Pengaruh waktu pemaparan terhadap kadar timbal dalam buah pepaya (Carica papaya L.) yang dijual di beberapa pinggir jalan di Yogyakarta - USD Repository
PENGARUH WAKTU PEMAPARAN TERHADAP KADAR TIMBAL
DALAM BUAH PEPAYA ( Carica papaya L.)
YANG DIJUAL DI BEBERAPA PINGGIR JALAN DI YOGYAKARTA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :
Vivi Elvira NIM : 078114060
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
PENGARUH WAKTU PEMAPARAN TERHADAP KADAR TIMBAL
DALAM BUAH PEPAYA ( Carica papaya L.)
YANG DIJUAL DI BEBERAPA PINGGIR JALAN DI YOGYAKARTA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :
Vivi Elvira NIM : 078114060
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
Andai aku dapat memohon pada-Nya agar hidupku sempurna, kemungkinan ini sangat menggiurkan, tapi aku akan merasa hampa, karena hidup tak lagi mengajariku apapun.
.
Kupersembahkan untuk yang tersayang,,, Seluruh Keluargaku, yang selalu menyayangi dan memberikan dukungan,,, serta almamaterku...
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Bapa di Surga atas berkat, kasih, kekuatan, dan penyertaan-Nya maka skripsi berjudul “Pengaruh Waktu Pemaparan Terhadap Kadar Timbal dalam Buah Pepaya (Carica papaya L.) yang Dijual di Beberapa Pinggir Jalan di Yogyakarta” dapat terselesaikan dengan baik oleh penulis. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Selama penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang telah membantu penulis dalam mengatasi berbagai permasalahan dan kesulitan. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Unversitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si. selaku pembimbing utama yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Terima kasih atas waktu, kritik, saran dan bantuan yang telah diberikan selama penyusunan skripsi.
3. Prof. Dr. Sudibyo Martono, M. S., Apt. selaku pembimbing pendamping yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Terima kasih atas waktu, kritik, saran dan bantuan yang telah diberikan selama penyusunan skripsi.
4. Christine Patramurti, M.Si., Apt. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik untuk skripsi ini.
5. Yohanes Dwiatmaka, M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik untuk skripsi ini.
6. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt. yang telah memberikan ijin melakukan penelitian di laboratorium.
7. Liana Wulan B. sebagai teman seperjuangan dalam skripsi ini, atas kebersamaan selama penelitian, serta saran dan kritik untuk penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.
8. Papa dan Om Indra Boentoro (Papa dari Liana) yang telah membantu selama survei lokasi perkebunan pepaya dan distribusi buah pepaya dari Magelang ke Yogyakarta.
9. Mas Bimo, Pak Parlan, Mas Kunto dan Mas Otok yang telah membantu penulis sejak awal kegiatan penelitian di laboratorium hingga selesai.
10. Mas Narto, Pak Mukminin, dan Mas Dwi atas bantuannya.
11. Teman-teman Kost Dewi I: Eliz, Sasa, Frissa, Venny dan Helen atas kebersamaan, dukungan, semangat dan doanya.
12. Hadi Setiawan (alm.) atas segala dukungan dan bantuan yang telah diberikan selama penulis menyelesaikan studi di Fakultas Farmasi USD.
13. Teman-teman di kelas FST 2007 atas kebersamaan dan saat-saat yang membahagiakan dan tak terlupakan.
14. Pihak Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) Universitas Gadjah Mada Yogyakarta yang telah memberikan ijin untuk melakukan penelitian di sana.
15. Bu Astuti dan Mbak Pipit sebagai teknisi di LPPT UGM atas bantuan dan saran selama melakukan penelitian di sana.
16. Semua teman-teman dan pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu oleh penulis, terima kasih atas bantuan dan dukungannya selama ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan mengingat keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak. Akhir kata, semoga skripsi ini berguna bagi kemajuan ilmu pengetahuan.
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .............................. ii HALAMAN PENGESAHAN .......................................................... iii HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ............................................................................ vi PRAKATA ....................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................ xiv DAFTAR GAMBAR ....................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................... xvii
INTISARI ......................................................................................... xviii ....................................................................................... xix
ABSTRACT BAB I PENGANTAR ......................................................................
1 A. Latar Belakang ............................................................................
1 1. Permasalahan ...........................................................................
4 2. Keaslian penelitian ..................................................................
4 3. Manfaat penelitian ...................................................................
5 B. Tujuan Penelitian .........................................................................
5
A. Timbal .........................................................................................
18 3. Analisis kuantitatif ..................................................................
28 BAB III METODE PENELITIAN ...................................................
26 F. Hipotesis .......................................................................................
25 E. Landasan Teori ............................................................................
24 5. LOD (limit of detection) dan LOQ (limit of quantitation) ......
24 4. Spesifisitas ...............................................................................
22 3. Presisi ......................................................................................
22 2. Akurasi ....................................................................................
20 1. Linearitas .................................................................................
20 D. Validitas Metode Analisis ...........................................................
16 2. Gangguan-gangguan pada spektrofotometri serapan atom .....
