition and nutritional information. Packaging made from paper
is frequently used as primary food packaging to package many type of foods,
including fatty foods products. Paper manufacturing involves the use of printing
inks and many additives to improve its performance such as adhesives, fabric
softener, and whitening. In recycled paper, the content of these chemicals might
be accumulated in a higher amount than those in virgin paper. These chemicals
may contain many contaminants such as phthalates. Dibutyl phthalate (DBP) is
the most common phthalates compound found in paper based packaging. DBP
exposure can occur as a result of its migration from packaging material into food
products. DBP were reported as carcinogen and reproductive/endocrine system
disrupter. DBP might be harmful to the consumer health, but the information
about the content of DBP especially on recycled paper packaging in Indonesia is
not available yet.
The objectives of this research were to validate GC-MS based analytical
methods for DBP detection, to analyze DBP content in several commercial
packaging materials (duplex papers) obtained from five different manufacturers in
Indonesia, and to measure migration of DBP into food simulant. To achieve this,
the research was conducted in three stages. The first step was validation of
analytical methods for DBP detection which includes linearity, accuracy, limit of
detection (LOD) and limits of quantification (LOQ) tests. The second stage was
analysis of DBP content in duplex papers obtained from 5 different paper
manufacturers. The third stage was the determination of DBP migration value
from the duplex papers into food simulant. The method used in this research based
on ultrasound-assisted solvent extraction (USE) followed by gas chromatographymass spectrometry (GC-MS) analysis.
The developed method had linearity value (R2) of 0.999, recovery
percentage of 89.98–102.0%, LOD and LOQ at 0.04 mg/L and 0.06 mg/L,
respectively. DBP content analysis on five duplex papers were found to be
significantly different from the range of 1.7 to 3.9 mg/kg. Migration rate, which
was measured from direct contact between food simulant (ethanol 95%) and
recycled paper for 2 hours at 40°C, was 57.7%. The migration of DBP exceeded
the limit set by The National Agency of Drug and Food Control and EU
2007/19/EC (0.3 mg/kg). The results indicated that the use recycled paper as food
primary packaging is not recommended.
Keywords: dibutyl phthalate, recycled paper, migration, method validation
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2011
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
ANALISIS KANDUNGAN DIBUTIL PTALAT (DBP) PADA
KEMASAN KERTAS DAUR ULANG SERTA MIGRASINYA
KE DALAM SIMULAN PANGAN
MADE GAYATRI ANGGARKASIH
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Nugraha Edhi Suyatma, STP, DEA
Judul Tesis : Analisis Kandungan Dibutil Ptalat (DBP) pada Kemasan Kertas
Daur Ulang serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan
Nama
: Made Gayatri Anggarkasih
NIM
: F251130311
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Nancy Dewi Yuliana, STP 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:
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2014 ini ialah keamanan
kemasan pangan, dengan judul Analisis Kandungan Dibutil Ptalat (DBP) pada
Kemasan Kertas Daur Ulang serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Nancy Dewi Yuliana dan
Bapak Prof Slamet Budijanto selaku pembimbing, serta Bapak Dr Nugraha Edhi
Suyatma yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, ucapan terima kasih
penulis sampaikan kepada Ibu Yane Regiyana yang telah membantu selama
penelitian berlangsung serta dalam pengumpulan data. Ungkapan terima kasih
juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan
kasih sayangnya. Tak lupa ucapan terima kasih saya kepada rekan-rekan
mahasiswa Pascasarjana, khususnya Mayor Ilmu Pangan angkatan 2013 atas
kebersamaan dan bantuannya selama perkuliahan hingga penyelesaian studi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2015
Made Gayatri Anggarkasih
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xii
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis
1
1
2
2
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
Kemasan Kertas Daur Ulang
Dibutil Ptalat dan Toksisitasnya
Migrasi Komponen Ptalat
Metode Analisis Ptalat
Validasi Metode
3
3
4
6
7
8
3 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Bahan
Alat
Metode Penelitian
Prosedur Percobaan
9
9
9
9
9
9
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Validasi Metode Analisis DBP
Analisis DBP pada Sampel Kertas Dupleks
Uji Migrasi DBP dari Kertas Dupleks ke Simulan Pangan
12
12
15
21
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
24
24
24
DAFTAR PUSTAKA
25
LAMPIRAN
30
RIWAYAT HIDUP
32
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
Jenis simulan pangan berdasarkan tipe pangan yang diuji
Rentang penerimaan nilai recovery
Hasil uji akurasi DBP pada kertas kemasan menggunakan GC-MS
Hasil penentuan LOD dan LOQ analisis DBP dengan GC-MS
Beberapa jenis kontaminan kertas dupleks dan kertas virgin
berdasarkan hasil scan dengan GC-MS
6 Hasil uji migrasi DBP dari karton dupleks ke simulan pangan
7 Karakteristik kertas daur ulang dan kertas virgin
6
8
14
15
18
22
23
DAFTAR GAMBAR
1 Lapisan kertas dupleks
2 Struktur kimia dibutil ptalat (DBP)
3 Mekanisme efek estrogenik EDC
4 Alat uji migrasi DBP
5 Kromatogram standar DBP konsentrasi 1 mg/L
6 Kurva linieritas standar DBP
7 Kandungan DBP pada sampel kertas dupleks
8 Kromatogram GC-MS dari kertas dupleks dan kertas virgin
9 Perbedaan panampakan serat kertas daur ulang dan kertas virgin
10 Spektrum massa DBP
11 Jalur fragentasi DBP
12 Mekanisme migrasi kemasan kertas
3
4
5
11
13
13
16
17
19
20
20
22
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir analisis DBP
2 Hasil analisis statistik kertas dupleks dari lima produsen berbeda
30
31
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kemasan merupakan salah satu aspek yang penting bagi produk pangan.
Menurut Robertson (2010) empat fungsi utama kemasan yaitu sebagai wadah
penyimpanan yang akan memudahkan distribusi; melindungi produk pangan dari
air, uap air, bau, gas, debu, getaran, guncangan, mikroorganisme, dan lainnya;
sebagai media komunikasi marketing yang menampilkan informasi produk; serta
memberikan kemudahan dan kenyamanan terhadap konsumen. Penggunaan
kemasan kertas dan karton sebagai bahan pengemas produk pangan telah lama
digunakan sebagai kemasan primer. Kemasan kertas sebagai kemasan primer
umum digunakan untuk mengemas produk yang digoreng, maupun jenis produk
makanan berlemak lainnya. Produk pangan seperti donat, brownies, teh, kopi,
pizza, dan burger juga umum dikemas dengan bahan kertas yang disebut sebagai
folding carton. 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 kertas yang banyak digunakan sebagai kemasan pangan
yaitu kertas dupleks, dimana 80-100 % bahan penyusunnya berasal dari kertas
daur ulang.
Menurut Balai Besar Pulp dan Kertas/BBPK (2012), ada tiga bahan utama
dalam pembuatan kertas yaitu serat, air, dan aditif. Pada kertas daur ulang,
kandungan zat aditif akan semakin banyak. Kertas daur ulang mengandung lebih
banyak substansi yang tidak diinginkan akibat dari siklus daur ulang (CVUA
2013). Menurut Jamnicki et al. (2012), zat berbahaya pada kertas daur ulang dapat
berasal dari residu tinta cetak, pernis, perekat dan bahan-bahan lain yang
digunakan pada proses pembuatan kertas daur ulang. Zat-zat ini dapat bermigrasi
ke dalam makanan dalam kondisi tertentu dan berpotensi menimbulkan masalah
bagi kesehatan konsumen. Pocas dan Timothy (2007) melaporkan bahwa
makanan yang kontak langsung dengan kemasan kertas daur ulang mengandung
diisopropil-napatalen (DIPN), benzofenon, terfenil terhidrogenasi, amina aromatik
primer, poliaromatik hidrokarbon (PAH), serta ester ptalat.
Ptalat merupakan grup diester dari asam ortho-ptalat (di-alkil atau aril ester
dari 1,2-asam benzenadikarboksilat) yang umum digunakan sebagai plasticizer
untuk meningkatkan fleksibilitas, kelenturan dan elastisitas bahan pengemas (Li et
al. 2011). Paparan ptalat dicurigai dapat mengganggu reproduksi; menyebabkan
gangguan hati, ginjal, dan testis pada tikus percobaan; kanker hati pada hewan
coba; asma dan alergi pada anak-anak; dan teratogenik pada hewan (Li et al.
2011; Heise dan Norbert 2004; Cao 2008; Bornehag et al. 2004; dan Silva et al.
2004). Menurut Mikula et al. (2005) dan Balafas et al. (1999), luka pada testis,
hypospadia, kriptorkismus dan gangguan lain pada organ seksual tikus jantan
ditemukan sebagai akibat efek antiandrogenik beberapa jenis ptalat, terutama
dibutil ptalat (DBP) dan di (2-ethylhexyl) ptalat (DEHP).
2
Di Eropa bahan pengemas produk pangan dari kertas daur ulang banyak
digunakan sebagai kemasan sekunder untuk mengemas produk-produk pangan
kering seperti sereal, biji-bijian, beras, dan tepung (Binderup et al. 2002)
Sedangkan di Indonesia, jenis kemasan ini banyak digunakan untuk kemasan
primer produk pangan yang digoreng atau produk pangan yang mengandung
kadar lemak tinggi. Mengingat senyawa ptalat yang bersifat nonpolar, kontak
langsung produk pangan berlemak ke permukaaan kemasan kertas daur ulang
dapat menyebabkan terjadinya migrasi ptalat yang terkandung di dalam kemasan
tersebut seperti dibutil ptalat, namun informasi mengenai kandungan ptalat pada
kemasan kertas daur ulang belum tersedia pada Indonesia. Oleh karena itu
diperlukan penelitian untuk mengetahui kadar ptalat pada kemasan kertas daur
ulang dan potensi migrasi ptalat khususnya dibutil ptalat ke dalam produk pangan.
Hingga saat ini belum ada metode analisis ptalat yang standar sehingga untuk
mengetahui kadar ptalat pada kemasan kertas daur ulang yang beredar di pasaran
diperlukan metode analisis dengan parameter uji validasi. Validasi metoda dapat
digunakan untuk menentukan kualitas, reliabilitas, dan konsistensi hasil analisis
yang merupakan bagian penting dari good analytical practice (Huber 2010).
Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, dapat dirumuskan beberapa permasalahan yaitu :
1. Belum ada metode standar untuk menganalisis kandungan dibutil ptalat pada
kemasan pangan yang terbuat dari kertas daur ulang.
2. Belum ada informasi kandungan dibutil ptalat pada kemasan kertas daur ulang
yang dijual di Indonesia.
3. Belum ada data mengenai kemungkinan migrasi senyawa dibutil ptalat dari
kemasan daur ulang ke bahan pangan.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang melandasi perumusan masalah pada
penelitian ini, maka tujan dari penelitian ini adalah :
1. Melakukan validasi metode analisis komponen dibutil ptalat yang telah
dimodifikasi pada kemasan kertas daur ulang.
2. Melakukan analisis kandungan dibutil ptalat pada kertas daur ulang yang
diproduksi oleh beberapa produsen kertas di Indonesia.
3. Melakukan analisis migrasi komponen dibutil ptalat dari kemasan kertas daur
ulang ke dalam bahan pangan dengan menggunakan simulan pangan.
Hipotesis
Kemasan pangan dari kertas daur ulang mengandung komponen dibutil
ptalat yang berasal dari akumulasi penggunaan aditif pada pembuatan kertas daur
ulang. Dibutil ptalat ini dapat bermigrasi ke dalam bahan pangan terutama bahan
pangan berminyak/berlemak.
3
2 TINJAUAN PUSTAKA
Kemasan Kertas Daur Ulang
Kemasan kertas banyak digunakan dan mampu bersaing dengan kemasan
lain karena harganya yang murah, mudah diperoleh dan penggunaannya yang luas.
Kertas dan karton secara umum digunakan untuk membuat kardus, kotak susu,
kardus lipat, tas dan kantong, tisu, label, piring kertas serta gelas kertas
(Robertson 2010). Kemasan kertas yang banyak digunakan saat ini sebagai
kemasan primer maupun sekunder terbuat dari kertas daur ulang. Kertas daur
ulang merupakan kertas yang dibuat dari kertas bekas yang dikumpulkan
kemudian diproses sedemikian rupa sehingga diperoleh lembaran kertas kembali
(CVUA 2013). Salah satu kertas daur ulang yang digunakan sebagai kemasan
pangan yaitu kertas dupleks. Kertas dupleks (multilayered paperboard)
merupakan kertas multilapis dengan salah satu bagiannya berasal dari pulp daur
ulang yang diperoleh dari campuran kertas atau karton bekas. Lapisan kertas
dupleks dapat dilihat pada Gambar 1.
