KARTIKA L DEP AKULTAS UNIVE RSINOGE TAH DENG CHROMAT TOR (HS-SD
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
ANALIISIS SENY
YAWA KARSINOGE
ENIK NITR
ROSODIPR
ROPILAMIIN
(NDPA))PADA SOS
SIS MENT
TAH DENG
GAN HEAD
DSPACE-SI
SINGLE DR
ROP
MICROE
EXTRACTI
TION-GAS CHROMAT
C
TOGRAPH
HY-FLAME IONIZATIION
DETECT
TOR (HS-SD
DME-GC-F
FID)
SKRIP
PSI
K
KARTIKA LAKSMI
L
P
PRASETYO
OWATI
DEP
PARTEME
EN KIMIA
FA
AKULTAS
S SAINS DA
AN TEKNOLOGI
UNIVE
ERSITAS AIRLANGG
A
GA
20122
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
ANALISIS SENYAWA KARSINOGENIK NITROSODIPROPILAMIN
(NDPA) PADA SOSIS MENTAH DENGAN HEADSPACE-SINGLE DROP
MICROEXTRACTION-GAS CHROMATOGRAPHY-FLAME IONIZATION
DETECTOR (HS-SDME-GC-FID)
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia
Pada Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Disetujui Oleh :
Skripsi
Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si
NIP. 19560929 198303 2 001
Yanuardi Raharjo, S.Si, M.Sc
NIK. 139090961
ii
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI
Judul
Penyusun
NIM
Pembimbing I
Pembimbing II
Tanggal Ujian
: Analisis Senyawa Karsinogenik Nitrosodipropilamin (NDPA)
Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single Drop
Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization
Detector (HS-SDME-GC-FID)
: Kartika Laksmi Prasetyowati
: 080810187
: Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si
: Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc
: 17 Juli 2012
Disetujui oleh :
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si
NIP. 19560929 198303 2 001
Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc
NIK. 139090961
Mengetahui,
Ketua Program Studi S-1 Kimia
Fakultas Saintek, Universitas Airlangga
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
iii
i
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi
kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan
sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakam hak milik
Universitas Airlangga.
Skripsi
iv
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya segala petunjuk yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi yang berjudul “Analisis Senyawa Karsinogenik Nitrosodipropilamin
(NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single Drop MicroextractionGas
Chromatography-Flame
Ionization
Detector
(HS-SDME-GC-FID)”
dengan lancar dan tepat pada waktunya. Penulis menyampaikan ucapan terima
kasih kepada :
1.
Ibu Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si selaku dosen pembimbing I dan dosen
wali, serta Bapak Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc selaku dosen pembimbing
II yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis hingga
selesainya skripsi ini.
2.
Kedua Orang Tua yang telah memberikan motivasi dan nasehat kepada
penyusun.
3.
Adik-adikku Riri dan Rizki yang telah memberikan semangat kepada
penyusun.
4.
Sahabat-sahabatku Della, Rey, Ike, Ayu dan Laras yang selalu memberi
semangat, penghiburan, dukungan dan bantuannya kepada penulis.
5.
Kakak-kakak
kimia
angkatan
2007
yang
telah
membantu
dalam
penyelesaian skripsi ini.
6.
Teman-teman kimia angkatan 2008 tercinta yang telah membantu dalam
penyelesaian skripsi ini.
7.
Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini.
v
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam
penyusunan skripsi ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penyusunan skripsi ini agar
bermanfaat bagi semua pihak.
Surabaya, 2 Juli 2012
Penyusun,
Kartika Laksmi P.
vi
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Prasetyowati
K.
L.,
2012,
Analisis
Senyawa
Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID). Skripsi Ini Dibawah Bimbingan Dra. Usreg Sri Handajani.,
M.Si dan Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc. Departemen Kimia, Fakultas Sains
dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.
ABSTRAK
Metode cepat, sederhana dan akurat menggunakan head space-single drop
microextraction
(HS-SDME)
untuk
analisis
kuantitatif
senyawa
nitrosodipropilamin (NDPA) dalam sosis mentah telah dilakukan dengan
menggunakan instrumen gas chromatography-flame ionization detector (GCFID). Teknik ini menggunakan tiga parameter analitik yang telah dioptimasi
yakni, jenis pelarut organik toluena, volume larutan ekstrak 20 mL dan waktu
ekstraksi 30 menit. Dalam proses HS-SDME, fasa organik (toluena) dimasukkan
ke dalam syring dan dilakukan ekstraksi menggunakan HS-SDME kemudian
dianalisis dengan GC-FID. Dari hasil optimasi, dihasilkan kurva kalibrasi yang
linier untuk standar NDPA dengan konsentrasi 2 hingga 10 ppm dengan r = 0,999,
limit deteksi hingga 0,078 ppm, akurasi (recovery) sebesar 99,9%, presisi
(koefisien variasi) antara 0,05 hingga 1,29 %, dan pemekatan mencapai 6.658,66.
NDPA pada sampel sosis mentah A, B, dan C berhasil di ekstrak dan dianalisis
menggunakan HS-SDME-GC-FID yang menghasilkan konsentrasi sebesar 0,64
ppm untuk sampel A; 1,5 ppm untuk sampel B; dan 1,38 ppm untuk sampel C.
Kata kunci : hs-sdme-gc-fid, nitrosodipropilamin (ndpa)
vii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Prasetyowati K. L., 2012, Analysis of Nitrosodipropylamines Carcinogenic
Compound to Sausage Using Headspace-Single Drop Microextraction-Gas
Chromatography-Flame Ionization Detector (HS-SDME-GC-FID). This
thesis is under advisement of Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si and Yanuardi
Raharjo, S.Si., M.Sc. Chemistry Department, Science and Technology
Faculty, Universitas Airlangga.