6 1. Sifat fisika kimia timbal ..........................................................
13 1. Instrumentasi spektrofotometri serapan atom .........................
12 C. Spektrofotometri Serapan Atom ..................................................
10 3. Manfaat pepaya .......................................................................
9 2. Kandungan kimia ....................................................................
9 1. Morfologi ................................................................................
8 B. Pepaya ..........................................................................................
7 4. Penelitian timbal dalam buah dan sayur ..................................
6 3. Metabolisme dan toksisitas timbal ..........................................
6 2. Pencemaran udara oleh timbal ................................................
29
B. Variabel Penelitian ……………………………………………..
29 1. Variabel bebas ……………………………………………….
29 2. Variabel tergantung ………………………………………….
29 3. Variabel terkendali …………………………………………..
29 C. Definisi Operasional ……………………………………………
31 D. Bahan Penelitian ………………………………………………..
31 E. Alat Penelitian …………………………………………………..
31 F. Tata Cara Penelitian …………………………………………….
32
1. Teknik pengambilan sampel …………………………………
32 2. Preparasi sampel …………………………………………….
33 3. Pembuatan kurva baku timbal …………………………….....
34 4. Penetapan akurasi dan presisi ………………………………..
34 5. Penetapan linearitas .................................................................
35 6. Penentuan detection limit ........................................................
35 7. Penentuan quantitation limit ...................................................
36 8. Analisis sampel secara kuantitatif …………………………...
36 G. Analisis Hasil …………………………………………………..
36 1. Akurasi …………………………………….. ……………….
36 2. Presisi ………………………………………………………..
37 3. Linearitas …………………………………………………….
37
4. Detection limit ….……………………………………………
37 5. Quantitation limit ….………………………………………...
38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………….....
39 A. Pembuatan Larutan Baku Timbal ………………………………
39 B. Penetapan Kurva Baku …………………………………………
40 C. Parameter Validitas Metode ……………………………………
42 1. Limit of detection (LOD) dan limit of quantitation (LOQ) ..
42
2. Akurasi ………………………………………………………
44 3. Presisi ………………………………………………………..
47 4. Linearitas …………………………………………………….
48 5. Spesifisitas ...............................................................................
49 D. Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya ............................
49 1. Pengambilan dan perlakuan buah pepaya ..............................
49
2. Preparasi buah pepaya ………………………………………
50 3. Analisis kadar timbal dalam pepaya .....................................
52 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……………………………
60 A. Kesimpulan ……………………………………………………..
60 B. Saran ……………………………………………………………
60 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………..
61 LAMPIRAN ……………………………………………………….
65 BIOGRAFI PENULIS ……………………………………………..
89
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel I Komponen Kimia dalam Carica papaya L. ................
11 Tabel II Kandungan Nutrisi dalam 100 g Buah Pepaya ............
11 Tabel III Parameter analisis yang harus dipenuhi untuk syarat validasi metode ............................................................
21 Tabel IV Kriteria rata-rata recovery yang diijinkan ...................
22 Tabel V Kriteria nilai presisi yang diijinkan .............................
24 Tabel VI Data Replikasi Seri Kurva Baku Timbal .....................
40 Tabel VII Data Replikasi Seri Kurva Baku Timbal dengan Penyesuaian Satuan Kadar Timbal ..............................
41 Tabel VIII Hasil Pengukuran Absorbansi Blanko (Asam nitrat pH 2), LOD, dan LOQ ................................................
43 Tabel IX Data Recovery Baku Timbal .......................................
44 Tabel X Data Recovery Kadar Timbal dengan Metode Standar
46 Adisi ............................................................................ Tabel XI Data Nilai KV Baku Timbal ........................................
47 Tabel XII Hasil KV Kadar Timbal dengan Metode Standar Adisi ............................................................................
48 Tabel XIII Hasil Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya
53 Kontrol ........................................................................ Tabel XIV Hasil Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya
53
Tabel XV Hasil Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya
54 yang Dititipkan pada Pedagang I selama 8 hari .......... Tabel XVI Hasil Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya yang Dititipkan pada Pedagang II selama 4 hari .........
55 Tabel XVII Hasil Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya yang Dititipkan pada Pedagang II selama 8 hari .........
55 Tabel XVIII Hasil Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya yang Dititipkan pada Pedagang III selama 4 hari .......
56 Tabel XIX Hasil Penetapan Kadar Timbal dalam Buah Pepaya yang Dititipkan pada Pedagang III selama 8 hari .......
56
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Buah Pepaya ...................................................................
10 Gambar 2. Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom ...................
13 Gambar 3. Bagian-bagian Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom ...............................................................................
15 Gambar 4. Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom .............
16 Gambar 5. Absorbansi Logam Pb versus Kadar Timbal (Replikasi 2) .....................................................................................
42
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Data Penimbangan Bahan ........................................
66 Lampiran 2. Contoh Perhitungan Kadar Seri Larutan Baku Timbal ......................................................................