Proses pembuatan kertas daur ulang dimulai dari pengumpulan guntingan/
sampah kertas dari rumah tangga, kantor, pabrik kertas dan percetakan yang
digunakan sebagai bahan baku. Bahan baku kemudian dibawa oleh konveyor
menuju penampungan pulp. Pada bagian ini, kertas dicampur dengan air hingga
terbentuk bubur kertas (pulp). Pulp dilewatkan pada saringan untuk memisahkan
partikel besar seperti plastik. Untuk partikel yang lebih kecil seperti klip kertas
dan pasir dipisahkan secara sentrifugal. Selanjutnya, pemisahan tinta cetak
(deinking) dilakukan dengan flotasi namun proses tersebut tidak dapat
menghilangkan tinta secara sempurna. Oleh sebab itu, dilakukan penghembusan
udara dari bawah bubur kertas sehingga tinta dapat terkumpul bersama gelembung
udara yang naik ke permukaan kemudian dipisahkan, begitu pula dengan lumpur
sisa proses deinking. Terkadang dilakukan juga proses pemucatan atau bleaching
agar warna kertas daur ulang yang dihasilkan lebih cerah. Setelah proses deinking,
pulp digiling dan dimasukkan ke dalam mesin pembentuk karton, dipipihkan,
kemudian dijemur dan dilapisi dengan kalsium karbonat dan lateks (CVUA 2013).
Gambar 1 Lapisan kertas dupleks (modifikasi CVUA 2013)
4
Dibutil Ptalat dan Toksisitasnya
Ptalat atau ester asam 1,2-Benzendikarboksilat merupakan kelompok
senyawa yang banyak digunakan sebagai plasticizer untuk polimer. Makanan
dapat terkontaminasi ptalat melalui migrasi dari bahan kemasan, melalui berbagai
jenis sumber-sumber lingkungan, atau selama proses pengolahan. Makanan
berlemak atau berminyak sangat mudah terkontaminasi karena ptalat bersifat
lipofilik. Sejumlah penelitian menemukan ptalat dalam berbagai jenis makanan,
terutama makanan berlemak/berminyak (Wenzl 2009). Secara umum ptalat dibagi
menjadi dua kelompok yang berbeda yang memiliki perbedaan aplikasi dan sifat
toksikologi. Menurut Balafas et al. (1999), jenis ptalat yang sering ditemukan
pada bahan kemasan yaitu dibutil ptalat (DBP) dan benzil butil ptalat (BBP) yang
merupakan jenis paling umum dari ptalat dengan berat molekul rendah. DBP
merupakan salah satu jenis ester ptalat yang banyak terdapat di kemasan pangan.
DBP (C6H4-1,2-(COOC4H9)2) memiliki berat molekul 278.34, titik nyala 157
0
C,titik didih 340oC (644°F),titik leleh -35°C, larut dalam dietil eter, aseton,
benzena, alkohol, pelarut organik, dan minyak. (SIKerNas 2011).Ion yang paling
melimpah di spektrum massa ester ptalat dengan rantai alkil sisi jenuh seperti
DBP yaitu m/z 149 (George dan Harry 2001). Struktur kimia DBP ditunjukkan
pada Gambar 2.
Gambar 2 Struktur kimia dibutil ptalat (DBP)
DBP adalah bahan yang digunakan dalam tinta cetak, perekat, cat
nitroselulosa, pelapis film, dan serat kaca. DBP juga digunakan sebagai bahan
plasticizer pada industri polimer, pelembut pada industri kertas dan kemasan serta
pada tinta cetak. Paparan DBP dari berbagai sumber cemaran terutama akibat
migrasi dari kemasan ke produk pangan menjadi perhatian karena DBP bersifat
toksik. Migrasi DIPN (Diisopropil naptalen), metil stearat, dan DBP yang sangat
tinggi terjadi dari kemasan kertas daur ulang ke produk pangan bubuk dengan
kandungan lemak sedang maupun tinggi karena lemak mendorong absorbsi
komponen non polar dan non volatil (Triantafyllou et al. 2007). Kemasan kertas
daur ulang banyak digunakan untuk mengemas produk pangan yang mengandung
minyak atau lemak yang tinggi terutama di Indonesia. Beberapa penelitian
mengungkapkan bahwa kandungan DBP pada air dalam kemasan 0.046 ng/g;
cookies 13.7-572.0 ng/g; sosis 6.99-14.6 ng/g; kue dikemas plastik 0.638 mg/kg;
biji-bijian dikemas plastik 0.997 ng/kg (Guo et al. 2012; Wang et al. 2010).
Fasano et al. (2012) menemukan beberapa jenis ptalat seperti DMP, DBP, BBP,
dan DEHP dengan konsentrasi yang bervariasi di beberapa jenis kemasan produk
pangan seperti kantung roti, kemasan yoghurt, tetrapak, kaleng minyak tuna, dan
lain-lain dengan berbagai konsentrasi.
5
Perhatian pada ptalat semakin meningkat karena sifatnya yang merupakan
karsinogen dan dapat menyebabkan gangguan pada kelenjar endokrin. The
European Food Safety Authority (EFSA) telah menetapkan toleransi asupan
harian (Tolerable Daily Intake/TDI) untuk DBP adalah 0.01 mg/kg berat badan
per hari berdasarkan studi toksikologi (EFSA 2005). Tiga toksisitas ptalat yang
telah diekplorasi yaitu karsinogenik; defisiensi reproduksi; dan efek dari stimulasi
kelenjar dan hormon endokrin (Tienpont 2004). Ptalat merupakan satu dari
Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) karena efek yang kompleks terhadap
beberapa sistem hormonal termasuk estrogen dan androgen. Beberapa ptalat
seperti BBP dan DBP bertindak sebagai estrogen lemah di dalam sistem jaringan
sel. Keduanya dapat diikat oleh reseptor estrogen (ER, Gambar 3), menginduksi
respon seluler pada estrogen yang sesuai dan bertindak bersama estradiol alami
estrogen. Ptalat juga dapat menginduksi proliferasi, invasi ganas, dan
pembentukan tumor di lini sel kanker payudara yang kekurangan reseptor hormon
(Gray 2010). Selain itu DBP juga dapat menyebabkan perpanjangan siklus estrus
dan anovulasi pada tikus betina (Lovekamp-Swan & Davis 2003).
Gambar 3 Mekanisme efek estrogenik EDC (Modifikasi Anonim,
www.nies.go.jp)
Paparan DBP menimbulkan efek yang merugikan pada sistem reproduksi.
Beberapa studi mengungkapkan bahwa ptalat juga dapat menyebabkan gangguan
hati, ginjal, dan testis pada tikus percobaan; kanker hati pada hewan coba; asma
dan alergi pada anak-anak; dan teratogenik pada hewan. Paparan senyawasenyawa ptalat sepertiDBP dan di (2-ethylhexyl) ptalat (DEHP) dilaporkan dapat
menyebabkan luka pada testis, hipospadia, kriptorkismus dan gangguan lain pada
organ seksual tikus jantan ditemukan sebagai akibat efek anti-androgenik (Moore
et al. 2001). Paparan ptalat pada masa kehamilan dapat menyebabkan kurangnya
testosteron yang akan menghambat perkembangan janin. Menurut Driesche
(2012), prevalensi bayi baru lahir yang mengalami kelainan reproduksi sebanyak
6-9% berupa kriptorkismus dan 0.4% hipospadia. Kriptorkismus merupakan
kelainan saluran genitourinaria berupa tidak sempurnanya penurunan testis ke
dalam skrotum (Suryawan 2011). Sedangkan hipospadia yaitu cacat bawaan yang
paling umum dari saluran kencing pada laki-laki (Chen et al. 2014).
6
Migrasi Komponen Ptalat
Proses migrasi senyawa kimia kebanyakan terjadi selama proses produksi,
pengolahan, pengangkutan, penyimpanan pemasakan dan ketika dikonsumsi.
Proses migrasi terbagi atas 2 jenis: migrasi menyeluruh (global migration) dan
migrasi spesifik/khusus (spesific migration). Migrasi menyeluruh terjadi dimana
keseluruhan dari substansi atau kompenen yang ada (toksik dan non toksik) pada
bahan kemasan melalui fase kontak bermigrasi ke dalam makanan. Sedangkan
migrasi spesifik atau khusus yaitu terjadinya perpindahan komponen-komponen
yang diketahui atau dianggap berpotensi membahayakan kesehatan manusia ke
dalam bahan pangan (Syarief et al. 1989). Beberapa faktor yang mempengaruhi
tingkat migrasi yaitu jenis kontak (langsung atau tidak langsung); jenis makanan
atau simulan pangan; jenis kertas (karakteristik seperti ketebalan, porositas,
kandungan serat daur ulang); sifat kimia (tekanan uap, polaritas, ukuran molekul
dan struktur) dan konsentrasi awal migran di kemasan; waktu dan suhu kontak
(Triantafyllou et al. 2005; Zhang et al, 2008).
Penelitian mengenai migrasi komponen ptalat ke dalam produk pangan telah
dilakukan beberapa tahun terakhir. Konsentrasi DBP pada air mineral kemasan
botol PET dilaporkan sebanyak 0.32-0.51 µg/L (Psillakis et al. 2003); 7.30-85.3
µg/kg pada susu sterilisasi yang dikemas kertas laminasi Tetra Brik (Casajuana et
al. 2004); dan pada makanan sekolah yang dikemas polietilen tereptalat (PET)
berlapis alumunium sebesar 44.1-80.5 ng/g (Cirillo et al. 2011). Migrasi DBP dari
kemasan daur ulang ke makanan bayi pada suhu 70 0C (akselerasi) ditemukan
sebesar 20-40% (Triantafyllou et al. 2007). Analisis migrasi kontaminan dari
kemasan ke bahan pangan merupakan suatu hal yang sulit dilakukan karena sifat
bahan pangan yang kompleks. Penggunaan simulan pangan dapat dilakukan untuk
uji migrasi karena hasil analisis lebih konsisten dan reliabel, sederhana, dan
diketahui komposisinya sehingga dapat dibandingkan dengan bahan pangan
sebenarnya. Simulan pangan yang digunakan dalam analisis migrasi ditentukan
oleh tipe pangan yang diuji. Empat jenis simulan pangan dapat dilihat pada Tabel
1. Simulan pangan A, B dan C digunakan untuk makanan yang memiliki karakter
hidrofilik, sedangkan simulan pangan D digunakan untuk makanan yang memiliki
karakter lipofilik (Fasano et al. 2012).
Tabel 1 jenis simulan pangan berdasarkan tipe pangan yang diuji
Tipe Pangan
Simulan Pangan
Singkatan
Pangan basah (pH > 4.5)
Air distilasi
Simulan A
Pangan asam (pH < 4.5)
Asam asetat 3% dalam air (b/v)
Simulan B
Pangan beralkohol
Etanol 10% dalam air (b/v)
Simulan C
Pangan berlemak
Minyak sayur
Simulan D
Sumber : EU Directive 82/711/EC
7
Metode Analisis Ptalat
Hingga saat ini belum ada metode standar untuk analisis ptalat. Namun
seperti kontaminan kimia lainnya, tahapan dalam analisis ptalat meliputi persiapan
sampel, ekstraksi, clean up, pemisahan, dan deteksi. Ekstraksi dan clean up adalah
proses penting dalam menentukan tingkat batas deteksi dari keseluruhan metode.
Ekstraksi ptalat biasa digunakan ekstraksi menggunakan pelarut. Berbagai jenis
pelarut digunakan dalam mengekstraksi ptalat dari produk pangan maupun
kemasan pangan seperti aseton, toluene:diklorometana, diklorometana, dan
metanol (Song et al. 2000; Wei et al. 2011; Parigoridi et al. 2010; Suciu et al.
2013). Menurut Parigoridi et al. (2014), pelarut diklorometana memiliki
kemampuan ekstraksi yang paling baik dibandingkan etanol dan heksana.
Berbagai jenis metode ekstraksi dan purifikasi ptalat telah dilakukan
seperti ultrasound assisted solvent extraction (USE) (Parigoridi et al. 2010; Wei
et al. 2011), solid phase extraction (SPE) (Liu et al. 2013), solid phase
microextraction (SPME) (Cao 2008; Moreira et al. 2014), liquid-liquid extraction
(LLE) (Wu et al. 2012), microwave assisted extraction (MAE) (Mooibroek et al.
2002) and soxhlet extraction (Suciu et al. 2013). Masing-masing jenis ekstraksi
dan purifikasi memliki kelebihan dan kekurangan. Menurut Song et al. (2000)
USE merupakan metode ekstraksi untuk komponen dimetil ptalat (DMP) dari
kertas daur ulang. USE merupakan metode ekstraksi yang cepat, sederhana, dan
murah (Parigoridi et al. 2014).
