ANALISIS SENYAWA KARSINOGENIK N-NITROSODIPROPILAMIN (NDPA) PADA DAGING OLAHAN DENGAN HEADSPACE-SINGLE

DROP MICROEXTRACTION-GAS CHROMATOGRAPHY-FLAME

IONIZATION DETECTOR (HS-SDME-GC-FID)

ANALISIS SENYAWA KARSINOGENIK N-NITROSODIPROPILAMIN (NDPA) PADA DAGING OLAHAN DENGAN HEADSPACE-SINGLE

DROP MICROEXTRACTION-GAS CHROMATOGRAPHY-FLAME

SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia Pada Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II, Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc Yanuardi Raharjo, S.Si, M.Sc NIP. 19681228 199303 1 001 NIK. 139090961

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul : Analisis Senyawa Karsinogenik N-Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Daging Olahan Dengan Headspace-Single Drop

Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HS-SDME-GC-FID)

Penyusun : Teguh Hari Sucipto NIM : 080810645 Pembimbing I : Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc Pembimbing II : Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc Tanggal Ujian : 18 Juli 2012

Disetujui oleh : Pembimbing I, Pembimbing II, Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc NIP. 19681228 199303 1 001 NIK. 139090961

Mengetahui, Ketua Departemen Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 19671115 199102 2 001 iii i

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pemgutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakam hak milik Universitas Airlangga.

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya segala petunjuk yang telah diberikan, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Analisis Senyawa Karsinogenik

N-Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Daging Olahan Dengan Headspace- Single Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HS-SDME-GC-FID)” dengan lancar dan tepat pada waktunya. Penulis

menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc dan Bapak Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc selaku dosen pembimbing I dan II yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis hingga selesainya skripsi ini.

2. Ibu Dr. Pratiwi Pujiastuti, M.Si dan Bapak Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA selaku dosen penguji I dan II yang telah memberikan saran dan arahan kepada penulis hingga selesainya skripsi ini.

3. Bapak Drs. Joesoef Syah, MS selaku dosen dosen wali yang telah memberikan pengarahan dan nasehat kepada penulis.

4. Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku Ketua Departemen Kimia yang telah memberikan fasilitas serta arahan selama penyusun belajar di Departemen Kimia.

5. Seluruh Staf Pengajar Program Studi S1 Kimia yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada penyusun.

6. Kedua Orang Tua, H. Slamet dan Hj. Munjiah yang telah memberikan motivasi dan nasehat kepada penulis.

7. Zarah Nur Intizzar, Kartika Laksmi Prasetyowati, dan Any Shofiyah yang selalu membantu dan memberi semangat dalam penyelesaian skripsi ini.

8. Teman-teman seperjuangan S1 Kimia angkatan 2008 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan semangat, dukungan, dan bantuan selama penyusunan naskah skripsi.

9. Teman-teman S1 Kimia angkatan 2006, 2007, dan 2009 yang telah memberikan semangat dan doa untuk kelancaran penyusunan naskah skripsi. v

10. Semua pihak yang telah membantu dalam penulisan naskah skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penulisan skripsi ini agar bermanfaat bagi semua pihak.

Surabaya, 18 Juli 2012 Penyusun, Teguh Hari Sucipto vi

Sucipto, T.H., 2012, Analisis Senyawa Karsinogenik N-Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Daging Olahan Dengan Headspace-Single Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HS-SDME- GC-FID). Skripsi Ini Dibawah Bimbingan Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc dan Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc. Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya. ABSTRAK

Analisis senyawa karsinogenik N-nitrosodipropilamin (NDPA) dalam daging olahan yaitu hamburger dan kebab telah dilakukan dengan HS-SDME-GC- FID. Hasil yang diperoleh penentuan pH optimum adalah 4, kecepatan pengadukan optimum adalah skala 6, dan suhu ekstraksi optimum adalah 30 °C. Pada penelitian ini diperoleh limit deteksi sebesar 78 ppb, persen recovery sebesar 101,18%, presisi antara 0,089% sampai dengan 0,566%, dan true enrichment

factor sebesar 3372,52 kali. Dari hasil penelitian disimpulkan teknik HS-SDME-

GC-FID dapat digunakan untuk menganalisis senyawa karsinogenik N- nitrosodipropilamin (NDPA) yang terdapat pada daging olahan (hamburger dan kebab) dengan konsentrasi setiap sampel sebagai berikut, hamburger I sebesar 0,27 ppm, hamburger II sebesar 0,73 ppm, hamburger III sebesar 1,39 ppm, dan kebab I sebesar 3,13 ppm.

Kata Kunci : HS-SDME-GC-FID, N-nitrosodipropilamin, daging olahan vii

Sucipto, T.H., 2012, Analysis of N-nitrosodiprophylamines carcinogenic compound to meat-processing using Headspace-Single Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HS- SDME-GC-FID). This script is under advisement of Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc and Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc. Chemistry

Department, Science and Technology Faculty, Airlangga State University.