68 Lampiran 3. Persamaan Kurva Baku dan Gambar Kurva Baku Timbal ......................................................................
71 Lampiran 4. Perhitungan Penetapan Nilai LOD dan LOQ ...........
72 Lampiran 5. Contoh Perhitungan Nilai % Recovery Baku Timbal
74 Lampiran 6. Contoh Perhitungan Nilai KV ..................................
78 Lampiran 7. Contoh Perhitungan Penetapan Kadar Timbal dalam Sampel ...........................................................
79 Lampiran 8. Data Statistik Kelompok Pedagang I .......................
81 Lampiran 9. Data Statistik Kelompok Pedagang II ......................
83 Lampiran 10. Data Statistik Kelompok Pedagang III .....................
85 Lampiran 11. Gambar Proses Pengambilan Sampel Pepaya ..........
87 Lampiran 12. Gambar Pohon Pepaya .............................................
88
INTISARI
Asap kendaraan bermotor yang mengandung timbal dapat mengontaminasi buah yang dijual di pinggir jalan, seperti pepaya. Konsumsi buah yang mengandung timbal dapat mengakibatkan toksisitas kronis. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh lama waktu pemaparan udara yang terkontaminasi timbal terhadap kadar timbal dalam buah pepaya (Carica papaya L.) serta mengetahui apakah metode yang digunakan telah memenuhi parameter validitas: LOD, LOQ, akurasi, presisi, spesifisitas dan linearitas.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental. Sampel diperoleh dengan mengambil daging buah pepaya kemudian didestruksi dan ditetapkan kadar timbalnya dengan spektrofotometer serapan atom.
Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh nilai r sebesar 0,9998. Recovery dan KV baku pada kadar 0,25; 1,5; dan 3,0 ppm adalah 91,66-95,06% dan 1,86%; 100,78-102,38% dan 0,80%; 102,28-105,92% dan 1,76%. Recovery dan KV standar adisi sebesar 97,89-100,95% dan 1,65%. Rata-rata kadar timbal dalam buah pepaya kontrol adalah 0,15187 mg/kg; dalam buah pepaya yang dititipkan di pinggir Jalan Colombo, Jalan A.M. Sangaji dan Jalan Gedong Kuning selama 4 hari adalah 0,15267 mg/kg; 0,15440 mg/kg; 0,15645 mg/kg; dan selama 8 hari adalah 0,15650 mg/kg; 0,14972 mg/kg; 0,15908 mg/kg.
Hasil statistik menunjukkan bahwa perbedaan kadar timbal antara kelompok buah pepaya kontrol, 4 hari dan 8 hari di Jalan Colombo, Jalan A.M Sangaji dan Jalan Gedong Kuning tidak signifikan. Kata kunci : Pepaya, Spektrofotometri serapan atom, Validasi metode, Penetapan kadar, Timbal
ABSTRACT
Motor vehicle fumes that contain lead can contaminate fruit sold on the roadside, such as papaya. Consumption of fruits that contain lead cause chronic toxicity. The purpose of this study was to determine the effect of exposure duration of lead-contaminated air to the lead content in papaya fruit and determine if the methods used in, compliance with the validity parameters: LOD, LOQ, accuracy, precision, specificity and linearity.
This study is an experimental studies. Samples obtained by taking the papaya fruit flesh, then it’s digested. Lead content determined by atomic absorption spectrophotometer
Based on research results, r value are 0.9998; recovery and CV value at levels 0.25; 1.5; and 3.0 ppm are 91.66-95.06% and 1.86%; 100.78-102.38% and 0.80%; 102.28-105.92% and 1.76%. Recovery and CV value of standard adition are 97.89-100.95% and 1.65%. The lead levels in control group are 0.15187 mg/kg; in papaya fruits which were sold on the Colombo, A.M. Sangaji and Gedong Kuning Roadside for 4 days are 0.15267 mg/kg; 0.15440 mg/kg; 0.15645 mg/kg, and for 8 days are 0.15650 mg/kg; 0.14972 mg/kg; 0.15908 mg/kg.
Statistically, there’s no significant difference in lead levels between controls, 4 days and 8 days groups in Colombo , A.M. Sangaji and Gedong Kuning Street. Key words : Papaya, Atomic absorption spectrophometry, Validation method, Lead determination, Lead
BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Indonesia merupakan negara yang tingkat kependudukannya tinggi
dengan berbagai aktivitas kehidupan yang pasti menghasilkan suatu limbah. Salah satu limbah yang tergolong sangat beracun bagi organisme hidup adalah senyawa- senyawa kimia yang mempunyai bahan aktif logam-logam berat (Palar, 1994). Timbal, kadmium, tembaga, dan seng merupakan polutan logam yang utama di lingkungan pinggir jalan (Akbar, Hale, Headley, dan Athar, 2006).