Tahapan setelah ekstraksi dan purifikasi yaitu deteksi, namun tahapan ini
relatif lebih mudah. Ptalat merupakan komponen semi-volatil yang stabil, dan
bersifat non polar, oleh karena itu diperlukan instrumen yang sesuai agar dapat
memisahkan dan mendeteksi ptalat dengan baik. Salah satu instrumen yang paling
banyak digunakan dalam mendeteksi ptalat yaitu kromatografi gas – spektrometri
massa/gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS). Instrumen GC-MS
banyak digunakan karena sangat sensitif sehingga dapat mendeteksi kontaminan
dalam konsentrasi yang rendah. Penggunaan GC-MS dalam mendeteksi ptalat dari
kemasan kertas daur ulang telah dilakukan oleh Parigoridi et al. (2014), Suciu et
al. (2013), dan Song et al. (2000). Jenis kolom GC yang digunakan adalah kolom
non polar seperti DB-5MS, gas pembawa berupa helium, suhu injektor antara
250–280 oC, dan suhu kolom dibuat gradien dan terakhir dipertahankan di kisaran
300 oC.
Tahapan identifikasi ptalat dengan GC-MS meliputi pemisahan dan
deteksi. Pemisahan dilakukan di kolom GC, sedangkan deteksi dilakukan oleh
detektor MS. Pada analisis dengan sampel yang belum diketahui komposisinya,
dilakukan analisis kualitatf dengan menggunakan mode scan, sehingga puncak
dari setiap komponen terdeteksi pada rentang m/z yang telah ditentukan. Analisis
kuantitatif dilakukan pada mode selected ion monitoring (SIM). Pada mode SIM
hanya komponen tertentu saja yang dapat muncul puncak pada kromatogram.
Pada mode SIM, akan dimasukkan ion dominan dari komponen yang ingin
dianalisis sehingga pada mode ini, puncak yang muncul lebih sedikit
dibandingkan pada mode scan (Cao 2010).
8
Validasi Metode
Ptalat ditemukan dalam berbagai makanan pada konsentrasi rendah sehingga
diperlukan pengembangan teknik analisis yang sangat sensitif untuk kuantifikasi.
Belum ada metode standar baku untuk analisis ptalat, khususnya DBP sehingga
diperlukan validasi metode analisis DBP. Validasi metode analisis bertujuan
untuk mengkonfirmasi atau memastikan bahwa metode analisis yang digunakan
telah memenuhi beberapa persyaratan yang telah ditetapkan sebelumnya (Harmita
2007). Parameter validasi mencakup spesifisitas, selektivitas, presisi,
keberulangan, reproduksibilitas, akurasi, linieritas, rentang, batasan deteksi (Limit
of Detection/ LOD), batasan kuantifikasi (Limit of Quantification/LOQ),
ketegasan, dan kekasaran.
Linearitas menunjukkan kemampuan prosedur analitis untuk menghasilkan
hasil tes yang proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel sesuai
kisaran konsentrasi yang diberikan (APVMA 2004). Sebagai parameter adanya
hubungan linier digunakan koefisien korelasi r2 pada analisis regresi linier Y = a +
bX. Hubungan linier yang ideal tercapai jika nilai b = 0 dan r = +1 atau –1
tergantung arah garis (Harmita 2007). Sedangkan kecermatan dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Persen perolehan
kembali dinyatakan sebagai rasio antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang
sebenarnya. Batas keberterimaan pada uji keterulangan menurut AOAC (2012)
untuk analisis komponen dengan konsentrasi rendah yaitu RSD < 15%. Kriteria
penerimaan recovery harus berada dalam rentang seperti pada Tabel 2.
Tabel 2 rentang penerimaan nilai recovery
Kandungan analit dalam sampel (%)
>1
> 0.1
0.01
0.001
0.0001 (1 ppm)
0.00001 (100 ppb)
Sumber : AOAC (2012)
Rentang penerimaan recovery
(%)
97 – 103
95 – 105
90 – 107
90 – 107
80 – 110
80 – 110
LOD adalah konsentrasi terendah dari analit dalam sampel yang dapat
dideteksi tetapi tidak harus diukur dan masih memberikan respon signifikan
dibandingkan dengan blangko. Sedangkan batas kuatifikasi LOQ adalah nilai
terendah analit sampel yang dapat dikuantifikasi secara tepat dan akurat. Dalam
teknik kromatografi, LOD dan LOQ dapat ditentukan melalui pengukuran analit
pada konsentrasi standar kalibrasi terendah yang terdeteksi secara reliabel dan
menghasilkan respon puncak sebanyak 6-10 kali. Rata-rata respon (X) dan standar
deviasi (SD) dihitung. LOD diperoleh menggunakan rumus X + (3 x SD).
Sedangkan LOQ menggunakan rumus X + (10 x SD). Jika RSD melebihi 20%,
maka prosedur harus diulang dengan menyiapkan larutan standar dengan
konsentrasi yang lebih tinggi (APVMA 2004).
9
3 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian validasi metode analisis dan penentuan kandungan dibutil ptalat
(DBP) pada kemasan kertas daur ulang serta migrasinya ke dalam simulan pangan
telah dilaksanakan dari bulan Agustus 2014 hingga Januari 2015. Penelitian
dilakukan di Laboratorium Kimia Pangan dan Laboratorium Analisis Pangan
Terakreditasi dan Instrumen, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel kertas dupleks dari
lima produsen kertas di Indonesia dan kertas virgin (bukan kertas daur ulang)
sebagai kontrol. Pelarut metanol chromatography grade, diklorometan proanalysis, aseton pro-analysis, aseton, dan etanol 95% dari Merck (Darmstadt,
Jerman). Standar DBP dari Sigma Aldrich (Saint Louis, USA) dan Natrium sulfat
anhidrat dari Merck (Darmstadt, Jerman).
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini diantaranya adalah peralatan gelas,
neraca analitik Kern & Sohn GmbH (Balingen, Jerman), pipet mikro 10-100 µL
dan 100-1000 µL Eppendorf Research (Mississauga, Ontario), vorteks mixer
Barnstead Maxi Mix (USA), ultrasonik water bath Bransonic (Danbury, USA),
rotary evaporator BUCHI (Flawil, Switzerland), inkubator Heraeus, vial gelap,
alat uji migrasi, pompa vakum Buchi, dan instrumen kromatografi gasspektroskopi massa/gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) dengan
autosampler SHIMADZU QP 2010.
Metode Penelitian
Penelitian ini dibagi ke dalam tiga tahap. Tahap pertama yaitu melakukan
pengembangan metode analisis dan validasi metode analisis DBP yang meliputi
uji linieritas, kecermatan, penentuan batas deteksi dan batas kuantifikasi. Tahap
kedua yaitu analisis kandungan DBP pada kertas dupleks dari 5 produsen kertas
berbeda Tahap ketiga yaitu penentuan persentase migrasi DBP dari kemasan
kertas daur ulang ke simulan pangan.
Prosedur Percobaan
Tahap I : Validasi metode analisis DBP
10
Pembuatan larutan standar
Larutan standar eksternal DBP disiapkan dengan konsentrasi 1000 mg/L
(larutan stok) dan 5 mg/L dalam methanol (larutan kerja). Larutan kalibrasi DBP
disiapkan pada konsentrasi 0.05, 0.1, 0.25, 1 dan 1.5 mg/L. Larutan pengadisi
(spiking) DBP untuk uji recovery disiapkan dalam konsentrasi 1 mg/L.
Validasi metode analisis
1. Uji Linieritas
Linearitas dievaluasi dengan pengamatan visual terhadap suatu plot yang
menyatakan hubungan antara konsentrasi analit (X) dengan signal yang terukur
yaitu luas area puncak (Y). Uji linieritas dilakukan dengan mengencerkan larutan
baku induk standar eksternal DBP pada konsentrasi 0.05, 0.1, 0.25, 1 and 1.5
mg/L, kemudian dianalisis dengan GC-MS secara duplo pada masing-masing
konsentrasi. Hubungan antara konsentrasi analit dengan luas area pada puncak
kromatogram dibuat dalam persamaan regresi linier. Nilai linieritas diperoleh
ketika nilai koefisien determinasi (r2) kurva standar > 0.99.
2. Akurasi dan Keterulangan
Akurasi diukur diukur sebagai banyaknya analit DBP yang diperoleh
kembali (recovery) pada suatu pengukuran dengan metode spiking pada kertas
virgin. Sebanyak 1 ml larutan pengadisi DBP dengan konsentrasi 1 mg/L diadisi
ke dalam kertas virgin kemudian diekstrak dan dianalisis dengan GC-MS. Persen
perolehan kembali harus berada pada kisaran 80 – 110% dan keberterimaan uji
keterulangan adalah jika nilai RSD < 15% (AOAC 2012). Prosedur uji akurasi
dapat dilihat pada Lampiran 2. Hasil pengujian digunakan untuk menghitung %
recovery, yang dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :
� ��� �� % =
[� − �� ]
� ∗�
Keterangan :
Cf
= konsentrasi total DBP yang diperoleh dari pengukuran
CA
= konsentrasi DBP dari kertas virgin
C*A
= konsentrasi standar DBP yang ditambahkan
3. LOD dan LOQ
Pengukuran LOD dan LOQ dilakukan dengan menginjeksikan larutan
standar DBP konsentrasi 0.05 mg/L sebanyak 6-10 kali secara duplo pada GC-MS.
Rata-rata respon pengukuran (X) dan standar deviasi (SD) dihitung. Prosedur uji
LOD dan LOQ dapat dilihat pada Lampiran 3. Batas deteksi dan batas kuantifikasi
dapat diperoleh menggunakan rumus :
LOD = X + (3 x SD)
LOQ = X + (10 x SD)
11
Tahap II : Analisis kandungan DBP pada kemasan kertas daur ulang
Metode analisis yang digunakan pada penelitian ini adalah metode
Parigoridi (2014) yangterdiri tahap ekstraksi dan analisis dengan menggunakan
GC-MS. Kertas daur ulang dipotong dengan ukuran 5x5 mm2, ditimbang
sebanyak 175 mg, lalu diekstrak dengan 10 ml diklorometan pada ultrasonic bath
suhu 25oC selama 30 menit. Setelah itu, sampel disaring dengan kertas saring
yang diberi natrium sulfat anhidrat dan dicuci dengan 1 ml diklorometan sebanyak
dua kali. Fase organik dievaporasi dengan penghembusan gas nitrogen hingga
kering, dan dilarutkan dengan 1 ml metanol. Sampel disimpan dalam vial gelap
dan diberi parafilm untuk kemudian dianalisis dengan GC-MS. Prosedur
penentuan kandungan DBP mengikuti metode Parigoridi (2014). Sebagai kontrol
digunakan kertas virgin. Tahapan analisis DBP pada kemasan kertas daur ulang
(dupleks) secara garis besar mengikuti prosedur pada Lampiran 1.
Tahap III : Uji migrasi DBP pada kemasan kertas daur ulang
Uji migrasi dilakukan menggunakan alat yang dimodifikasi dari Pace dan
Hartman (2010) seperti pada Gambar 3. Uji migrasi dilakukan dengan
menggunakan simulan pangan berupa etanol 95% yang merupakan substitusi
simulan pangan tipe D (minyak sayur). Uji migrasi dilakukan pada karton dupleks
yang memiliki kandungan DBP paling tinggi. Uji migrasi DBP dilakukan dengan
merendam kertas dupleks ke dalam 30 ml simulan di dalam alat uji migrasi pada
400C selama 2 jam, kemudian simulan dipekatkan dengan rotavapor (suhu 40oC),
dikeringkan dengan gas N2 lalu dilarutkan dengan 1 ml metanol. Sampel
kemudian dianalisis menggunakan GC-MS. Persentase migrasi DBP dapat
dihitung dengan rumus :
Persentase Migrasi =
K
K
a
a
DBP a a
DBP a a a
a
a
a
a
x
%
Gambar 4 alat uji migrasi DBP (modifikasi dari Pace dan Hartman 2010)
12
Kondisi Instrumen GC-MS
Analisis dibutil ptalat (DBP) dilakukan menggunakan GC-MS Shimadzu
QP2010. Kolom yang digunakan adalah kolom kapiler Rtx-5 MS(Crossbonds®,
5% diphenyl, 95% dimethyl polysiloxane) setara DB-5MS dengan panjang 30
meter dan diameter dalam 0.25 mm (RESTEK, USA). Kondisi instrumen GC-MS
yang digunakan untuk pengujian DBP mengikuti Parigoridi (2010), dimana suhu
kolom awal adalah 100 oC ditahan selama 2 menit dan ditingkatkan hingga 340 oC
dengan laju 6oC/menit, lalu ditahan 3 menit. Gas pembawa yang digunakan
adalah gas helium dengan kemurnian ultra tinggi (Ultra High Purity/UHP) dengan
laju aliran 0.8 ml/menit. Temperatur injektor dipertahankan 250 oC dan volume
injeksi 1 µl pada mode splitless. Kondisi spektroskopi massa diatur dengan mode
Electron Impact (EI) 70 eV dengan 2.92 scan/detik. Rentang massa/muatan (m/z)
yang digunakan adalah 29–450. Identifikasi puncak dilakukan dengan
membandingkan waktu retensi dan spektrum massa dari komponen yang dielusi
pada NIST/Wiley library.