ABSTRACT

Analysis of N-nitrosodipropilamin carcinogenic compound in processed meat especially hamburger and kebab had occured by HS-SDME-GC-FID technique. The results were obtained determining the optimum pH was 4, the optimum stirring speed was 6 scale, and the temperature of extraction was 30 ºC. It was obtained in this study that the detection limit of 78 ppb, the percent recovery of 101,18%, precision between 0,089% to 0,566%, and the true enrichment factor was 3372,66 times. From the results of the study was concluded that HS-SDME-GC-FID technique can be used to analyze the carcinogenic compound N-nitrosodiprophylamines (NDPA) found in meat-processing (hamburger and kebab) by the concentration of each samples as follows, hamburger I of 0,27 ppm, hamburger II of 0,73 ppm, hamburger III of 1,39 ppm, and kebab I of 3,13 ppm. Keyword : HS-SDME-GC-FID, N-nitrosodiprophylamines, meat-processing viii

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................. 15

1 M ................................................................. 18

3.4.3.5 Pembuatan larutan natrium dihidrogen fosfat

3.4.3.4 Pembuatan larutan natrium asetat 1 M ............. 18

3.4.3.3 Pembuatan larutan asam asetat 1 M ................. 18

3.4.3.2 Pembuatan larutan standar NDPA 2 ppm; 4 ppm; 6 ppm; 8 ppm; dan 10 ppm................. 18

3.4.3.1 Pembuatan larutan induk NDPA 50 ppm ........ 17

3.4.3 Pembuatan larutan.......................................................... 17

3.4.2 Headspace-sing le drop microextraction (HS-SDME)... 17

3.4.1 Diagram alir penelitian................................................. 16

3.4 Prosedur Penelitian .................................................................. 16

3.3 Alat-alat Penelitian .................................................................. 15

3.2. Bahan Penelitian..................................................................... 15

BAB III METODE PENELITIAN............................................................... 15

DAFTAR ISI Halaman LEMBAR JUDUL ........................................................................................ i LEMBAR PERNYATAAN.............................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN.......................................................................... ... iii LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI....................................... iv KATA PENGANTAR................................................................................... v ABSTRAK.......................................................................................................... vii ABSTRACT.............................................................................. ....................... viii DAFTAR ISI ................................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR..................................................................................... xi DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................. xiii

2.4 Gas Chromatography (GC) ..................................................... 13

2.3 Headspace-Single Drop Microextraction.............................. .... 12

2.2 N-Nitrosamin...................................................................... ....... 10

2.2 Karsinogenik…………………………………………………... 9

2.1.2 Kebab ............................................................................. 8

2.1.1 Hamburger...................................................................... 8

2.1 Produk Daging Olahan............................................................. 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 8

1.4 Manfaat Penelitian................................................................... 7

1.3 Tujuan Penelitian..................................................................... 6

1.2 Rumusan Masalah ................................................................... 6

1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................... 1

BAB I PENDAHULUAN........................................................................... 1

3.4.3.6 Pembuatan natrium hidroksida 1 M............... ... 18

4.5.1 Limit deteksi (sensitivitas) ........................................... 38

4.3.1 Optimasi parameter analitik ......................................... 31

4.3.1.1 Optimasi pH ..................................................... 31

4.3.1.2 Optimasi kecepatan pengadukan ....................... 33

4.3.1.3 Optimasi suhu ekstraksi .................................... 35

4.4 Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA dengan Ekstraksi HS-SDME 36

4.5 Validasi Parameter Analitik ..................................................... 38

4.5.2 Persen Recovery (R)..................................................... 39

4.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA Tanpa Ekstraksi ................ 27

4.5.3 Koefisien variasi (presisi)............................................. 40

4.5.4 Enrichment factor ........................................................ 40

4.6 Analisis Sampel....................................................................... 41

4.7 Spiking .................................................................................... 44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 47

5.1 Kesimpulan ............................................................................. 47

5.2 Saran .................................................................................... 47

4.3 Headspace-Single Drop Microextraction (HS-SDME)............. 29

4.1 Optimasi Gas Chromatography (GC) ...................................... 26

3.4.3.7 Pembuatan larutan buffer asetat....................... . 19

3.4.6 Pembuatan kurva kalibrasi NDPA dengan ekstraksi HS-SDME..........................................................................22

3.4.3.8 Pembuatan larutan buffer fosfat..................... ... 19

3.4.3.9 Pembuatan larutan buffer bikarbonat................ . 19

3.4.4 Pembuatan kurva kalibrasi NDPA tanpa ekstraksi......... 20

3.4.5 Optimasi parameter analitik ......................................... 20

3.4.6.1 Optimasi pH........................................................ 20

3.4.6.2 Optimasi kecepatan pengadukan ...................... 20

3.4.6.3 Optimasi suhu ekstraksi..................................... 21

3.5 Validasi Parameter Analitik ..................................................... 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 26

3.5.1 Penentuan limit deteksi (sensitivitas)............................ 22

3.5.2 Penentuan persen recovery (R) ..................................... 23

3.5.3 Uji koefisien variasi (presisi)........................................ 23

3.5.4 Perhitungan enrichment factor ..................................... 24

3.6 Penyiapan Sampel .................................................................... 24

3.7 Analisis Sampel........................................................................ 24

3.8 Spiking ..................................................................................... 25

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................... 49 LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

2.1 Struktur kimia senyawa N-nitrosamin.........................

10 2.2 Mekanisme reaksi pembuatan N-nitrosamin..............