Beberapa logam berat, seperti kadmium, timbal, dan merkuri merupakan kontaminan utama dalam makanan dan merupakan masalah utama terhadap lingkungan (Zaidi, Asrar, Mansoor, dan Farooqui, 2005). Kontaminasi logam berat dalam sayuran dan buah disebabkan oleh kontaminasi pada tanah dan atmosfer yang dapat mengancam kesehatan manusia (Turkdogan, Kilicel, Kara, dan Tuncer, 2003).
Namun, menurut Yusuf dan Oluwole (2009), selama proses transportasi dan penjualan, sayur dan buah yang telah dipanen masih terancam oleh polusi udara yang dapat menyebabkan peningkatan kadar logam berat dalam sayur dan buah. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Farista (2010), waktu pemaparan berpengaruh terhadap kadar timbal pada buah jambu biji yang dijual di pinggir jalan. Semakin lama buah dijajakan secara terbuka di kios di tepi jalan, perlu dilakukan pemeriksaan kadar timbal dalam buah yang dijual di pinggir jalan di Yogyakarta, terutama kios-kios buah di pinggir jalan raya dengan kepadatan lalu lintas tinggi. Pada penelitian ini, kios buah yang dipilih adalah kios buah di pinggir Jalan Colombo, Jalan Gedong Kuning, dan Jalan A. M. Sangaji, Yogyakarta.
Buah yang dipilih adalah buah pepaya berusia 2-3 bulan yang diperoleh langsung dari perkebunan pepaya di Jalan Mayor Unus KM 6, Gentan, Wayuan, Kabupaten Magelang. Perlakuan yang diberikan adalah lama waktu pemaparan buah pepaya, yaitu empat hari dan delapan hari setelah dititipkan pada kios-kios buah. Kontrol yang digunakan adalah pepaya yang baru dipetik sebagai hari ke-0.
Pada penelitian dipilih buah pepaya karena buah pepaya merupakan salah satu buah yang sering dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia karena manfaatnya yang banyak. Secara ekonomis, pepaya adalah spesies yang penting dalam famili dan telah dibudidayakan secara luas untuk tujuan konsumsi. Di Asia,
Caricaceae
buah pepaya mentah yang diserut sering digunakan sebagai salad. Selain itu, buah pepaya mentah yang telah dikupas dan dimasak digunakan dalam berbagai menu makanan di Asia. Di Asia Tenggara, konsumsi pepaya menempati urutan kedua setelah pisang (Australian Government, 2008). Selama tahun 2008, produksi buah pepaya di dunia mencapai 9732158 ton dari 20 negara. Indonesia merupakan negara keempat terbesar produksi pepaya di dunia (FAO, 2011).
Kulit pepaya harus dikupas terlebih dahulu sebelum dikonsumsi. Oleh karena itu, peneliti ingin memeriksa apakah daging buah pepaya yang dikonsumsi Pencemaran tersebut dapat ditentukan berdasarkan penambahan kadar timbal dalam daging buah pepaya.
Penetapan kadar timbal (Pb) dalam buah pepaya ini menggunakan metode spektrofotometri serapan atom. Menurut Bakkali, Martos, Souhail, dan Ballesteros (2009), flame atomic absorption spectrometry banyak digunakan karena selektivitasnya, kecepatannya, dan biaya operasionalnya yang murah.
Selain itu, menurut Khopkar (1990), kelebihan metode spektrofotometri serapan atom adalah dapat menganalisis logam dalam konsentrasi rendah serta metode serapan sangat spesifik, dalam hal ini setiap logam yang diukur mempunyai panjang gelombang tertentu, sehingga serapan yang dihasilkan berasal dari serapan logam tersebut tanpa ada serapan logam lain.
Validasi adalah proses yang digunakan untuk membuktikan bahwa suatu metode analisis tertentu dapat digunakan untuk mengukur suatu analit tertentu dan dapat memberikan hasil pengukuran sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan (Tanase, Popescu, dan Pana, 2006). Validasi metode perlu dilakukan agar metode ini valid dan dapat dipertanggungjawabkan. Suatu metode dinyatakan valid apabila telah memenuhi syarat akurasi, presisi, linearitas serta spesifisitas yang baik.
1. Permasalahan
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat disusun permasalahan sebagai berikut: a. Apakah metode spektrofotometri serapan atom yang digunakan memiliki nilai
LOD, LOQ, akurasi, presisi, linearitas, dan spesifisitas yang baik untuk menetapkan kadar timbal dalam buah pepaya? b. Apakah ada pengaruh antara waktu pemaparan terhadap kadar logam timbal dalam buah pepaya yang dijual di tepi Jalan Colombo, Jalan A.M. Sangaji, dan Jalan Gedong Kuning, Yogyakarta?
c. Apakah kadar timbal dalam buah pepaya yang telah mengalami perlakuan melebihi batas aman kadar timbal dalam buah menurut SNI 7387:2009 yaitu 0,5 mg/kg?
2. Keaslian penelitian
Sepengetahuan penulis, penelitian dengan judul Pengaruh Waktu Pemaparan terhadap Kadar Timbal dalam Buah Pepaya (Carica papaya L.) yang Dijual di Beberapa Pinggir Jalan di Yogyakarta belum pernah dilakukan.