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Validasi Metode Analisis DBP
Pada penelitian ini dilakukan analisis DBP pada kemasan kertas daur ulang
menggunakan metode Parigoridi (2014). Metode tersebut digunakan untuk
menganalisis beberapa jenis kontaminan pada kemasan kertas daur ulang yaitu
benzofenon, DIPNs, dan HTPs. Pada penelitian ini yang akan dianalisis adalah
komponen DBP sehingga metoda Parigoridi perlu divalidasi terlebih dahulu untuk
mengetahui kesesuaian metode analisis tersebut. Menurut Huber (2010), validasi
prosedur analitik adalah proses yang dilakukan dengan studi laboratorium agar
prosedur memiliki karakteristik performa yang sama dengan yang diperlukan
dalam aplikasi. Validasi metode dilakukan apabila metode yang digunakan dalam
suatu pengujian atau penelitian merupakan metode yang benar-benar baru atau
apabila telah dilakukan modifikasi pada metode yang telah divalidasi sebelumnya.
Parameter validasi yang digunakan pada penelitian ini adalah uji linieritas, presisi:
keterulangan, akurasi, limit deteksi, dan limit kuantifikasi.
Uji Linieritas
Uji linieritas dilakukan untuk mengukur seberapa baik kurva kalibrasi yang
menghubungkan antara respon dengan konsentrasi (Harsojo 2012). Uji linieritas
dilakukan dengan mengencerkan larutan baku induk standar eksternal DBP pada
konsentrasi0.05, 0.1, 0.25, 1 and 1.5 mg/L, kemudian dianalisis dengan GC-MS
secara duplo pada masing-masing konsentrasi. Kromatogram standar DBP 1 ppm
dapat dilihat pada Gambar 5.
13
Gambar 5 Kromatogram standar DBP konsentrasi 1 mg/L
Persamaan linier yang diperoleh dari kurva linieritas yaitu y = 634525x +
2088.8 dengan koefisien determinasi r2 sebesar 0.999. Hasil yang diperoleh
menunjukan bahwa hubungan antara konsentrasi DBP terhadap luas area DBP
terbukti linier karena nilai tersebut memenuhi syarat kriteria instrumen yang
dipersyaratkan oleh AOAC (2012) yaitu > 0.99. Kurva linieritas DBP ditunjukkan
pada Gambar 6.
1200000
y = 634525x + 2088.8
R² = 0.999
1000000
Luas Area
800000
600000
400000
200000
0
0
0.25
0.5
0.75
Konsentrasi (mg/l)
1
1.25
1.5
Gambar 6 Kurva linieritas antara konsentrasi standar DBP dengan luas area
puncak kromatogram (N = 2)
14
Uji Akurasi dan Keterulangan
Akurasi menunjukkan tingkat kedekatan hasil analisis dengan nilai yang
sebenarnya (Huber 2010). Pada penelitian ini, uji akurasi (recovery) dan
keterulangan (repeatability) dilakukan dengan metode spiking yaitu menggunakan
kertas virgin yang diadisi dengan standar DBP pada konsentrasi 1 ppm, kemudian
kertas virgin diekstrak dan dianalisis menggunakan GC-MS. Nilai recovery
dihitung dari persentase perbandingan antara konsentrasi DBP pada kertas virgin
yang diadisidengan konsentrasi DBP kertas virgin. Hasil uji akurasi dan
keterulangan ditunjukkan pada Tabel 3. Hasil uji akurasi menunjukkan bahwa
perolehan kembali konsentrasi DBP yang telah melalui proses ekstraksi dan
dianalisis dengan instrumen GC-MS yaitu sebesar 95.18%. Nilai perolehan
kembali analit dalam penelitian sesuai dengan rekomendasi AOAC (2012) untuk
konsentrasi analit sebesar 10-100 ppb yaitu sebesar 80-110% maupun untuk
konsentrasi 0.001-0.01% sebesar 90-107%.
Nilai repeatability atau keterulangan ditunjukkan pada nilai RSD yaitu
sebesar 5.1%. Nilai RSD hasil penelitian ini lebih rendah dibandingkan syarat
yang dikeluarkan oleh AOAC menurut Harsojo (2012), dimana nilai
keberterimaan RSD untuk senyawa-senyawa dengan kadar sekelumit harus berada
pada rentang 5 – 15%. Hasil tersebut menunjukkan tingkat presisi metode yang
dilakukan dapat diterima.
Tabel 3 Hasil uji akurasi DBP pada kertas kemasan menggunakan GC-MS
Ulangan
1
2
3
4
5
6
Rata-rata
SD
% RSD
Konsentrasi DBP
yang diadisi
(mg/L)
1.0160
1.0160
1.0160
1.0160
1.0160
1.0160
Konsentrasi
DBP Kertas
Virgin (mg/L)
0.0630
0.0970
0.0717
0.2741
0.1604
0.1324
Konsentrasi
Kertas Virgin
diadisi (mg/L)
1.0712
1.0121
1.0275
1.3104
1.0747
1.1051
%
Recovery
99.22
90.06
94.08
102.00
89.98
95.75
95.18
4.85
5.10
Batas Deteksi dan Batas Kuantifikasi
Batas deteksi (LOD) dan batas kuantifikasi (LOQ) merupakan konsentrasi
terendah analit yang terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi dan
dikuatifikasi pada kondisi operasional metode yang digunakan (Harsojo 2012).
Nilai LOD dan LOQ diperoleh dengan cara menyuntikkan standar DBP pada
konsentrasi 0.05 ppm sebanyak 6 kali pengulangan. Rata-rata dan standar deviasi
dihitunguntuk mencari nilai LOD dan LOQ. Hasil uji limit deteksi dan limit
kuantitasi dapat dilihat pada Tabel 4.
15
Tabel 4 Hasil penentuan LOD dan LOQ analisis DBP dengan GC-MS
Konsentrasi DBP diinjeksi
(mg/L)
1
0.0508
2
0.0508
3
0.0508
4
0.0508
5
0.0508
6
0.0508
Rata-rata( x )
Standar deviasi (SD)
% RSD
LOD (mg/L)
LOQ (mg/L)
Ulangan
Rata-rata Konsentrasi terbaca
(mg/L)
0.0318
0.0353
0.0323
0.0277
0.0325
0.0330
0.0321
0.0025
7.7182
0.0395
0.0568
Data Tabel 4 menunjukkan bahwa instrumen GC-MS yang digunakan pada
penelitian ini dapat medeteksi analit DBP hingga konsentrasi 0.04 mg/l (40 ppb)
dan dapat mengkuantifikasi hingga 0.06 mg/L (60 ppb). Nilai LOD dan LOQ pada
penelitian ini lebih tinggi dibandingkan dengan nilai LOD dan LOQ yang pernah
dilaporkan oleh Oh et al. (2013) yaitu berturut-turut sebesar 9.77 µg/kg (9.77 ppb)
dan 29.6 µg/kg (29.6 ppb). Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan metode
analisis dan kondisi instrumen yang digunakan. Penentuan nilai LOD dan LOQ
dalam analisis DBP penting untuk dilakukan karena menurut peraturan BPOM
HK.03.1.23. 07.11.6664, batas migrasi maksimum DBP dari kemasan pangan ke
dalam produk pangan sebesar 0.3 ppm, sehingga instrumen harus dapat
mendeteksi dan atau mengkuantifikasi analit pada konsentrasi tersebut.
Analisis DBP pada Sampel Kertas Dupleks
Kandungan DBP antar sampel berbeda nyata pada taraf uji 5% dengan kadar
terendah 1.7154 mg/kg pada sampel B dan kadar tertinggi sebesar 3.8964 mg/kg
pada sampel C (Lampiran 2). Kandungan DBP pada seluruh sampel kemasan
karton dupleks yang diperoleh pada penelitian ini lebih tinggi dibandingkan
dengan hasil penelitian Parigoridi et al. (2010) dimana kandungan DBP pada
kertas karton daur ulang sebesar 0.07 mg/kg. Sedangkan kandungan jenis ptalat
lain pada kertas karton daur ulang yang pernah diteliti seperti bis (2-etilheksil)
ptalat (DEHP) sebesar 2-39.8 mg/kg (Suciu et al. 2013) dan dimetil ptalat (DMP)
sekitar 1 mg/kg (Song et al. 2002). Menurut CVUA (2013) jumlah substansi yang
tidak diinginkan dalam kertas daur ulang disebabkan adanya perbedaan proses dan
jumlah bahan kimia yang digunakan untuk membuat kertas daur ulang. Tinta,
perekat dan pulp daur ulang menjadi sumber ptalat pada kertas daur ulang (Pocas
et al. 2011). Hasil analisis kandungan DBP dari kertas dupleks yang diperoleh
dari 5 produsen yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 7 dan kromatogram hasil
analisis dengan GC-MS dapat dilihat pada Gambar 8.
16
Konsentrasi DBP Sampel
(ppm)
5.00
c
4.00
c
3.00
b
2.00
1.00
b
b
a
0.00
Virgin
A
B
C
Jenis Sampel Dupleks
D
E
Gambar 7 Kandungan DBP pada sampel kertas dupleks. Garis vertikal di atas tiap
balok data menunjukkan standar error dan huruf-huruf di atas balok
data menunjukkan perbandingan nilai tengah antar sampel berdasarkan
uji DMRT pada taraf nyata 0.05 (N=3 kecuali sampel C dan E)
Pada kemasan kertas daur ulang seperti dupleks, banyak terdapat kandungan
kontaminan di dalamnya. Hasil penelitian Parigoridi et al. (2010) menunjukkan
bahwa terdapat setidaknya 21 komponen organik yang terkandung di dalam kertas
daur ulang dalam berbagai konsentrasi seperti naptalen (0.07-0.19 mg/kg),
asenaptilen (
PADA KEMASAN KERTAS DAUR ULANG SERTA
MIGRASINYA KE DALAM SIMULAN PANGAN
MADE GAYATRI ANGGARKASIH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Analisis Dibutil Ptalat
(DBP) pada Kemasan Kertas Daur Ulang 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, Mei 2015
Made Gayatri Anggarkasih
NIM F251130311
RINGKASAN
MADE GAYATRI ANGGARKASIH. Analisis Kandungan Dibutil Ptalat (DBP)
pada Kemasan Kertas Daur Ulang serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan.
Dibimbing oleh NANCY DEWI YULIANA dan SLAMET BUDIJANTO.
Kemasan merupakan salah satu aspek yang penting bagi produk pangan.
Kemasan kertas sebagai kemasan primer umum digunakan untuk mengemas
produk yang digoreng, maupun jenis produk makanan berlemak lainnya.
Pembuatan kertas melibatkan penggunaan bahan kimia seperti bahan adesif,
pelembut, serta tinta cetak. Pada kertas daur ulang, kandungan zat-zat kimia
tersebut dapat terakumulasi akibat penggunaan bebagai macam kertas sebagai
bahan baku proses pembuatan. Di dalam bahan-bahan kimia tersebut terkandung
banyak kontaminan seperti ptalat, salah satu jenisnya adalah dibutil ptalat (DBP).
Paparan DBP dapat terjadi akibat migrasi dari kemasan ke produk pangan. DBP
bersifat karsinogenik, menyebabkan defisiensi reproduksi, dan efek dari stimulasi
kelenjar dan hormon endokrin yang berbahaya bagi kesehatan konsumen, namun
informasi mengenai kandungan ptalat khususnya DBP pada kemasan kertas daur
ulang belum banyak tersedia pada Indonesia.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan validasi metode dan analisis DBP
pada kemasan kertas daur ulang, serta melakukan uji migrasi DBP ke dalam
simulan pangan. Tahapan penelitian yang dilakukan dibagi menjadi tiga. Tahap
pertama yaitu melakukan validasi metode analisis DBP yang meliputi uji linieritas,
kecermatan, penentuan batas deteksi dan batas kuantifikasi. Tahap kedua yaitu
analisis kandungan DBP pada kertas dupleks dari 5 produsen kertas yang berbeda.