2.3 Persamaan reaksi nitrosating pembuatan N- nitrosodipropilamin.........................................................

11 2.4 Reaksi substitusi-transfer massa..................................

2.5 Headspace-single drop microextraction (HS-SDME)

13 2.6 Kromatografi gas............................................................

14 3.1 Set-up HS-SDME............................................................

17 3.2 Skema optimasi suhu ekstraksi.......................................

21 4.1 Kurva optimasi GC.........................................................

27 4.2 Kromatogram N-nitrosodipropilamin.............................

27 4.3 Kurva kalibrasi NDPA tanpa ekstraksi...........................

28 4.4 Kurva optimasi pH..........................................................

4.5 Persamaan reaksi kondisi NDPA dalam suasana asam

4.6 Persamaan reaksi kondisi NDPA dalam suasana basa

33 4.7 Kurva optimasi kecepatan pengadukan...........................

34 4.8 Kurva optimasi suhu........................................................

36 4.9 Kurva kalibrasi NDPA dengan ekstraksi HS-SDME.......

4.10 Kurva pemekatan NDPA menggunakan ekstraksi HS-SDME 41 xi

xii

Data persen recovery larutan standar NDPA dengan ekstraksi HS-SDME....................................................... Data koefisien variasi larutan standar NDPA dengan ekstraksi HS-SDME....................................................... Data analisis sampel....................................................... Data konsentrasi NDPA dalam sampel.......................... Data spiking sampel....................................................... Data konsentrasi NDPA dalam spiking sampel............. Data recovery spiking sampel........................................

Pembuatan larutan buffer fosfat.................................. Pembuatan larutan buffer bikarbonat............................. Kondisi Gas Chromatography (GC).............................. Data kurva kalibrasi NDPA tanpa ekstraksi................... Sifat fisika pelarut organik dan senyawa NDPA............ Data optimasi pH............................................................ Data optimasi kecepatan pengadukan............................ Data optimasi suhu......................................................... Data kurva kalibrasi NDPA dengan ekstaksi HS- SDME............................................................................

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

4.5

3.1

3.2

3.3

4.1

4.2

4.3

4.4

4.6

5.4 Pembuatan larutan buffer asetat....................................

4.7

4.8

4.9

5.0

5.1

5.2

5.3

xiii

12.

21.

20.

19.

18.

17.

16.

15.

14.

13.

11.

DAFTAR LAMPIRAN No. Judul 1.

10.

22. Pembuatan Larutan Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA Tanpa Ektraksi Pembuatan Kurva Optimasi pH Pembuatan Kurva Optimasi Kecepatan Pengadukan Pembuatan Kurva Optimasi Suhu Ekstraksi Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA dengan Ekstraksi HS-SDME Perhitungan Enrichment Factor Perhitungan Konsentrasi Sampel Perhitungan Spiking dan Recovery (%R) Spiking Kromatogram Nitrosodipropilamin (NDPA) Kromatogram Metanol Kromatogram Metanol dan NDPA Kromatogram Metanol dan Toluena Kromatogram Metanol, Toluena, dan NDPA Kromatogram Optimasi Parameter Analitik Kromatogram Sampel Hamburger I dan Spiking Sampel Hamburger I Kromatogram Sampel Hamburger II dan Spiking Sampel Hamburger II Kromatogram Sampel Hamburger III dan Spiking Sampel Hamburger III Kromatogram Sampel Kebab I dan Spiking Sampel Kebab I Kromatogram Sampel Kebab II dan Spiking Sampel Kebab II Kromatogram Sampel Kebab III dan Spiking Sampel Kebab III Hasil Uji Nitrit di Balai Besar Laboratorium Kesehatan Surabaya

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bahan pangan merupakan kebutuhan pokok bagi manusia disamping pendidikan, kesehatan, dan sandang. Kebutuhan bahan pangan ini akan terus meningkat sesuai dengan laju pertumbuhan penduduk. Secara garis besar masalah pangan dan sistem pangan umumnya dibagi atas sub sistem produksi, pengadaan, dan konsumsi. Bahan pangan tersebut akan mengalami perubahan-perubahan yang tidak diinginkan antara lain pembusukan. Proses pembusukan disebabkan oleh adanya reaksi kimia yang bersumber dari dalam dan dari luar bahan pangan tersebut (Barus, 2009). Pembusukan yang berasal dari luar bahan pangan disebabkan oleh mikroorganisme pembusuk.

Penggunaan bahan kimia sebagai bahan tambahan pada makanan (food

addittive ) saat ini sering ditemui pada makanan dan minuman. Pengawet bahan

kimia ini berfungsi untuk memperlambat kerusakan makanan, baik yang disebabkan mikroba pembusuk, bakteri, ragi maupun jamur dengan cara menghambat, mencegah, ataupun menghentikan proses pembusukan dan fermentasi dari bahan makanan (Husni, 2007). Akan tetapi, penggunaan pengawet bahan kimia (sintetis) pada saat ini direkomendasikan oleh Departemen Kesehatan karena dapat menyebabkan penyakit kanker (Carcinogenic Agent) dengan cara menetapkan batas maksimum penggunaan bahan kimia tersebut (Hernani dan

Raharjo, 2005). Bahan kimia yang dapat digunakan untuk pengawet antara lain yaitu, NaCl, formalin, nitrit, dan lain sebagainya.