Beberapa penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya antara lain Penetapan Kadar Timbal (Pb) dalam Buah Salak, Alpukat, dan Melon dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom (Kamal, Prayogo, dan Suroso, 2008).
Pengaruh Ketebalan Kulit, Waktu serta Lokasi Penjualan Terhadap Kadar Pb dalam Buah Jambu Air, Belimbing, Jeruk, dan Pisang (Guntarti dan Kamal, pada Buah Jambu Biji (Psidium guajava L.) yang Dijual di Pinggir Jalan (Farista, 2010). Kadar Cemaran Pb pada Anggur di Kios Buah : Studi Kasus di Jl. Inspeksi Saluran Kali Malang, Jakarta Timur (Kristiono,1999).
3. Manfaat penelitian
a. Manfaat metodologis. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi validitas metode spektrofotometri serapan atom pada penetapan kadar logam timbal (Pb) dalam sampel buah pepaya.
b. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan dapat menambah khasanah ilmu kefarmasian.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui apakah metode spektrofotometri serapan atom yang digunakan memiliki nilai LOD, LOQ, akurasi, presisi, linearitas, dan spesifisitas yang baik untuk menetapkan kadar timbal dalam buah pepaya.
2. Untuk mengetahui pengaruh antara waktu pemaparan terhadap kadar logam timbal dalam buah pepaya yang dijual di tepi Jalan Colombo, Jalan A.M.
Sangaji, dan Jalan Gedong Kuning, Yogyakarta.
3. Untuk mengetahui apakah kadar timbal dalam buah pepaya yang telah mengalami perlakuan melebihi batas aman kadar timbal dalam buah menurut SNI 7387:2009, yaitu 0,5 mg/kg.
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Timbal
1. Sifat fisika kimia timbal
Timbal (plumbum/Pb) atau timah hitam adalah suatu unsur logam berat yang lebih tersebar luas dibanding kebanyakan logam toksik lainnya. Timbal dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernafasan, ataupun saluran pencernaan (Darmono, 1995).
Timbal termasuk ke dalam kelompok logam-logam golongan IVA pada tabel periodik unsur kimia. Logam ini mempunyai nomor atom (NA) 82 dan bobot atom (BA) 207,2. Timbal merupakan logam berat berwarna kelabu kebiruan dan lunak dengan titik leleh 327 °C dan titik didih 1620 °C. Pada suhu 550-600 °C Pb menguap dan bereaksi dengan oksigen di udara membentuk timbal oksida. Walaupun bersifat lunak dan lentur, Pb sangat rapuh dan mengkerut pada pendinginan, sulit larut dalam air dingin, air panas dan air asam nitrit, asam asetat dan asam sulfat pekat (Denny, 2005).
2. Pencemaran udara oleh timbal
Selama beberapa dekade terakhir, bensin yang mengandung timbal (tetraethyllead) merupakan bahan bakar yang banyak digunakan pada kendaraan bermotor. Partikulat timbal halida diemisikan dalam jumlah yang sangat besar. sebagai halogenated scavengers untuk mencegah akumulasi timbal oksida di dalam mesin. Proses pembentukan timbal halida dapat dilihat pada persamaan 1 di bawah ini:
Pb(C H ) + O + halogenated scavengers
2
5
4
2 CO + H O + PbCl + PbClBr + PbBr (tidak seimbang) (1)
2
2
2
2 Selama puncak penggunaan bensin yang mengandung timbal mulai awal tahun
1970, sekitar 200000 ton timbal mencemari atmosfer setiap tahun melalui rute ini (Manahan, 2005).
3. Metabolisme dan toksisitas timbal
Absorpsi timbal di dalam tubuh sangat lambat, sehingga terjadi akumulasi dan menjadi dasar keracunan yang progresif. Keracunan timbal ini menyebabkan kadar timbal yang tinggi dalam aorta, hati, ginjal, pankreas, paru, tulang, limpa, testis, jantung, dan otak (Supriyanto, Samin, dan Kamal, 2007).
Timbal merupakan neurotoksin dan dapat menyebabkan tingkah laku abnormal, keterbelakangan intelegensi dan mental. Timbal juga dapat mengganggu metabolisme kalsium dan vitamin D serta mempengaruhi formasi Hb dan mengakibatkan anemia (Soceanu, 2009).
Sel-sel darah merah merupakan suatu bentuk kompleks khelat yang
2+
dibentuk oleh ion Fe dengan gugus haemo dan globin. Efek hematotoksisitas ion
2+
Pb adalah menghambat sebagian besar enzim yang berperan dalam biosintesis heme. Diantara enzim yang terlibat dalam sintesis heme, enzim δ-aminolevulinic
2+ 2+
rentan terhadap efek penghambatan ion Pb . Selain itu, toksisitas ion Pb juga dapat menyebabkan anemia hemolitik akibat destruksi eritrosit. Anemia hemolitik disebabkan masa hidup eritrosit yang terlalu singkat (Denny, 2005).