Tahap ketiga yaitu penentuan persentase migrasi DBP dari kertas dupleks dan
kemasan kertas daur ulang ke simulan pangan. Metode analisis yang digunakan
pada penelitian ini menggunakan ekstraksi ultrasonik dibantu dengan pelarut
diikuti analisis dengan kromatografi gas (GC-MS).
Kadar DBP pada kemasan kertas dupleks dianalisa dengan metode GC-MS
tervalidasi yang memiliki nilai linieritas (R2) 0.999, limit deteksi (LOD) dan limit
kuantifikasi (LOQ) berturut-turut sebesar 0.04 dan 0.06 mg/L, dan rentang akurasi
antara 89.98–102%. Hasil analisis kadar DBP pada sampel kemasan kertas
dupleks dari lima produsen kertas berbeda nyata pada taraf uji 5% dengan kisaran
1.7 – 3.9 mg/kg. Kontak langsung antara simulan pangan dan kemasan kertas
dupleks selama 2 jam pada suhu 40oC menyebabkan migrasi komponen DBP ratarata sebesar 2.3 mg/kg dengan rata-rata persentase migrasi sebesar 57.7%. Nilai
migrasi DBP ke dalam simulan pangan yang melebihi nilai migrasi spesifik yang
ditetapkan Badan POM RI maupun European union (EU) sebesar 0.3 mg/kg,
mengindikasikan bahwa penggunaan kertas daur ulang sebagai kemasan primer
produk pangan tidak dianjurkan.
Kata kunci: dibutil ptalat, kertas daur ulang, migrasi, validasi metode
SUMMARY
MADE GAYATRI ANGGARKASIH. Analysis of Dibutyl Phthalate on Recycled
Paper Packaging and Its Migration into Food Simulant. Supervised by NANCY
DEWI YULIANA and SLAMET BUDIJANTO.
Packaging is one of important factors in food products. It protects food
products from external factors which may damage the products such as light,
oxygen, moisture, etc. It provides information needed by the consumers such as
ingredients composition and nutritional information. Packaging made from paper
is frequently used as primary food packaging to package many type of foods,
including fatty foods products. Paper manufacturing involves the use of printing
inks and many additives to improve its performance such as adhesives, fabric
softener, and whitening. In recycled paper, the content of these chemicals might
be accumulated in a higher amount than those in virgin paper. These chemicals
may contain many contaminants such as phthalates. Dibutyl phthalate (DBP) is
the most common phthalates compound found in paper based packaging. DBP
exposure can occur as a result of its migration from packaging material into food
products. DBP were reported as carcinogen and reproductive/endocrine system
disrupter. DBP might be harmful to the consumer health, but the information
about the content of DBP especially on recycled paper packaging in Indonesia is
not available yet.
The objectives of this research were to validate GC-MS based analytical
methods for DBP detection, to analyze DBP content in several commercial
packaging materials (duplex papers) obtained from five different manufacturers in
Indonesia, and to measure migration of DBP into food simulant. To achieve this,
the research was conducted in three stages. The first step was validation of
analytical methods for DBP detection which includes linearity, accuracy, limit of
detection (LOD) and limits of quantification (LOQ) tests. The second stage was
analysis of DBP content in duplex papers obtained from 5 different paper
manufacturers. The third stage was the determination of DBP migration value
from the duplex papers into food simulant. The method used in this research based
on ultrasound-assisted solvent extraction (USE) followed by gas chromatographymass spectrometry (GC-MS) analysis.
The developed method had linearity value (R2) of 0.999, recovery
percentage of 89.98–102.0%, LOD and LOQ at 0.04 mg/L and 0.06 mg/L,
respectively. DBP content analysis on five duplex papers were found to be
significantly different from the range of 1.7 to 3.9 mg/kg. Migration rate, which
was measured from direct contact between food simulant (ethanol 95%) and
recycled paper for 2 hours at 40°C, was 57.7%. The migration of DBP exceeded
the limit set by The National Agency of Drug and Food Control and EU
2007/19/EC (0.3 mg/kg). The results indicated that the use recycled paper as food
primary packaging is not recommended.
Keywords: dibutyl phthalate, recycled paper, migration, method validation
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2011
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
ANALISIS KANDUNGAN DIBUTIL PTALAT (DBP) PADA
KEMASAN KERTAS DAUR ULANG SERTA MIGRASINYA
KE DALAM SIMULAN PANGAN
MADE GAYATRI ANGGARKASIH
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Nugraha Edhi Suyatma, STP, DEA
Judul Tesis : Analisis Kandungan Dibutil Ptalat (DBP) pada Kemasan Kertas
Daur Ulang serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan
Nama
: Made Gayatri Anggarkasih
NIM
: F251130311
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Nancy Dewi Yuliana, STP 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:
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2014 ini ialah keamanan
kemasan pangan, dengan judul Analisis Kandungan Dibutil Ptalat (DBP) pada
Kemasan Kertas Daur Ulang serta Migrasinya ke dalam Simulan Pangan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Nancy Dewi Yuliana dan
Bapak Prof Slamet Budijanto selaku pembimbing, serta Bapak Dr Nugraha Edhi
Suyatma yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, ucapan terima kasih
penulis sampaikan kepada Ibu Yane Regiyana yang telah membantu selama
penelitian berlangsung serta dalam pengumpulan data. Ungkapan terima kasih
juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan
kasih sayangnya. Tak lupa ucapan terima kasih saya kepada rekan-rekan
mahasiswa Pascasarjana, khususnya Mayor Ilmu Pangan angkatan 2013 atas
kebersamaan dan bantuannya selama perkuliahan hingga penyelesaian studi.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2015
Made Gayatri Anggarkasih
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xii
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis
1
1
2
2
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
Kemasan Kertas Daur Ulang
Dibutil Ptalat dan Toksisitasnya
Migrasi Komponen Ptalat
Metode Analisis Ptalat
Validasi Metode
3
3
4
6
7
8
3 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Bahan
Alat
Metode Penelitian
Prosedur Percobaan
9
9
9
9
9
9
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Validasi Metode Analisis DBP
Analisis DBP pada Sampel Kertas Dupleks
Uji Migrasi DBP dari Kertas Dupleks ke Simulan Pangan
12
12
15
21
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
24
24
24
DAFTAR PUSTAKA
25
LAMPIRAN
30
RIWAYAT HIDUP
32
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
Jenis simulan pangan berdasarkan tipe pangan yang diuji
Rentang penerimaan nilai recovery
Hasil uji akurasi DBP pada kertas kemasan menggunakan GC-MS
Hasil penentuan LOD dan LOQ analisis DBP dengan GC-MS
Beberapa jenis kontaminan kertas dupleks dan kertas virgin
berdasarkan hasil scan dengan GC-MS
6 Hasil uji migrasi DBP dari karton dupleks ke simulan pangan
7 Karakteristik kertas daur ulang dan kertas virgin
6
8
14
15
18
22
23
DAFTAR GAMBAR
1 Lapisan kertas dupleks
2 Struktur kimia dibutil ptalat (DBP)
3 Mekanisme efek estrogenik EDC
4 Alat uji migrasi DBP
5 Kromatogram standar DBP konsentrasi 1 mg/L
6 Kurva linieritas standar DBP
7 Kandungan DBP pada sampel kertas dupleks
8 Kromatogram GC-MS dari kertas dupleks dan kertas virgin
9 Perbedaan panampakan serat kertas daur ulang dan kertas virgin
10 Spektrum massa DBP
11 Jalur fragentasi DBP
12 Mekanisme migrasi kemasan kertas
3
4
5
11
13
13
16
17
19
20
20
22
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir analisis DBP
2 Hasil analisis statistik kertas dupleks dari lima produsen berbeda
30
31
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kemasan merupakan salah satu aspek yang penting bagi produk pangan.
Menurut Robertson (2010) empat fungsi utama kemasan yaitu sebagai wadah
penyimpanan yang akan memudahkan distribusi; melindungi produk pangan dari
air, uap air, bau, gas, debu, getaran, guncangan, mikroorganisme, dan lainnya;
sebagai media komunikasi marketing yang menampilkan informasi produk; serta
memberikan kemudahan dan kenyamanan terhadap konsumen. Penggunaan
kemasan kertas dan karton sebagai bahan pengemas produk pangan telah lama
digunakan sebagai kemasan primer. Kemasan kertas sebagai kemasan primer
umum digunakan untuk mengemas produk yang digoreng, maupun jenis produk
makanan berlemak lainnya. Produk pangan seperti donat, brownies, teh, kopi,
pizza, dan burger juga umum dikemas dengan bahan kertas yang disebut sebagai
folding carton. 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 kertas yang banyak digunakan sebagai kemasan pangan
yaitu kertas dupleks, dimana 80-100 % bahan penyusunnya berasal dari kertas
daur ulang.
Menurut Balai Besar Pulp dan Kertas/BBPK (2012), ada tiga bahan utama
dalam pembuatan kertas yaitu serat, air, dan aditif. Pada kertas daur ulang,
kandungan zat aditif akan semakin banyak. Kertas daur ulang mengandung lebih
banyak substansi yang tidak diinginkan akibat dari siklus daur ulang (CVUA
2013). Menurut Jamnicki et al. (2012), zat berbahaya pada kertas daur ulang dapat
berasal dari residu tinta cetak, pernis, perekat dan bahan-bahan lain yang
digunakan pada proses pembuatan kertas daur ulang. Zat-zat ini dapat bermigrasi
ke dalam makanan dalam kondisi tertentu dan berpotensi menimbulkan masalah
bagi kesehatan konsumen. Pocas dan Timothy (2007) melaporkan bahwa
makanan yang kontak langsung dengan kemasan kertas daur ulang mengandung
diisopropil-napatalen (DIPN), benzofenon, terfenil terhidrogenasi, amina aromatik
primer, poliaromatik hidrokarbon (PAH), serta ester ptalat.
Ptalat merupakan grup diester dari asam ortho-ptalat (di-alkil atau aril ester
dari 1,2-asam benzenadikarboksilat) yang umum digunakan sebagai plasticizer
untuk meningkatkan fleksibilitas, kelenturan dan elastisitas bahan pengemas (Li et
al. 2011). Paparan ptalat dicurigai dapat mengganggu reproduksi; menyebabkan
gangguan hati, ginjal, dan testis pada tikus percobaan; kanker hati pada hewan
coba; asma dan alergi pada anak-anak; dan teratogenik pada hewan (Li et al.
2011; Heise dan Norbert 2004; Cao 2008; Bornehag et al. 2004; dan Silva et al.
2004). Menurut Mikula et al. (2005) dan Balafas et al. (1999), luka pada testis,
hypospadia, kriptorkismus dan gangguan lain pada organ seksual tikus jantan
ditemukan sebagai akibat efek antiandrogenik beberapa jenis ptalat, terutama
dibutil ptalat (DBP) dan di (2-ethylhexyl) ptalat (DEHP).
2
Di Eropa bahan pengemas produk pangan dari kertas daur ulang banyak
digunakan sebagai kemasan sekunder untuk mengemas produk-produk pangan
kering seperti sereal, biji-bijian, beras, dan tepung (Binderup et al. 2002)
Sedangkan di Indonesia, jenis kemasan ini banyak digunakan untuk kemasan
primer produk pangan yang digoreng atau produk pangan yang mengandung
kadar lemak tinggi. Mengingat senyawa ptalat yang bersifat nonpolar, kontak
langsung produk pangan berlemak ke permukaaan kemasan kertas daur ulang
dapat menyebabkan terjadinya migrasi ptalat yang terkandung di dalam kemasan
tersebut seperti dibutil ptalat, namun informasi mengenai kandungan ptalat pada
kemasan kertas daur ulang belum tersedia pada Indonesia. Oleh karena itu
diperlukan penelitian untuk mengetahui kadar ptalat pada kemasan kertas daur
ulang dan potensi migrasi ptalat khususnya dibutil ptalat ke dalam produk pangan.
Hingga saat ini belum ada metode analisis ptalat yang standar sehingga untuk
mengetahui kadar ptalat pada kemasan kertas daur ulang yang beredar di pasaran
diperlukan metode analisis dengan parameter uji validasi. Validasi metoda dapat
digunakan untuk menentukan kualitas, reliabilitas, dan konsistensi hasil analisis
yang merupakan bagian penting dari good analytical practice (Huber 2010).
Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, dapat dirumuskan beberapa permasalahan yaitu :
1. Belum ada metode standar untuk menganalisis kandungan dibutil ptalat pada
kemasan pangan yang terbuat dari kertas daur ulang.