Penyakit kanker merupakan salah satu penyebab kematian terbesar di dunia. Di Indonesia penyakit kanker masuk dalam 6 urutan terbesar penyebab kematian (Sunaryanto, 2010). Menurut Tjindarbumi dan Mangunkusumo (2001), kasus penyakit kanker di Indosesia terus bertambah. Hasil penelitian menyebutkan bahwa setiap 100.000 orang terdapat kasus baru penyakit kanker sebanyak 170- 190 kasus. Penyebab penyakit kanker salah satunya disebabkan oleh senyawa nitrosamin yang menyerang pada organ tubuh tertentu, misalnya perut dan kandung kemih (Domanska et al., 2005).

N-nitrosamin tergolong dalam senyawa N-nitroso compounds (NNCs). Salah satu bentuk senyawa N-nitrosamin adalah N-nitrosodipropilamin (NDPA). Pembentukan NNCs berasal dari nitrit atau nitrogen oksida, dan amin sekunder atau N-alkilamida. Nitrit yang berasal dari olahan daging akan bereaksi dengan amina atau amida untuk membentuk senyawa N-nitrosamin di dalam lambung manusia dalam keadaan asam. Selain berasal dari makanan, nitrosamin juga terdapat dalam asap rokok. Pada produk yang diasap, terdapat bentuk nitrosamin lain yaitu N-nitrosotiazolidin yang merupakan reaksi antara aldehid (dari asap), amin dalam bahan pangan dan nitrit (Prangdimurti dan Mangunkusumo, 2007). Hasil penelitian terhadap berbagai spesies hewan menyatakan bahwa nitrosamin bersifat karsinogenik. Selain itu, nitrosamin juga bersifat beracun dan mutagenik (Andrade et al., 2005).

Pengawet nitrat dan nitrit merupakan salah satu zat pengawet yang sering ditemukan pada daging. Penggunaan pengawet ini bertujuan agar daging memperoleh warna yang baik dan tidak mudah rusak atau menghambat pertumbuhan mikroba (Husni dkk., 2007). Tingkat toleransi N-nitrosamin di dalam tubuh manusia berkisar antara 5 sampai 10 μg/kg dari berat tubuh (Filho, et.

al ., 2003). Negara Amerika Serikat (USA) telah mengatur tingkat toleransi untuk

N-nitrosamin sebesar 10 .0 μg/kg sebagai batas maksimum peredaran produk di pasar (Ventanas dan Ruiz, 2006).

Berdasarkan uraian di atas, mengingat N-nitrosamin dalam hal ini NDPA bersifat karsinogen di dalam tubuh manusia dan menyebabkan kanker maka perlu adanya suatu teknik analisis yang sederhana dan mempunyai sifat sensitivitsas tinggi untuk mendeteksi adanya N-nitrosodipropilamin (NDPA) dalam makanan.

Analisis mengenai N-nitrosamin dalam produk makanan (olahan daging), tembakau, dan air minum sudah banyak dikembangkan dengan berbagai macam teknik ekstraksi. Teknik ekstraksi yang digunakan oleh peneliti sebelumnya antara lain SPE-GC-MS (Solid-Phase Extraction Gas Chromatography Mass-

Spectrometry ) (Jurado-Sánchez et al., 2009), SPE-GC-MS-FID-NPD (Solid-phase Extraction Gas Chromatography Mass Spectrometry Flame Ionization Detector Nitrogen-phosphorus Detector ) (Jurado-Sánchez et al., 2007), SPE-GC-MSD

(Solid-phase Extraction Gas Chromatography with Mass Selective Detector) (Yurchenko dan Mölder, 2007), SPME-DED-GC-MS (Solid Phase

Microextraction Direct Extraction Device Gas Chromatography Mass Spectrometry ) (Ventanas dan Ruiz, 2006), HS-SPME-GC-TEA (Headspace- Solid

Phase Microextraction Gas Chromatography with Thermal Energy Analyzer Detection ) (Andrade et al., 2005), SPME-GC-NCD-NDP-CI-MS (Solid-phase Microextraction Gas Chromatography Nitrogen Chemiluminesence Detection Nitrogen-phosphorus Detection and Chemical Ionization Mass Spectrometry )