4. Penelitian timbal dalam buah dan sayur
Penelitian yang dilakukan Yusuf dan Oluwole (2009) mengenai Kontaminasi Logam Berat (Cu, Zn, Pb) pada Sayuran di Kota Urban : Studi Kasus di Lagos menunjukkan bahwa konsentrasi logam berat dalam sayuran dapat dipengaruhi oleh konsentrasi logam berat dalam tanah, udara, serta air irigasi pada lokasi penanaman. Selain itu, kadar logam berat tersebut juga dapat bertambah akibat absorpsi logam berat yang berasal dari deposisi udara pada sayuran selama proses transportasi dan penjualan.
Penelitian yang dilakukan oleh Kamal dkk. (2008) mengenai Penetapan Kadar Timbal (Pb) dalam Buah Salak, Alpukat, dan Melon dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom, menunjukkan bahwa terjadi penyerapan logam Pb yang ada di udara oleh buah yang dijual di pinggir jalan. Buah alpukat menunjukkan penyerapan logam Pb yang paling besar. Sebuah penelitian mengenai Pengaruh Ketebalan Kulit, Waktu serta Lokasi Penjualan Terhadap Kadar Pb dalam Buah Jambu Air, Belimbing, Jeruk, dan Pisang yang dilakukan oleh Guntarti dan Kamal (2008), menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan nyata pada kadar timbal berdasarkan lama hari diletakkannya sampel di lokasi Jalan Wonosari, Yogyakarta.
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Farista (2010) tentang Pengaruh Waktu Pemaparan dan Pencucian terhadap Kadar Logam Pb pada Buah Jambu Biji (Psidium guajava L.) yang Dijual di Pinggir Jalan dan Kristiono (1999) mengenai Kadar Cemaran Pb pada Anggur di Kios Buah : Studi Kasus di Jl.
Inspeksi Saluran Kali Malang, Jakarta Timur diketahui bahwa terdapat pengaruh semakin meningkatnya lama waktu buah dipaparkan pada udara yang tercemar asap kendaraan bermotor terhadap peningkatan kadar timbal dalam buah.
Menurut SNI 7387:2009, batas maksimum kadar timbal dalam buah adalah 0,5 mg/kg. SNI 7387:2009 ini merupakan daftar batas maksimum cemaran logam berat dalam pangan.
B. Pepaya
1. Morfologi
Pepaya (Carica papaya L.). Pohon berbatang basah, tumbuh tegak, silindris bercabang atau tidak, dalam rongga seperti sepon dan berongga, luar dengan bekas-bekas daun. Susunan daun rapat, dengan rumus 3/8 pada ujung- ujung batang atau cabang, tangkai bulat, berongga 25-100 cm panjang, helaian daun bulat, berbagi atau bercangap menjadi, pangkal bangun jantung atau berlekuk, ujung runcing, diameter 25-75 cm. Taju-taju bercangap menyirip tak beraturan. Bunga berkelamin tunggal berumah dua. Bunga jantan dan beberapa bunga betina seringkali dalam tandan yang bertangkai panjang. Kelopak kecil, mahkota bangun terompet, putih kekuning-kuningan dengan tepi bertaju lima dan Bunga betina kebanyakan terpisah dengan mahkota yang bebas atau hampir bebas. Bakal buah beruang satu atau dengan sekat-sekat semu nampaknya beruang lima. Kepala putik lima tak bertangkai putik. Biji banyak diselubungi oleh selaput, tetapi sebelah dalam selaput kasar seperti duri. Buahnya buah buni bentuk macam-macam, berdaging lunak berair-air, warna kuning-jingga (Tjitrosoepomo, 1994). Gambar buah pepaya yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Buah Pepaya
2. Kandungan kimia
Secara biologi, masing-masing bagian dari tanaman pepaya memiliki komponen kimia dan kandungan nutrisi yang berbeda-beda dan dapat dilihat pada tabel I dan II.