2. Belum ada informasi kandungan dibutil ptalat pada kemasan kertas daur ulang
yang dijual di Indonesia.
3. Belum ada data mengenai kemungkinan migrasi senyawa dibutil ptalat dari
kemasan daur ulang ke bahan pangan.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang melandasi perumusan masalah pada
penelitian ini, maka tujan dari penelitian ini adalah :
1. Melakukan validasi metode analisis komponen dibutil ptalat yang telah
dimodifikasi pada kemasan kertas daur ulang.
2. Melakukan analisis kandungan dibutil ptalat pada kertas daur ulang yang
diproduksi oleh beberapa produsen kertas di Indonesia.
3. Melakukan analisis migrasi komponen dibutil ptalat dari kemasan kertas daur
ulang ke dalam bahan pangan dengan menggunakan simulan pangan.
Hipotesis
Kemasan pangan dari kertas daur ulang mengandung komponen dibutil
ptalat yang berasal dari akumulasi penggunaan aditif pada pembuatan kertas daur
ulang. Dibutil ptalat ini dapat bermigrasi ke dalam bahan pangan terutama bahan
pangan berminyak/berlemak.
3
2 TINJAUAN PUSTAKA
Kemasan Kertas Daur Ulang
Kemasan kertas banyak digunakan dan mampu bersaing dengan kemasan
lain karena harganya yang murah, mudah diperoleh dan penggunaannya yang luas.
Kertas dan karton secara umum digunakan untuk membuat kardus, kotak susu,
kardus lipat, tas dan kantong, tisu, label, piring kertas serta gelas kertas
(Robertson 2010). Kemasan kertas yang banyak digunakan saat ini sebagai
kemasan primer maupun sekunder terbuat dari kertas daur ulang. Kertas daur
ulang merupakan kertas yang dibuat dari kertas bekas yang dikumpulkan
kemudian diproses sedemikian rupa sehingga diperoleh lembaran kertas kembali
(CVUA 2013). Salah satu kertas daur ulang yang digunakan sebagai kemasan
pangan yaitu kertas dupleks. Kertas dupleks (multilayered paperboard)
merupakan kertas multilapis dengan salah satu bagiannya berasal dari pulp daur
ulang yang diperoleh dari campuran kertas atau karton bekas. Lapisan kertas
dupleks dapat dilihat pada Gambar 1.
Proses pembuatan kertas daur ulang dimulai dari pengumpulan guntingan/
sampah kertas dari rumah tangga, kantor, pabrik kertas dan percetakan yang
digunakan sebagai bahan baku. Bahan baku kemudian dibawa oleh konveyor
menuju penampungan pulp. Pada bagian ini, kertas dicampur dengan air hingga
terbentuk bubur kertas (pulp). Pulp dilewatkan pada saringan untuk memisahkan
partikel besar seperti plastik. Untuk partikel yang lebih kecil seperti klip kertas
dan pasir dipisahkan secara sentrifugal. Selanjutnya, pemisahan tinta cetak
(deinking) dilakukan dengan flotasi namun proses tersebut tidak dapat
menghilangkan tinta secara sempurna. Oleh sebab itu, dilakukan penghembusan
udara dari bawah bubur kertas sehingga tinta dapat terkumpul bersama gelembung
udara yang naik ke permukaan kemudian dipisahkan, begitu pula dengan lumpur
sisa proses deinking. Terkadang dilakukan juga proses pemucatan atau bleaching
agar warna kertas daur ulang yang dihasilkan lebih cerah. Setelah proses deinking,
pulp digiling dan dimasukkan ke dalam mesin pembentuk karton, dipipihkan,
kemudian dijemur dan dilapisi dengan kalsium karbonat dan lateks (CVUA 2013).
Gambar 1 Lapisan kertas dupleks (modifikasi CVUA 2013)
4
Dibutil Ptalat dan Toksisitasnya
Ptalat atau ester asam 1,2-Benzendikarboksilat merupakan kelompok
senyawa yang banyak digunakan sebagai plasticizer untuk polimer. Makanan
dapat terkontaminasi ptalat melalui migrasi dari bahan kemasan, melalui berbagai
jenis sumber-sumber lingkungan, atau selama proses pengolahan. Makanan
berlemak atau berminyak sangat mudah terkontaminasi karena ptalat bersifat
lipofilik. Sejumlah penelitian menemukan ptalat dalam berbagai jenis makanan,
terutama makanan berlemak/berminyak (Wenzl 2009). Secara umum ptalat dibagi
menjadi dua kelompok yang berbeda yang memiliki perbedaan aplikasi dan sifat
toksikologi. Menurut Balafas et al. (1999), jenis ptalat yang sering ditemukan
pada bahan kemasan yaitu dibutil ptalat (DBP) dan benzil butil ptalat (BBP) yang
merupakan jenis paling umum dari ptalat dengan berat molekul rendah. DBP
merupakan salah satu jenis ester ptalat yang banyak terdapat di kemasan pangan.
DBP (C6H4-1,2-(COOC4H9)2) memiliki berat molekul 278.34, titik nyala 157
0
C,titik didih 340oC (644°F),titik leleh -35°C, larut dalam dietil eter, aseton,
benzena, alkohol, pelarut organik, dan minyak. (SIKerNas 2011).Ion yang paling
melimpah di spektrum massa ester ptalat dengan rantai alkil sisi jenuh seperti
DBP yaitu m/z 149 (George dan Harry 2001). Struktur kimia DBP ditunjukkan
pada Gambar 2.
Gambar 2 Struktur kimia dibutil ptalat (DBP)
DBP adalah bahan yang digunakan dalam tinta cetak, perekat, cat
nitroselulosa, pelapis film, dan serat kaca. DBP juga digunakan sebagai bahan
plasticizer pada industri polimer, pelembut pada industri kertas dan kemasan serta
pada tinta cetak. Paparan DBP dari berbagai sumber cemaran terutama akibat
migrasi dari kemasan ke produk pangan menjadi perhatian karena DBP bersifat
toksik. Migrasi DIPN (Diisopropil naptalen), metil stearat, dan DBP yang sangat
tinggi terjadi dari kemasan kertas daur ulang ke produk pangan bubuk dengan
kandungan lemak sedang maupun tinggi karena lemak mendorong absorbsi
komponen non polar dan non volatil (Triantafyllou et al. 2007). Kemasan kertas
daur ulang banyak digunakan untuk mengemas produk pangan yang mengandung
minyak atau lemak yang tinggi terutama di Indonesia. Beberapa penelitian
mengungkapkan bahwa kandungan DBP pada air dalam kemasan 0.046 ng/g;
cookies 13.7-572.0 ng/g; sosis 6.99-14.6 ng/g; kue dikemas plastik 0.638 mg/kg;
biji-bijian dikemas plastik 0.997 ng/kg (Guo et al. 2012; Wang et al. 2010).
Fasano et al. (2012) menemukan beberapa jenis ptalat seperti DMP, DBP, BBP,
dan DEHP dengan konsentrasi yang bervariasi di beberapa jenis kemasan produk
pangan seperti kantung roti, kemasan yoghurt, tetrapak, kaleng minyak tuna, dan
lain-lain dengan berbagai konsentrasi.
5
Perhatian pada ptalat semakin meningkat karena sifatnya yang merupakan
karsinogen dan dapat menyebabkan gangguan pada kelenjar endokrin. The
European Food Safety Authority (EFSA) telah menetapkan toleransi asupan
harian (Tolerable Daily Intake/TDI) untuk DBP adalah 0.01 mg/kg berat badan
per hari berdasarkan studi toksikologi (EFSA 2005). Tiga toksisitas ptalat yang
telah diekplorasi yaitu karsinogenik; defisiensi reproduksi; dan efek dari stimulasi
kelenjar dan hormon endokrin (Tienpont 2004). Ptalat merupakan satu dari
Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) karena efek yang kompleks terhadap
beberapa sistem hormonal termasuk estrogen dan androgen. Beberapa ptalat
seperti BBP dan DBP bertindak sebagai estrogen lemah di dalam sistem jaringan
sel. Keduanya dapat diikat oleh reseptor estrogen (ER, Gambar 3), menginduksi
respon seluler pada estrogen yang sesuai dan bertindak bersama estradiol alami
estrogen. Ptalat juga dapat menginduksi proliferasi, invasi ganas, dan
pembentukan tumor di lini sel kanker payudara yang kekurangan reseptor hormon
(Gray 2010). Selain itu DBP juga dapat menyebabkan perpanjangan siklus estrus
dan anovulasi pada tikus betina (Lovekamp-Swan & Davis 2003).
Gambar 3 Mekanisme efek estrogenik EDC (Modifikasi Anonim,
www.nies.go.jp)
Paparan DBP menimbulkan efek yang merugikan pada sistem reproduksi.
Beberapa studi mengungkapkan bahwa ptalat juga dapat menyebabkan gangguan
hati, ginjal, dan testis pada tikus percobaan; kanker hati pada hewan coba; asma
dan alergi pada anak-anak; dan teratogenik pada hewan. Paparan senyawasenyawa ptalat sepertiDBP dan di (2-ethylhexyl) ptalat (DEHP) dilaporkan dapat
menyebabkan luka pada testis, hipospadia, kriptorkismus dan gangguan lain pada
organ seksual tikus jantan ditemukan sebagai akibat efek anti-androgenik (Moore
et al. 2001). Paparan ptalat pada masa kehamilan dapat menyebabkan kurangnya
testosteron yang akan menghambat perkembangan janin. Menurut Driesche
(2012), prevalensi bayi baru lahir yang mengalami kelainan reproduksi sebanyak
6-9% berupa kriptorkismus dan 0.4% hipospadia. Kriptorkismus merupakan
kelainan saluran genitourinaria berupa tidak sempurnanya penurunan testis ke
dalam skrotum (Suryawan 2011). Sedangkan hipospadia yaitu cacat bawaan yang
paling umum dari saluran kencing pada laki-laki (Chen et al. 2014).
6
Migrasi Komponen Ptalat
Proses migrasi senyawa kimia kebanyakan terjadi selama proses produksi,
pengolahan, pengangkutan, penyimpanan pemasakan dan ketika dikonsumsi.
Proses migrasi terbagi atas 2 jenis: migrasi menyeluruh (global migration) dan
migrasi spesifik/khusus (spesific migration). Migrasi menyeluruh terjadi dimana
keseluruhan dari substansi atau kompenen yang ada (toksik dan non toksik) pada
bahan kemasan melalui fase kontak bermigrasi ke dalam makanan. Sedangkan
migrasi spesifik atau khusus yaitu terjadinya perpindahan komponen-komponen
yang diketahui atau dianggap berpotensi membahayakan kesehatan manusia ke
dalam bahan pangan (Syarief et al. 1989). Beberapa faktor yang mempengaruhi
tingkat migrasi yaitu jenis kontak (langsung atau tidak langsung); jenis makanan
atau simulan pangan; jenis kertas (karakteristik seperti ketebalan, porositas,
kandungan serat daur ulang); sifat kimia (tekanan uap, polaritas, ukuran molekul
dan struktur) dan konsentrasi awal migran di kemasan; waktu dan suhu kontak
(Triantafyllou et al. 2005; Zhang et al, 2008).
Penelitian mengenai migrasi komponen ptalat ke dalam produk pangan telah
dilakukan beberapa tahun terakhir. Konsentrasi DBP pada air mineral kemasan
botol PET dilaporkan sebanyak 0.32-0.51 µg/L (Psillakis et al. 2003); 7.30-85.3
µg/kg pada susu sterilisasi yang dikemas kertas laminasi Tetra Brik (Casajuana et
al. 2004); dan pada makanan sekolah yang dikemas polietilen tereptalat (PET)
berlapis alumunium sebesar 44.1-80.5 ng/g (Cirillo et al. 2011). Migrasi DBP dari
kemasan daur ulang ke makanan bayi pada suhu 70 0C (akselerasi) ditemukan
sebesar 20-40% (Triantafyllou et al. 2007). Analisis migrasi kontaminan dari
kemasan ke bahan pangan merupakan suatu hal yang sulit dilakukan karena sifat
bahan pangan yang kompleks. Penggunaan simulan pangan dapat dilakukan untuk
uji migrasi karena hasil analisis lebih konsisten dan reliabel, sederhana, dan
diketahui komposisinya sehingga dapat dibandingkan dengan bahan pangan
sebenarnya. Simulan pangan yang digunakan dalam analisis migrasi ditentukan
oleh tipe pangan yang diuji. Empat jenis simulan pangan dapat dilihat pada Tabel
1. Simulan pangan A, B dan C digunakan untuk makanan yang memiliki karakter
hidrofilik, sedangkan simulan pangan D digunakan untuk makanan yang memiliki
karakter lipofilik (Fasano et al. 2012).