(Grebel et al., 2006), SFE-GC-TEA (Supercritical Fluid Extraction Gas

Chromatography using Thermal Energy Analysis ) (Reche et al., 2002), dan TSE-

GC-TEA (Traditional Solvent Extraction Gas Chromatography with Thermal

Energy Analyzer Detection ) (Incavo dan Schafer, 2006). Teknik ekstraksi di atas

mempunyai kelebihan, teknik SPE sangat kecil terjadinya kontaminasi yang bercampur pada analit, teknik SPME membuthkan jenis pelarut yang sedikit sehingga limbah pelarut organik yang banyak, teknik TSE mempunyai kapasitas sampel yang besar dan mempunyai pustaka yang banyak, teknik SFE dapat digunakan untuk mengektrak senyawa yang terdapat pada suatu fluida seperti karet. Akan tetapi, teknik-teknik ekstraksi tersebut masih kurang efisien dalam operasionalnya, teknik SPE membutuhkan pelarut organik dengan kemurnian yang tinggi dan waktu ekstraksi yang relatif lama karena mempunyai beberapa tahap ekstraksi, teknik SPME yang menggunakan absorben pelapis fiber dan teknik ekstraksi tradisional yang menghasilkan limbah pelarut organik. Sehingga masih belum efisien digunakan untuk analisis secara rutin karena akan membutuhkan biaya yang lebih mahal dan limbah pelarut organiknya tidak dapat didaur ulang.

SDME (Single Drop Microextraction) merupakan suatu teknik ekstraksi sederhana, cepat, dan mudah. Teknik ini lebih murah karena tidak membutuhkan peralatan khusus, mempunyai selektivitas tinggi, dan mempunyai batas deteksi rendah (Riccio et al., 2008). SDME mempunyai 2 model ekstraksi, yaitu SDME statis atau direct-SDME dan SDME dinamis atau Headspace-SDME (Stalikas, 2007).

Berdasarkan sifat N-nitrosamin yang mudah menguap (volatil) maka teknik ekstraksi HS-SDME (Headspace-Single Drop Microextraction) sangat efisien digunakan. Teknik ekstraksi HS-SDME mempunyai beberapa keuntungan, yaitu terhindarnya pelarut organik saat ekstraksi dengan kontaminan pada sampel yang dapat mengganggu analisis. Selain itu, teknik ekstraksi HS-SDME juga sederhana, mudah, dan tidak membutuhkan waktu ekstraksi yang lama.

Keberadaan senyawa N-nitrosamin dapat diidentifikasi menggunakan instrumen GC (Gas Chromatography). Kromatografi gas (GC) adalah suatu teknik analisis yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi senyawa kimia dengan sifat mudah diuapkan (Riccio et al., 2008) dan dapat mendeteksi s ampel sampai dengan μg/L (Filho et al., 2003). Teknik analisis menggunakan GC (Gas Chromatography) ini sangat baik digunakan untuk mengidentifikasi senyawa yang bersifat mudah menguap seperti N-nitrosamin yang diduga terdapat pada daging olahan (hamburger dan kebab).

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka dapat diperoleh rumusan masalah sebagai berikut: 1. apakah teknik HS-SDME-GC-FID dapat digunakan untuk menganalisis senyawa nitrosodipropilamin (NDPA) yang terdapat pada daging olahan (hamburger dan kebab)?

2. bagaimana kondisi optimum yang meliputi pH, kecepatan pengadukan (skala), dan suhu (°C) pada analisis senyawa nitrosodipropilamin (NDPA) menggunakan teknik HS-SDME-GC-FID?

3. bagaimanakah validasi teknik HS-SDME-GC-FID meliputi limit deteksi, persen recovery, presisi, dan enrichment factor?

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka dapat diperoleh tujuan penelitian sebagai berikut: 1. mengetahui kemampuan teknik HS-SDME-GC-FID untuk menganalisis senyawa nitrosodipropilamin (NDPA) yang terdapat pada daging olahan

(hamburger dan kebab). 2. mengetahui kondisi optimum yang meliputi pH, kecepatan pengadukan

(skala), dan suhu (°C) pada analisis senyawa nitrosodipropilamin (NDPA) menggunakan teknik HS-SDME-GC-FID.

3. menentukan validasi teknik HS-SDME-GC-FID meliputi limit deteksi, persen recovery, presisi, dan enrichment factor.

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan dan dihasilkan metode baru yang efektif dan selektif dalam menganalisis senyawa N-nitrosamin seperti, nitosodipropilamin (NDPA) yang terdapat pada makanan daging olahan (hamburger dan kebab) sehingga bermanfaat untuk masyarakat secara luas.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Produk Daging Olahan

2.1.1 Hamburger

Hamburger adalah suatu jenis makanan dari daging (Kamisa, 1997) yang berbentuk bulat, kemudian dipipihkan dan digoreng dengan mentega atau dipanggang di atas batu bara, biasanya dimakan sebagai isi roti bulat, diberi daun selada, saus tomat, dan bumbu lainnya.

Hamburger atau burger merupakan produk daging giling yang halus, dicampur dengan lemak hingga tercampur rata dengan proses kuring. Kuring adalah suatu proses pengolahan yang dapat menghambat pertumbuhan organisme melalui penggunaan garam nitrit dan berfungsi juga untuk memepertahankan warna daging. Manfaat melakukan kuring adalah untuk mendapatkan warna yang stabil, aroma, tekstur dan kelezatan yang baik, dan untuk mengurangi pengerutan daging selama proses pengolahan, serta memperpanjang masa simpan produk olahan daging (Cory, 2009).