Tabel I. Komponen Kimia dalam Carica papaya L. (Duke, 2007)
Senyawa Kimia Bagian Tanaman Kadar (ppm)
Alkaloid Daun 1300 – 1500Carpaine Daun 150 – 4000
Dehydrocarpaines Daun 1000
Flavonol Daun 0 – 2000
Tanin Daun 5000 – 6000Nikotin Daun 102,8
Benzylglucosinolate Lateks 116000
Caoutchouc Lateks 45000
Asam malat Lateks 4400
Papain Lateks 51000 – 135000Asam butanoat Buah 1,2
Carpaine Buah 200
Cis- dan trans- oksida Buah 250 – 2238
Silikon Buah 1,2 – 10
Benzyl-isothiocyanate Biji 2000 – 5000 Carpasamine Biji 3500 Asam linoleat Biji 5389Asam oleat Biji 193545 – 202400
Asam palmitat Biji 28791 – 30107
Tabel II. Kandungan Nutrisi dalam 100 g Buah Pepaya (USDA, 2010)
Nutrisi JumlahAir 88,06 g Energi 179 kJ/43 kcal Protein 0,47 g Lemak total 0,26 g Karbohidrat 10,82 g Karbohidrat (gula) 7,82 g Glukosa (dekstrosa) 4,09 g Fruktosa 3,73 g Serat 1,7 g Kalsium 20 mg Natrium 8 mg Kalium 182 mg Kalsium 24 mg Magnesium 21 mg Besi 0,25 mg Zinc 0,08 mg Fosfor 10 mg Beta-karoten 274
μg Thiamin 0,023 mg Riboflavin 0,027 mg Niacin 0,357 mg Vitamin C (total asam askorbat) 60,9 mg Vitamin A 950 IU Likopen 1828 μg
3. Manfaat pepaya
Secara ekonomis, pepaya merupakan salah satu spesies terpenting diantara famili Caricaceae dan telah dibudidayakan secara luas untuk tujuan konsumsi sebagai buah segar dan diolah menjadi minuman, selai, jeli, es krim dan dikeringkan (Morton, 1987). Kandungan nutrisi di dalam buah pepaya yang telah matang menyebabkan pepaya menjadi sumber kalsium, vitamin A dan C yang sangat baik. Buah pepaya yang belum matang memiliki kandungan lateks yang tinggi sehingga kurang sesuai untuk dikonsumsi secara langsung. Namun, buah pepaya mentah yang diserut sering digunakan sebagai salad di Asia. Selain itu, buah pepaya mentah yang telah dikupas dan dimasak digunakan dalam berbagai menu makanan di Asia (Australian Government, 2008).
Secara biokimiawi, daun dan buah pepaya memiliki kandungan kompleks yang memproduksi beberapa protein dan alkaloid untuk kepentingan industri dan farmasetika. Selain itu, lateks yang dihasilkan oleh seluruh bagian tanaman pepaya, terutama dalam buah pepaya yang belum matang, memiliki kandungan kimia berupa papain yang memiliki berbagai manfaat (Australian Government, 2008).
Secara komersial, papain memiliki berbagai kegunaan. Dalam industri farmasetika atau kosmetik, papain dapat digunakan sebagai komponen sabun, sampo, lotion, produk-produk perawatan kulit dan pasta gigi. Papain juga banyak diaplikasikan dalam bidang medis dan kedokteran hewan sebagai sediaan obat untuk berbagai gangguan kesehatan pencernaan, sediaan vaksin, obat cacing untuk ternak, untuk pengobatan luka yang membusuk, serta untuk mengurangi pembengkakan, demam dan adesi setelah pembedahan (Morton, 1987).
C. Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk penetapan kadar sekitar 70 elemen secara kualitatif dan kuantitatif. Tingkat sensitivitas metode ini dapat mencapai satuan ppm dan ppb. Kelebihan lain dari metode ini antara lain cepat, mudah, memiliki selektivitas yang tinggi, serta biaya yang relatif murah (Skoog, West and Holler, 1994). Kekurangan dari dari metode ini adalah dibutuhkan sumber radiasi yang berbeda untuk masing-masing elemen (Christian, 2004).
Spektrofotometer serapan atom yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom
Prinsip spektrofotometri serapan atom adalah larutan sampel mencapai nyala tersebut terkandung atom-atom yang diteliti. Beberapa dari atom-atom ini berada pada excitation state, tetapi sebagian besar berada pada ground state.
Atom-atom pada ground state dapat mengabsorpsi radiasi dari panjang gelombang tertentu yang dihasilkan oleh sumber tertentu (hollow cathode lamp).
Panjang gelombang radiasi dari sumber yang tidak terserap oleh atom-atom pada proporsional dengan jumlah atom-atom yang berada di dalam nyala.
ground state
Absorbansi secara langsung proporsional terhadap konsentrasi atom-atom dalam bentuk gas yang terdapat dalam nyala yang juga proporsional terhadap konsentrasi analit dalam larutan (Christian, 2004).
Proses pembentukan atom-atom logam dalam bentuk gas di dalam nyala dapat diringkas sebagai berikut. Bila suatu larutan yang mengandung senyawa yang cocok dari logam yang akan dianalisis itu dihembus ke dalam nyala, terjadilah peristiwa berikut secara berurutan dengan cepat:
1. Penguapan pelarut yang meninggalkan residu padat;
2. Penguapan zat padat dengan disosiasi menjadi atom-atom penyusunnya, yang mula-mula akan berada dalam keadaan dasar;
3. Beberapa atom dapat tereksitasi oleh energi termal (dari) nyala ke tingkatan- tingkatan energi yang lebih tinggi, dan mencapai kondisi di mana atom-atom tersebut akan memancarkan energi (Basset, Martos, Souhail, and Ballesteros, 1991).
Hubungan antara populasi keadaan dasar dan keadaan eksitasi diberikan oleh persamaan Boltzman:
ΔE/kT
- N /N = (g /g ) e (2)
1
1
keterangan : N = banyaknya atom dalam keadaan eksitasi 1 N = banyaknya atom dalam keadaan dasar (g /g ) = angka banding bobot-bobot statistik untuk keadaan 1 dasar dan keadaan eksitasi= energi eksitasi = hv ΔE k = tetapan Boltzman T = temperatur Kelvin (Basset et al., 1991).