Tabel 1 jenis simulan pangan berdasarkan tipe pangan yang diuji
Tipe Pangan
Simulan Pangan
Singkatan
Pangan basah (pH > 4.5)
Air distilasi
Simulan A
Pangan asam (pH < 4.5)
Asam asetat 3% dalam air (b/v)
Simulan B
Pangan beralkohol
Etanol 10% dalam air (b/v)
Simulan C
Pangan berlemak
Minyak sayur
Simulan D
Sumber : EU Directive 82/711/EC
7
Metode Analisis Ptalat
Hingga saat ini belum ada metode standar untuk analisis ptalat. Namun
seperti kontaminan kimia lainnya, tahapan dalam analisis ptalat meliputi persiapan
sampel, ekstraksi, clean up, pemisahan, dan deteksi. Ekstraksi dan clean up adalah
proses penting dalam menentukan tingkat batas deteksi dari keseluruhan metode.
Ekstraksi ptalat biasa digunakan ekstraksi menggunakan pelarut. Berbagai jenis
pelarut digunakan dalam mengekstraksi ptalat dari produk pangan maupun
kemasan pangan seperti aseton, toluene:diklorometana, diklorometana, dan
metanol (Song et al. 2000; Wei et al. 2011; Parigoridi et al. 2010; Suciu et al.
2013). Menurut Parigoridi et al. (2014), pelarut diklorometana memiliki
kemampuan ekstraksi yang paling baik dibandingkan etanol dan heksana.
Berbagai jenis metode ekstraksi dan purifikasi ptalat telah dilakukan
seperti ultrasound assisted solvent extraction (USE) (Parigoridi et al. 2010; Wei
et al. 2011), solid phase extraction (SPE) (Liu et al. 2013), solid phase
microextraction (SPME) (Cao 2008; Moreira et al. 2014), liquid-liquid extraction
(LLE) (Wu et al. 2012), microwave assisted extraction (MAE) (Mooibroek et al.
2002) and soxhlet extraction (Suciu et al. 2013). Masing-masing jenis ekstraksi
dan purifikasi memliki kelebihan dan kekurangan. Menurut Song et al. (2000)
USE merupakan metode ekstraksi untuk komponen dimetil ptalat (DMP) dari
kertas daur ulang. USE merupakan metode ekstraksi yang cepat, sederhana, dan
murah (Parigoridi et al. 2014).
Tahapan setelah ekstraksi dan purifikasi yaitu deteksi, namun tahapan ini
relatif lebih mudah. Ptalat merupakan komponen semi-volatil yang stabil, dan
bersifat non polar, oleh karena itu diperlukan instrumen yang sesuai agar dapat
memisahkan dan mendeteksi ptalat dengan baik. Salah satu instrumen yang paling
banyak digunakan dalam mendeteksi ptalat yaitu kromatografi gas – spektrometri
massa/gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS). Instrumen GC-MS
banyak digunakan karena sangat sensitif sehingga dapat mendeteksi kontaminan
dalam konsentrasi yang rendah. Penggunaan GC-MS dalam mendeteksi ptalat dari
kemasan kertas daur ulang telah dilakukan oleh Parigoridi et al. (2014), Suciu et
al. (2013), dan Song et al. (2000). Jenis kolom GC yang digunakan adalah kolom
non polar seperti DB-5MS, gas pembawa berupa helium, suhu injektor antara
250–280 oC, dan suhu kolom dibuat gradien dan terakhir dipertahankan di kisaran
300 oC.
Tahapan identifikasi ptalat dengan GC-MS meliputi pemisahan dan
deteksi. Pemisahan dilakukan di kolom GC, sedangkan deteksi dilakukan oleh
detektor MS. Pada analisis dengan sampel yang belum diketahui komposisinya,
dilakukan analisis kualitatf dengan menggunakan mode scan, sehingga puncak
dari setiap komponen terdeteksi pada rentang m/z yang telah ditentukan. Analisis
kuantitatif dilakukan pada mode selected ion monitoring (SIM). Pada mode SIM
hanya komponen tertentu saja yang dapat muncul puncak pada kromatogram.
Pada mode SIM, akan dimasukkan ion dominan dari komponen yang ingin
dianalisis sehingga pada mode ini, puncak yang muncul lebih sedikit
dibandingkan pada mode scan (Cao 2010).
8
Validasi Metode
Ptalat ditemukan dalam berbagai makanan pada konsentrasi rendah sehingga
diperlukan pengembangan teknik analisis yang sangat sensitif untuk kuantifikasi.
Belum ada metode standar baku untuk analisis ptalat, khususnya DBP sehingga
diperlukan validasi metode analisis DBP. Validasi metode analisis bertujuan
untuk mengkonfirmasi atau memastikan bahwa metode analisis yang digunakan
telah memenuhi beberapa persyaratan yang telah ditetapkan sebelumnya (Harmita
2007). Parameter validasi mencakup spesifisitas, selektivitas, presisi,
keberulangan, reproduksibilitas, akurasi, linieritas, rentang, batasan deteksi (Limit
of Detection/ LOD), batasan kuantifikasi (Limit of Quantification/LOQ),
ketegasan, dan kekasaran.
Linearitas menunjukkan kemampuan prosedur analitis untuk menghasilkan
hasil tes yang proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel sesuai
kisaran konsentrasi yang diberikan (APVMA 2004). Sebagai parameter adanya
hubungan linier digunakan koefisien korelasi r2 pada analisis regresi linier Y = a +
bX. Hubungan linier yang ideal tercapai jika nilai b = 0 dan r = +1 atau –1
tergantung arah garis (Harmita 2007). Sedangkan kecermatan dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Persen perolehan
kembali dinyatakan sebagai rasio antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang
sebenarnya. Batas keberterimaan pada uji keterulangan menurut AOAC (2012)
untuk analisis komponen dengan konsentrasi rendah yaitu RSD < 15%. Kriteria
penerimaan recovery harus berada dalam rentang seperti pada Tabel 2.
Tabel 2 rentang penerimaan nilai recovery
Kandungan analit dalam sampel (%)
>1
> 0.1
0.01
0.001
0.0001 (1 ppm)
0.00001 (100 ppb)
Sumber : AOAC (2012)
Rentang penerimaan recovery
(%)
97 – 103
95 – 105
90 – 107
90 – 107
80 – 110
80 – 110
LOD adalah konsentrasi terendah dari analit dalam sampel yang dapat
dideteksi tetapi tidak harus diukur dan masih memberikan respon signifikan
dibandingkan dengan blangko. Sedangkan batas kuatifikasi LOQ adalah nilai
terendah analit sampel yang dapat dikuantifikasi secara tepat dan akurat. Dalam
teknik kromatografi, LOD dan LOQ dapat ditentukan melalui pengukuran analit
pada konsentrasi standar kalibrasi terendah yang terdeteksi secara reliabel dan
menghasilkan respon puncak sebanyak 6-10 kali. Rata-rata respon (X) dan standar
deviasi (SD) dihitung. LOD diperoleh menggunakan rumus X + (3 x SD).
Sedangkan LOQ menggunakan rumus X + (10 x SD). Jika RSD melebihi 20%,
maka prosedur harus diulang dengan menyiapkan larutan standar dengan
konsentrasi yang lebih tinggi (APVMA 2004).
9
3 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian validasi metode analisis dan penentuan kandungan dibutil ptalat
(DBP) pada kemasan kertas daur ulang serta migrasinya ke dalam simulan pangan
telah dilaksanakan dari bulan Agustus 2014 hingga Januari 2015. Penelitian
dilakukan di Laboratorium Kimia Pangan dan Laboratorium Analisis Pangan
Terakreditasi dan Instrumen, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel kertas dupleks dari
lima produsen kertas di Indonesia dan kertas virgin (bukan kertas daur ulang)
sebagai kontrol. Pelarut metanol chromatography grade, diklorometan proanalysis, aseton pro-analysis, aseton, dan etanol 95% dari Merck (Darmstadt,
Jerman). Standar DBP dari Sigma Aldrich (Saint Louis, USA) dan Natrium sulfat
anhidrat dari Merck (Darmstadt, Jerman).
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini diantaranya adalah peralatan gelas,
neraca analitik Kern & Sohn GmbH (Balingen, Jerman), pipet mikro 10-100 µL
dan 100-1000 µL Eppendorf Research (Mississauga, Ontario), vorteks mixer
Barnstead Maxi Mix (USA), ultrasonik water bath Bransonic (Danbury, USA),
rotary evaporator BUCHI (Flawil, Switzerland), inkubator Heraeus, vial gelap,
alat uji migrasi, pompa vakum Buchi, dan instrumen kromatografi gasspektroskopi massa/gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) dengan
autosampler SHIMADZU QP 2010.
Metode Penelitian
Penelitian ini dibagi ke dalam tiga tahap. Tahap pertama yaitu melakukan
pengembangan metode analisis dan validasi metode analisis DBP yang meliputi
uji linieritas, kecermatan, penentuan batas deteksi dan batas kuantifikasi. Tahap
kedua yaitu analisis kandungan DBP pada kertas dupleks dari 5 produsen kertas
berbeda Tahap ketiga yaitu penentuan persentase migrasi DBP dari kemasan
kertas daur ulang ke simulan pangan.
Prosedur Percobaan
Tahap I : Validasi metode analisis DBP
10
Pembuatan larutan standar
Larutan standar eksternal DBP disiapkan dengan konsentrasi 1000 mg/L
(larutan stok) dan 5 mg/L dalam methanol (larutan kerja). Larutan kalibrasi DBP
disiapkan pada konsentrasi 0.05, 0.1, 0.25, 1 dan 1.5 mg/L. Larutan pengadisi
(spiking) DBP untuk uji recovery disiapkan dalam konsentrasi 1 mg/L.
Validasi metode analisis
1. Uji Linieritas
Linearitas dievaluasi dengan pengamatan visual terhadap suatu plot yang
menyatakan hubungan antara konsentrasi analit (X) dengan signal yang terukur
yaitu luas area puncak (Y). Uji linieritas dilakukan dengan mengencerkan larutan
baku induk standar eksternal DBP pada konsentrasi 0.05, 0.1, 0.25, 1 and 1.5
mg/L, kemudian dianalisis dengan GC-MS secara duplo pada masing-masing
konsentrasi. Hubungan antara konsentrasi analit dengan luas area pada puncak
kromatogram dibuat dalam persamaan regresi linier. Nilai linieritas diperoleh
ketika nilai koefisien determinasi (r2) kurva standar > 0.99.
2. Akurasi dan Keterulangan
Akurasi diukur diukur sebagai banyaknya analit DBP yang diperoleh
kembali (recovery) pada suatu pengukuran dengan metode spiking pada kertas
virgin. Sebanyak 1 ml larutan pengadisi DBP dengan konsentrasi 1 mg/L diadisi
ke dalam kertas virgin kemudian diekstrak dan dianalisis dengan GC-MS. Persen
perolehan kembali harus berada pada kisaran 80 – 110% dan keberterimaan uji
keterulangan adalah jika nilai RSD < 15% (AOAC 2012). Prosedur uji akurasi
dapat dilihat pada Lampiran 2. Hasil pengujian digunakan untuk menghitung %
recovery, yang dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :
� ��� �� % =
[� − �� ]
� ∗�
Keterangan :
Cf
= konsentrasi total DBP yang diperoleh dari pengukuran
CA
= konsentrasi DBP dari kertas virgin
C*A
= konsentrasi standar DBP yang ditambahkan
3. LOD dan LOQ
Pengukuran LOD dan LOQ dilakukan dengan menginjeksikan larutan
standar DBP konsentrasi 0.05 mg/L sebanyak 6-10 kali secara duplo pada GC-MS.
Rata-rata respon pengukuran (X) dan standar deviasi (SD) dihitung. Prosedur uji
LOD dan LOQ dapat dilihat pada Lampiran 3. Batas deteksi dan batas kuantifikasi
dapat diperoleh menggunakan rumus :
LOD = X + (3 x SD)
LOQ = X + (10 x SD)
11
Tahap II : Analisis kandungan DBP pada kemasan kertas daur ulang
Metode analisis yang digunakan pada penelitian ini adalah metode
Parigoridi (2014) yangterdiri tahap ekstraksi dan analisis dengan menggunakan
GC-MS. Kertas daur ulang dipotong dengan ukuran 5x5 mm2, ditimbang
sebanyak 175 mg, lalu diekstrak dengan 10 ml diklorometan pada ultrasonic bath
suhu 25oC selama 30 menit. Setelah itu, sampel disaring dengan kertas saring
yang diberi natrium sulfat anhidrat dan dicuci dengan 1 ml diklorometan sebanyak
dua kali. Fase organik dievaporasi dengan penghembusan gas nitrogen hingga
kering, dan dilarutkan dengan 1 ml metanol. Sampel disimpan dalam vial gelap
dan diberi parafilm untuk kemudian dianalisis dengan GC-MS. Prosedur
penentuan kandungan DBP mengikuti metode Parigoridi (2014). Sebagai kontrol
digunakan kertas virgin. Tahapan analisis DBP pada kemasan kertas daur ulang
(dupleks) secara garis besar mengikuti prosedur pada Lampiran 1.