2.1.2 Kebab Kebab adalah suatu olahan daging panggang atau baker (Davidson, 1999).

Seperti hamburger, kebab di Indonesia biasanya dimakan sebagai isi roti, diberi daun selada dan berbagai jenis saus. Kebab merupakan suatu olahan daging yang tidak tahan dengan waktu yang lama, maka proses penambahan pengawet sangat diperlukan. Pengawet makanan yang sering digunakan untuk olahan daging adalah nitrit, karena nitrit dapat berfungsi sebagai penghambat pertumbuhan organisme, sehingga kebab dapat lebih tahan lama.

2.2 Karsinogenik

Karsinogenik adalah zat dan radiasi yang merupakan agen langsung terlibat dalam menyebabkan kanker. Salah satu macam karsinogenik adalah karsinogenik kimia yang didefinisikan sebagai induksi atau peningkatan neoplasia oleh zat-zat kimia. Berdasarkan karsinogenitasnya, zat kimia biasanya dikelompokkan sebagai berikut; kelompok A yaitu karsinogen manusia dengan bukti cukup pada manusia, keolpok B yaitu sangat mungkin karsinogen pada manusia dengan bukti terbatas pada manusia atau tidak terbukti pada manusia tetapi cukup terbukti pada hewan, kelompok C yaitu kemungkinan karsinogen bagi manusia dengan bukti terbatas pada hewan dan tidak terbukti pada manusia, kelompok D yaitu tidak dapat digolongkan sebagai karsinogen bagi manusia, dan kelompok E yaitu terbukti bukan karsinogen bagi manusia. Bukti pada manusia biasanya berasal dari latar belakang pekerjaan. Misalnya, siklofosfamid dapat menginduksi kanker kandung kemih pada pasien yang menggunakannya dan penggunaan diestilbestrol yang apabila diberikan pada wanita hamil dalam dosis yang sangat besar dapat mengakibatkan tumor vagina dan uterus pada keturunannya. Zat karsinogen bekerja mamicu perubahan genetik tertentu dalam suatu sel sehingga menyebabkan pembentukan noeplasma atau mengubah neoplasma menjadi kanker. Karena untuk mengurangi insiden kanker, maka pola hidup yang berbahaya ini perlu diperbaiki (Lu, 1995).

2.3 N-Nitrosamin

N-Nitosamin adalah NNCs (N-nitroso compounds) senyawa yang terdapat pada makanan tertentu akibat dari reaksi zat nitrosating (Andrade et al., 2005).

1 N N O

2 R ,R = alkil ₁ ₂ Gambar 2.1 Struktur kimia senyawa N-nitrosamin

Prekursor pembentukan NNCs adalah nitrit atau nitrogen oksida, dan amin sekunder atau N-alkilamida. Nitrit bereaksi dengan asam amino bebas (Drabik- Markiewicz et al., 2009) dan amina atau amida untuk membentuk senyawa N- ₊ _- nitrosamin di dalam lambung atau kondisi asam. Persamaan reaksi: _{O H Cl} _HO _{H Cl} _{O H} ₂

⁺ _Na _O

N _O _N _O _N _{-H O} ₂ _H H

_{N -n itro sa m in}

_{N N O}

_NH ₂ _{N O} ₊

Gambar 2.2 Mekanisme reaksi pembentukan N-nitrosamin Nitrat dalam sayuran dapat direduksi menjadi nitrit oleh bakteri dari mulut.

Sedangkan nitrit umumnya ditambahkan sebagai bahan tambahan pangan pada daging yang diawetkan, seperti sosis dan corned. Bahan pangan biasanya mengandung 10 ng/g, sedangkan daging dan ikan yang diasap mengandung ratusan ng/g senyawa nitrit. Nitrit dengan mudah terdekomposisi dalam

lingkungan asam membentuk nitrosating agents yang reaktif, yaitu NO , N O dan

HNO O . Nitrosating agents ini akan bereaksi dengan senyawa amina dan amida

yang terdapat dalam bahan pangan membentuk NNCs, yaitu N-nitrosodimetilamin (paling karsinogenik), N-nitrosodietilamin, dan N-nitrosodipropilamin (Pragdimurti, 2007). Permenkes RI No. 1168/Menkes/Per/X/1999 tentang Bahan Tambahan Makanan (BTM) yang membatasi penggunaan maksimum pengawet nitrit dalam produk daging olahan yaitu sebesar 125 mg/kg. Persamaan reaksi:

_{+ -}

H O NO

2H ₂ NO ²

₃

₇

₊

₃

₇

NO N N O C H C H

₃

₇

₃

₇

Gambar 2.3

(Belitz dan Grosh, 1999) Hasil penelitian terhadap berbagai spesies hewan menyatakan bahwa N- nitrosamin bersifat karsinogenik dan berpotensi menyebabkan penyakit kanker

(Cooper dan Porter, 2000). Tingkat toleransi N-nitrosamin di dalam tubuh manusia berkisar antara 5 sampai 10 μg/kg dari berat tubuh (Filho et al., 2003).