Pada gambar 3 dapat dilihat skema instrumen spektrofotometer serapan atom yang terdiri dari sumber radiasi, nyala, monokromator, detektor, dan .
readout
Gambar 3. Bagian-bagian Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom (Harris, 1987)
Penetapan kadar menggunakan metode spektrofotometri serapan atom terjadi pada medium gas di mana atom-atom logam berada dalam bentuk bebasnya. Oleh karena itu, tahap pertama dari seluruh tahapan dalam spektrofotometri serapan atom adalah atomisasi, yaitu suatu proses di mana sampel diuapkan dan didekomposisi untuk membentuk atom-atom dalam bentuk gas. Efisiensi dan reprodusibilitas tahap atomisasi ini menentukan sensitivitas, presisi dan akurasi metode sehingga dapat dikatakan bahwa atomisasi merupakan tahap kritis dari metode spektrofotometri serapan atom (Skoog et al., 1994).
1. Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom
Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 4. Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom (Anonim, 2006)
Sistem instrumen spektrofotometer serapan atom terdiri dari beberapa bagian yaitu sebagai berikut: a. Sumber radiasi yang baik digunakan untuk spektrofotometri serapan atom adalah hollow-cathode lamp yang terdiri dari sebuah anoda tungsten dan katoda silindris yang terdapat di dalam tabung kaca yang mengandung gas dilewatkan melalui elektroda, menyebabkan atom-atom dalam bentuk gas terionisasi pada anoda. Ion-ion positif terakselerasi menuju katoda negatif.
Ketika ion-ion tersebut menyerang katoda, ion-ion tersebut akan menyebabkan logam dalam sampel bergetar lalu menguap. Logam yang telah menguap akan tereksitasi menuju tingkat energi yang lebih tinggi melalui tabrakan terus-menerus dengan ion-ion gas berenergi tinggi. Ketika elektron kembali ke ground state, spektrum karakteristik dari logam yang diteliti akan diemisikan (Christian, 2004).
b. Pengabut berfungsi untuk menghasilkan kabut atau aerosol larutan uji. Larutan yang akan dikabutkan ditarik ke dalam pipa kapiler oleh kerja Venturi dari semprotan udara yang bertiup melintasi ujung kapiler; diperlukan aliran gas bertekanan tinggi untuk menghasilkan aerosol yang halus (Basset et al., 1991).
c. Nyala berfungsi untuk mengubah logam yang terdapat di dalam sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk atomnya. Sumber nyala yang paling banyak digunakan adalah campuran asetilen sebagai bahan pembakar dan udara sebagai pengoksidasi yang dapat menghasilkan temperatur sekitar
o 2200 C (Rohman, 2007).
d. Monokromator befungsi untuk memilih pita panjang gelombang yang sempit dari sumber spektra. Monokromator terdiri dari lensa atau cermin untuk memfokuskan radiasi, katup masuk dan keluar untuk mengurangi radiasi yang tidak diinginkan, serta kontrol untuk membantu pemurnian spektral dari radiasi yang diemisikan (Christian, 2004). Dalam kebanyakan instrumen lebih seragam daripada yang dihasilkan oleh prisma, dan akibatnya instrumen kisi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi (Basset et al., 1991). Kisi difraksi baik digunakan untuk menghasilkan lebar garis puncak serapan atom yang sangat lebar (> 0,002-0,005 nm) dan kisi difraksi dapat menghalangi radiasi nyala menuju detektor. Monokromator diletakkan diantara nyala dan detektor (Mulja dan Suharman, 1995).
e. Detektor berfungsi untuk mengubah intensitas radiasi yang datang menjadi arus listrik (Mulja dan Suharman, 1995). Pada spektrofotometer serapan atom, digunakan photomultiplier (Basset et al., 1991). Tabung photomultiplier terdiri dari katoda photoemissive, di mana terjadi serangan foton, serta seperangkat elektroda (Christian, 2004).
f. Readout berupa sistem pencatat hasil yang menggunakan suatu alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau serapan (Rohman, 2007).
2. Gangguan-gangguan pada spektrofotometri serapan atom
Gangguan-gangguan (interferences) pada SSA adalah peristiwa-peristiwa yang menyebabkan pembacaan serapan unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari kadar yang sebenarnya dalam sampel (Rohman, 2007). Gangguan-gangguan yang dapat terjadi dalam SSA antara lain:
a. Gangguan Spektral Pada analisis emisi, baik ketika garis emisi atau pita emisi molekuler dekat dengan garis emisi elemen yang diuji serta tidak dapat dipisahkan oleh
Gangguan spektral yang disebabkan oleh produk matriks tidak terjadi secara luas pada atomisasi nyala dan biasanya dapat dihindari dengan variasi beberapa parameter seperti temperatur dan perbandingan bahan bakar terhadap senyawa oksidan (Skoog et al., 1994).