Tahap III : Uji migrasi DBP pada kemasan kertas daur ulang
Uji migrasi dilakukan menggunakan alat yang dimodifikasi dari Pace dan
Hartman (2010) seperti pada Gambar 3. Uji migrasi dilakukan dengan
menggunakan simulan pangan berupa etanol 95% yang merupakan substitusi
simulan pangan tipe D (minyak sayur). Uji migrasi dilakukan pada karton dupleks
yang memiliki kandungan DBP paling tinggi. Uji migrasi DBP dilakukan dengan
merendam kertas dupleks ke dalam 30 ml simulan di dalam alat uji migrasi pada
400C selama 2 jam, kemudian simulan dipekatkan dengan rotavapor (suhu 40oC),
dikeringkan dengan gas N2 lalu dilarutkan dengan 1 ml metanol. Sampel
kemudian dianalisis menggunakan GC-MS. Persentase migrasi DBP dapat
dihitung dengan rumus :
Persentase Migrasi =
K
K
a
a
DBP a a
DBP a a a
a
a
a
a
x
%
Gambar 4 alat uji migrasi DBP (modifikasi dari Pace dan Hartman 2010)
12
Kondisi Instrumen GC-MS
Analisis dibutil ptalat (DBP) dilakukan menggunakan GC-MS Shimadzu
QP2010. Kolom yang digunakan adalah kolom kapiler Rtx-5 MS(Crossbonds®,
5% diphenyl, 95% dimethyl polysiloxane) setara DB-5MS dengan panjang 30
meter dan diameter dalam 0.25 mm (RESTEK, USA). Kondisi instrumen GC-MS
yang digunakan untuk pengujian DBP mengikuti Parigoridi (2010), dimana suhu
kolom awal adalah 100 oC ditahan selama 2 menit dan ditingkatkan hingga 340 oC
dengan laju 6oC/menit, lalu ditahan 3 menit. Gas pembawa yang digunakan
adalah gas helium dengan kemurnian ultra tinggi (Ultra High Purity/UHP) dengan
laju aliran 0.8 ml/menit. Temperatur injektor dipertahankan 250 oC dan volume
injeksi 1 µl pada mode splitless. Kondisi spektroskopi massa diatur dengan mode
Electron Impact (EI) 70 eV dengan 2.92 scan/detik. Rentang massa/muatan (m/z)
yang digunakan adalah 29–450. Identifikasi puncak dilakukan dengan
membandingkan waktu retensi dan spektrum massa dari komponen yang dielusi
pada NIST/Wiley library.
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Validasi Metode Analisis DBP
Pada penelitian ini dilakukan analisis DBP pada kemasan kertas daur ulang
menggunakan metode Parigoridi (2014). Metode tersebut digunakan untuk
menganalisis beberapa jenis kontaminan pada kemasan kertas daur ulang yaitu
benzofenon, DIPNs, dan HTPs. Pada penelitian ini yang akan dianalisis adalah
komponen DBP sehingga metoda Parigoridi perlu divalidasi terlebih dahulu untuk
mengetahui kesesuaian metode analisis tersebut. Menurut Huber (2010), validasi
prosedur analitik adalah proses yang dilakukan dengan studi laboratorium agar
prosedur memiliki karakteristik performa yang sama dengan yang diperlukan
dalam aplikasi. Validasi metode dilakukan apabila metode yang digunakan dalam
suatu pengujian atau penelitian merupakan metode yang benar-benar baru atau
apabila telah dilakukan modifikasi pada metode yang telah divalidasi sebelumnya.
Parameter validasi yang digunakan pada penelitian ini adalah uji linieritas, presisi:
keterulangan, akurasi, limit deteksi, dan limit kuantifikasi.
Uji Linieritas
Uji linieritas dilakukan untuk mengukur seberapa baik kurva kalibrasi yang
menghubungkan antara respon dengan konsentrasi (Harsojo 2012). Uji linieritas
dilakukan dengan mengencerkan larutan baku induk standar eksternal DBP pada
konsentrasi0.05, 0.1, 0.25, 1 and 1.5 mg/L, kemudian dianalisis dengan GC-MS
secara duplo pada masing-masing konsentrasi. Kromatogram standar DBP 1 ppm
dapat dilihat pada Gambar 5.
13
Gambar 5 Kromatogram standar DBP konsentrasi 1 mg/L
Persamaan linier yang diperoleh dari kurva linieritas yaitu y = 634525x +
2088.8 dengan koefisien determinasi r2 sebesar 0.999. Hasil yang diperoleh
menunjukan bahwa hubungan antara konsentrasi DBP terhadap luas area DBP
terbukti linier karena nilai tersebut memenuhi syarat kriteria instrumen yang
dipersyaratkan oleh AOAC (2012) yaitu > 0.99. Kurva linieritas DBP ditunjukkan
pada Gambar 6.
1200000
y = 634525x + 2088.8
R² = 0.999
1000000
Luas Area
800000
600000
400000
200000
0
0
0.25
0.5
0.75
Konsentrasi (mg/l)
1
1.25
1.5
Gambar 6 Kurva linieritas antara konsentrasi standar DBP dengan luas area
puncak kromatogram (N = 2)
14
Uji Akurasi dan Keterulangan
Akurasi menunjukkan tingkat kedekatan hasil analisis dengan nilai yang
sebenarnya (Huber 2010). Pada penelitian ini, uji akurasi (recovery) dan
keterulangan (repeatability) dilakukan dengan metode spiking yaitu menggunakan
kertas virgin yang diadisi dengan standar DBP pada konsentrasi 1 ppm, kemudian
kertas virgin diekstrak dan dianalisis menggunakan GC-MS. Nilai recovery
dihitung dari persentase perbandingan antara konsentrasi DBP pada kertas virgin
yang diadisidengan konsentrasi DBP kertas virgin. Hasil uji akurasi dan
keterulangan ditunjukkan pada Tabel 3. Hasil uji akurasi menunjukkan bahwa
perolehan kembali konsentrasi DBP yang telah melalui proses ekstraksi dan
dianalisis dengan instrumen GC-MS yaitu sebesar 95.18%. Nilai perolehan
kembali analit dalam penelitian sesuai dengan rekomendasi AOAC (2012) untuk
konsentrasi analit sebesar 10-100 ppb yaitu sebesar 80-110% maupun untuk
konsentrasi 0.001-0.01% sebesar 90-107%.
Nilai repeatability atau keterulangan ditunjukkan pada nilai RSD yaitu
sebesar 5.1%. Nilai RSD hasil penelitian ini lebih rendah dibandingkan syarat
yang dikeluarkan oleh AOAC menurut Harsojo (2012), dimana nilai
keberterimaan RSD untuk senyawa-senyawa dengan kadar sekelumit harus berada
pada rentang 5 – 15%. Hasil tersebut menunjukkan tingkat presisi metode yang
dilakukan dapat diterima.
Tabel 3 Hasil uji akurasi DBP pada kertas kemasan menggunakan GC-MS
Ulangan
1
2
3
4
5
6
Rata-rata
SD
% RSD
Konsentrasi DBP
yang diadisi
(mg/L)
1.0160
1.0160
1.0160
1.0160
1.0160
1.0160
Konsentrasi
DBP Kertas
Virgin (mg/L)
0.0630
0.0970
0.0717
0.2741
0.1604
0.1324
Konsentrasi
Kertas Virgin
diadisi (mg/L)
1.0712
1.0121
1.0275
1.3104
1.0747
1.1051
%
Recovery
99.22
90.06
94.08
102.00
89.98
95.75
95.18
4.85
5.10
Batas Deteksi dan Batas Kuantifikasi
Batas deteksi (LOD) dan batas kuantifikasi (LOQ) merupakan konsentrasi
terendah analit yang terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi dan
dikuatifikasi pada kondisi operasional metode yang digunakan (Harsojo 2012).
Nilai LOD dan LOQ diperoleh dengan cara menyuntikkan standar DBP pada
konsentrasi 0.05 ppm sebanyak 6 kali pengulangan. Rata-rata dan standar deviasi
dihitunguntuk mencari nilai LOD dan LOQ. Hasil uji limit deteksi dan limit
kuantitasi dapat dilihat pada Tabel 4.
15
Tabel 4 Hasil penentuan LOD dan LOQ analisis DBP dengan GC-MS
Konsentrasi DBP diinjeksi
(mg/L)
1
0.0508
2
0.0508
3
0.0508
4
0.0508
5
0.0508
6
0.0508
Rata-rata( x )
Standar deviasi (SD)
% RSD
LOD (mg/L)
LOQ (mg/L)
Ulangan
Rata-rata Konsentrasi terbaca
(mg/L)
0.0318
0.0353
0.0323
0.0277
0.0325
0.0330
0.0321
0.0025
7.7182
0.0395
0.0568
Data Tabel 4 menunjukkan bahwa instrumen GC-MS yang digunakan pada
penelitian ini dapat medeteksi analit DBP hingga konsentrasi 0.04 mg/l (40 ppb)
dan dapat mengkuantifikasi hingga 0.06 mg/L (60 ppb). Nilai LOD dan LOQ pada
penelitian ini lebih tinggi dibandingkan dengan nilai LOD dan LOQ yang pernah
dilaporkan oleh Oh et al. (2013) yaitu berturut-turut sebesar 9.77 µg/kg (9.77 ppb)
dan 29.6 µg/kg (29.6 ppb). Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan metode
analisis dan kondisi instrumen yang digunakan. Penentuan nilai LOD dan LOQ
dalam analisis DBP penting untuk dilakukan karena menurut peraturan BPOM
HK.03.1.23. 07.11.6664, batas migrasi maksimum DBP dari kemasan pangan ke
dalam produk pangan sebesar 0.3 ppm, sehingga instrumen harus dapat
mendeteksi dan atau mengkuantifikasi analit pada konsentrasi tersebut.
Analisis DBP pada Sampel Kertas Dupleks
Kandungan DBP antar sampel berbeda nyata pada taraf uji 5% dengan kadar
terendah 1.7154 mg/kg pada sampel B dan kadar tertinggi sebesar 3.8964 mg/kg
pada sampel C (Lampiran 2). Kandungan DBP pada seluruh sampel kemasan
karton dupleks yang diperoleh pada penelitian ini lebih tinggi dibandingkan
dengan hasil penelitian Parigoridi et al. (2010) dimana kandungan DBP pada
kertas karton daur ulang sebesar 0.07 mg/kg. Sedangkan kandungan jenis ptalat
lain pada kertas karton daur ulang yang pernah diteliti seperti bis (2-etilheksil)
ptalat (DEHP) sebesar 2-39.8 mg/kg (Suciu et al. 2013) dan dimetil ptalat (DMP)
sekitar 1 mg/kg (Song et al. 2002). Menurut CVUA (2013) jumlah substansi yang
tidak diinginkan dalam kertas daur ulang disebabkan adanya perbedaan proses dan
jumlah bahan kimia yang digunakan untuk membuat kertas daur ulang. Tinta,
perekat dan pulp daur ulang menjadi sumber ptalat pada kertas daur ulang (Pocas
et al. 2011). Hasil analisis kandungan DBP dari kertas dupleks yang diperoleh
dari 5 produsen yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 7 dan kromatogram hasil
analisis dengan GC-MS dapat dilihat pada Gambar 8.
16
Konsentrasi DBP Sampel
(ppm)
5.00
c
4.00
c
3.00
b
2.00
1.00
b
b
a
0.00
Virgin
A
B
C
Jenis Sampel Dupleks
D
E
Gambar 7 Kandungan DBP pada sampel kertas dupleks. Garis vertikal di atas tiap
balok data menunjukkan standar error dan huruf-huruf di atas balok
data menunjukkan perbandingan nilai tengah antar sampel berdasarkan
uji DMRT pada taraf nyata 0.05 (N=3 kecuali sampel C dan E)
Pada kemasan kertas daur ulang seperti dupleks, banyak terdapat kandungan
kontaminan di dalamnya. Hasil penelitian Parigoridi et al. (2010) menunjukkan
bahwa terdapat setidaknya 21 komponen organik yang terkandung di dalam kertas
daur ulang dalam berbagai konsentrasi seperti naptalen (0.07-0.19 mg/kg),
asenaptilen (