Menurut N-nitrosamin tidak hanya ditemukan dalam bahan makanan saja, melainkan juga terdapat pada air minum, produk karet, formulasi obat, tembakau, dan asap tembakau (Cárdenes et al., 2002).

2.4. Headspace-Single Drop Microextraction (HS-SDME)

Headspace-Single Drop Microextraction (HS-SDME) merupakan salah satu model teknik ekstraksi dari Single Drop Microextraction (SDME).

Headspace-Single Drop Microextraction (HS-SDME) merupakan suatu teknik

ekstraksi cair-cair dengan menggunakan jumlah pelarut organik yang sangat sedikit, biasanya hanya 1 μL sampai 3 μL (Riccio et al., 2008). Posisi pelarut organik dibiarkan menggantung pada ujung microsyringe dan diletakkan di atas permukaan larutan sampel. Larutan sampel dihomogenkan agar terjadi transfer massa dan reaksi kimia senyawa target dan pelarut organik berlangsung sempurna (Stalikas, 2007). _{- +} _{- +} _{+ M OH} _{M OR Q} ₊

ROH + M OR H O _{- +} _X _{- +} _{Fasa Cair} _M _{X Q OR} _{- + + -} ₂ ₊ ₊ _{RO-CO CH CH} ₂ ₂ ₃ _{+ Q} _{+ + - -} _{X ClCO C H Q OR} _{K QOR} _QX

_{Tetesan Organik}

_org

₂

₅

Faktor yang dapat mempengaruhi proses ekstraksi antara lain, yaitu pemilihan jenis pelarut organik, volume pelarut organik, suhu ekstraksi, dan waktu ekstraksi (Adam, et. al., 2008). Selain itu, faktor yang dapat mempengaruhi proses ekstraksi adalah kecepatan pengadukan dan ukuran tetesan (drop).

Teknik Headspace-Single Drop Microextraction (HS-SDME) merupakan suatu teknik ekstraksi sederhana, cepat, dan murah. Selain itu, karena posisi pelarut organik berada di atas permukaan larutan sampel maka hasil ekstraksi bebas dari kontaminan yang dapat mengganggu analisis. Setelah proses ekstraksi selesai, tetesan (drop) yang berada di ujung microsyringe ditarik kembali ke dalam microsyringe dan dapat secara langsung dianalisis dengan GC (Gas

Chromatography ) (Riccio et al., 2008).

2.5 Gas Chromatography (GC)

Kromatografi gas adalah suatu teknik analisis yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi senyawa kimia yang bersifat mudah menguap (Riccio et al., 2008) dan dapat mendeteksi sampel sampai dengan μg/L (Filho et al., 2003). Kromatografi gas (GC) merupakan suatu metoda pemisahan campuran yang terdiri dari dua macam komponen atau lebih, yang didasarkan pada perbedaan migrasi di antara dua fasa yaitu fasa diam yang berupa padatan dan fasa gerak berupa gas. Fasa diam berupa cairan yang tidak mudah menguap yang melekat pada padatan pendukung yang inert berupa butiran halus dan fasa geraknya berupa gas yang bersifat inert (Handajani, 2005). _{MOL-SIEVE FIXED RESTRITORS} _REGULATOR FLOW CONTROLLER _INJECTION _DETECTOR _ELECTROMETER ₁ ₂ ₃ COLUMN _RECORDER

Keterangan: 1 . Air _OVEN

2. Hydrogen

3. Carrier Gas

Kemudian sampel dibawa oleh gas pembawa melalui kolom dimana komponen sampel akan dipisah-pisahkan, dan dialirkan menuju detektor yang memberikan sinyal. Kemudian dapat diamati pada sistem pembacaan. Sampel yang digunakan untuk kromatografi biasanya berupa zat cair, sehingga perlu dilakukan penguapan.

Oleh karena itu, injection port, kolom, dan detektor dipanaskan.

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik dan Laboratorium Instrumentasi Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari 2012 sampai bulan Juni 2012.

3.2 Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain metanol, larutan standar nitrosodipropilamin (NDPA) 99,9%, toluena, asam asetat glasial, natrium asetat, natrium dihidrogen fosfat, natrium hidroksida, aquadem, dan NaHCO . Sampel daging hamburger dan daging kebab didapatkan dari Surabaya

3 Timur.

3.3 Alat-alat Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat gelas yang biasa digunakan di laboratorium, pH meter, labu ukur 100 mL, buret, pipet skala, timbangan analitik, gas chromatography (GC) tipe HP-Hewlett 5890 packard series II, Kolom GC tipe HP-5 (panjang 30 m; diameter 0,250 mm; dan film 0,10 µm), microsyringe, mikropipet dan tube mikropipet (10µL, 100µL, dan 1000

μL), kertas saring, corong buchner, Hotplate Stirer merk Daihan Labtech Model LMS-

1003 Serial No. 2010051312, batang pengaduk (panjang 1,5 cm dan diameter 0,5 cm), termometer dan mortar.

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Diagram alir penelitian

Pembuatan Larutan Standar NDPA

Optimasi Parameter Analitik

Kecepatan Pengadukan (rpm)

Pembuatan kurva kalibrasi NDPA dengan Parameter Optimasi HS-SDME Penentuan Parameter

Validasi Analisis Data

Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA

Analisis Sampel Suhu (°C) pH

 Limit Deteksi  Persen Recovery  Koefisien Variasi  Enrichment Factor Penyiapan Sampel

3.4.2 Headspace-single drop microextraction

Pada penelitian ini digunakan toluena untuk mengekstrak senyawa nitrosodipropilamin (NDPA). Sebanyak 10 mL larutan standar (misalnya, larutan standar NDPA 6 ppm) dimasukkan ke dalam botol yang berisi batang pengaduk magnetik. Kemudian ditutup dengan penutup karet. Microsyringe yang telah berisi pelarut organik (misalnya, toluena sebanyak 3

μL) dimasukkan ke dalam botol secara tegak lurus hingga tergantung di atas larutan standar. Kemudian ujung microsyringe ditekan sehingga pelarut organik menggantung di ujung jarum. Kemudian larutan standar NDPA diaduk dengan menggunakan pengaduk magnetik. Setelah proses ekstraksi selesai, pelarut organik ditarik kembali ke dalam microsyringe dan diinjeksikan langsung ke instrumen GC-FID, dan dihasilkan luas area untuk konsentrasi standar tersebut.

3.4.3 Pembuatan larutan

3.4.3.1 Pembuatan larutan induk NDPA 50 ppm

Sebanyak 0,125 mL NDPA murni (100 mg; 99,9%) dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL, kemudian ditambahkan dengan metanol sampai tanda batas.

3.4.3.2 Pembuatan larutan standar NDPA 2 ppm; 4 ppm; 6 ppm; 8 ppm; dan 10 ppm

Sebanyak 1,2 mL larutan induk NDPA 50 ppm dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL, kemudian ditambahkan metanol sampai tanda batas. Kemudian dikocok sampai homogen. Sehingga diperoleh larutan standar 6 ppm. Untuk larutan standar 2 ppm; 4 ppm; 8 ppm; dan 10 ppm, masing-masing dibuat dari 0,4 mL; 0,8 mL; 1,6 mL; dan 2,0 mL larutan induk NDPA 50 ppm dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL, kemudian ditambahkan metanol sampai tanda batas.

3.4.3.3 Pembuatan larutan asam asetat 1 M

Diambil 5,75 mL asam asetat glasial dengan pipet skala, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan aquadem sampai tanda batas.

3.4.3.4 Pembuatan larutan natrium asetat 1 M

Sebanyak 8,2 gram natrium asetat ditimbang dengan teliti, kemudian dilarutkan dengan aquadem dalam gelas beker. Larutan dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan aquadem sampai tanda batas.

3.4.3.5 Pembuatan larutan natrium dihidrogen fosfat 1 M

Ditimbang 12,0 gram natrium dihidrogen fosfat, kemudian dilarutkan dengan aquadem dalam gelas beker. Larutan dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan aquadem sampai tanda batas.

3.4.3.6 Pembuatan larutan natrium hidroksida 1M

Sebanyak 4,0 gram natrium hidroksida ditimbang, kemudian dilarutkan dengan aquadem dalam gelas beker. Larutan dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan aquadem sampai tanda batas.

3.4.3.7 Pembuatan buffer asetat

Untuk membuat larutan buffer pH 3 dan 4 digunakan campuran x mL asam asetat 1 M dan y mL natrium asetat 1 M. Kemudian ditentukan dengan pH meter.

(mL) (mL)

9,83 0,17

3 8,52 1,48

3.4.3.8 Pembuatan larutan buffer fosfat

Untuk membuat larutan buffer pH 7 dan 8 digunakan campuran 25 mL natrium dihidrogen fosfat 1 M dan x mL natrium hidroksida 1 M diambil dengan menggunakan buret. Campuran dimasukkan ke labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan aquadem sampai tanda batas. Kemudian ditentukan pHnya dengan pH meter.

(mL) (mL)

25 14,77

7 25 23,42

3.4.3.9 Pembuatan larutan buffer bikarbonat

Sebanyak 1,68 gram NaHCO ditimbang, dimasukkan ke dalam labu ukur

100 mL lalu ditambahkan aquadem sampai tanda batas. Kemudian 50 mL larutan 0,2 M NaHCO dicampurkan dengan 0,2 M NaOH (x) mL dan aquadem (y) mL.

3 (mL) (mL)

50 10,7 39,3

10 50 22,7 27,3

3.4.4 Pembuatan kurva kalibrasi NDPA tanpa ekstraksi

Sebanyak 5 konsentrasi larutan standar NDPA masing-masing 2 ppm; 4 ppm; 6 ppm; 8 ppm; dan 10 ppm, dianalisis dengan menginjeksikan secara langsung ke GC-FID kemudian diplot grafik antara konsentrasi larutan standar dan luasan puncak.

3.4.5 Optimasi parameter analitik

3.4.5.1 Optimasi pH

ANALISIS SENYAWA KARSINOGENIK N-NITROSODIPROPILAMIN (NDPA) PADA DAGING OLAHAN DENGAN HEADSPACE-SINGLE