ABSTRACT
A simple, fast and accurate method using head space-single drop micro
extraction (HS-SDME) for quantitative analysis of nitosodipropylamine (NDPA)
in sausage had been studied using gas chromatography-flame ionization detector
(GC-FID). This method used three analytical parameters had been optimized. The
three analytical parameters consisted of, toluene (type of organic solvent), 20 mL
volume of extract solution and 30 minutes of extraction time. In the process of
HS-SDME, the organic phase (toluene) was inserted into the syring and was
extracted by the use of HS-SDME and then analyzed by GC-FID. This
optimization yielded a linier calibration curve for standard of NDPA in
concentration of 2 to 10 ppm with r = 0.999, limit of detection up to 0.078 ppm,
accuracy (recovery) 99.9 %, precision (coefficient of variation) between 0.005 to
1.29 % and the enrichment factor 6,658.66. NDPA in sausage samples A, B, and
C were successfully extracted and analyzed using HS-SDME-GC-FID.
Concentrations of NDPA wich resulted 0.64 ppm in sample A, 1.5 ppm in sample
B, and 1.38 ppm in sample C
Key words : nitrosodipropylamine (ndpa), hs-sdme-gc-fid
viii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
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
BAB I
PENDAHULUAN..............................................................................
1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................
1.4 Manfaat Penelitian .....................................................................
1
1
6
6
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 8
2.1 Nitrit ........................................................................................... 8
2.2 Nitrosamin…………………………………………………... ... 10
2.3 Sosis...................................................................... ..................... 13
2.4 Teknik Analisis Sampel.............................. ............................... 14
2.4.1 Ekstraksi............................................................... ........... 15
2.4.2 Headspace-Single Drop Microextraction............. .......... 16
2.5 Kromatografi Gas.............................. .......................................... 19
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 20
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 20
3.2. Bahan dan Alat Penelitian .......................................................... 20
3.2.1 Bahan Penelitian ............................................................. 20
3.2.2 Alat-alat Penelitian .......................................................... 20
3.3 Variabel Penelitian ..................................................................... 21
3.3.1 Variabel bebas ................................................................. 21
3.3.2 Variabel terikat ................................................................ 21
3.3.3 Variabel terkontrol........................................................... 21
3.4 Prosedur Penelitian .................................................................... 22
3.4.1 Diagram alir penelitian ................................................... 22
3.4.2 Headspace-single drop microextraction (HS-SDME).. . 23
3.4.3 Pembuatan larutan induk NDPA 50 ppm...................... . 24
3.4.4 Pembuatan larutan standar NDPA 2 ppm,4ppm, 6 ppm, 8
ppm, 10 ppm.. ................................................................. 24
3.4.5 Pembuatan kurva kalibrasi tanpa HS-SDME................ . 24
3.4.6 Optimasi parameter analitik ........................................... 24
ix
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3.5
3.6
3.7
3.8
3.4.6.1 Optimasi jenis pelarut organik...........................
3.4.6.2 Optimasi volume larutan ekstrak ......................
3.4.6.3 Optimasi waktu ekstraksi...................................
3.4.7 Pembuatan kurva kalibrasi menggunakan parameter
HS-SDME yang telah di optimasi... .................................
Validasi Parameter Analitik .......................................................
3.5.1 Penentuan limit deteksi ..................................................
3.5.2 Penentuan persen recovery (R) ......................................
3.5.3 Uji koefisien variasi .......................................................
3.5.4 Perhitungan enrichment factor .......................................
Preparasi Sampel dan Penyimpanan Sampel ...............................
Analisis Sampel............................................................................
Penentuan Persen Recovery Pada Analisis Sampel ....................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .........................................................
4.1 Penentuan Kondisi Optimum Instrumen Gas Chromatography
(GC) Untuk Senyawa NDPA ......................................................
4.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA Tanpa Ekstraksi .................
4.3 Optimasi parameter analitik ........................................................
4.3.1 Optimasi jenis pelarut organik ...........................................
4.3.2 Optimasi volume larutan ekstrak .......................................
4.3.3 Optimasi waktu ekstraksi ...................................................
4.4 Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA dengan Parameter Hasil
Optimasi .......................................................................................
4.5 Penentuan Parameter-Parameter Validasi ....................................
4.5.1 Limit deteksi (sensitivitas) ..................................................
4.5.2 Persen Recovery (R) ............................................................
4.5.3 Ketelitian (presisi) ...............................................................
4.5.4 Enrichment factor ................................................................
4.6 Sampling, Penyimpanan Sampel dan Preparasi Sampel ..............
4.7 Analisis Sampel............................................................................
4.8 Persen Recovery (R) Sampel ........................................................
24
25
25
26
26
26
27
27
28
28
29
29
31
31
32
34
34
38
40
42
44
44
45
46
47
49
50
52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 54
5.1 Kesimpulan ................................................................................... 54
5.2 Saran
........................................................................................ 54
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 55
LAMPIRAN
x
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Halaman
2.1
Struktur kimia senyawa Nitrosamin.............................
11
2.2
Reaksi pembentukan senyawa Nitrosamin................
11
2.3
Struktur senyawa Nitrosodipropilamin........................
12
2.4
Reaksi pembentukan senyawa NDPA.........................
12
2.5
Skema proses analisis.....................................................
15
2.6
Skema ekstraksi tetes mikro..........................................
18
3.1
Set-up HS-SDME...........................................................
23
4.1
Kromatogram metanol dan NDPA................................
32
4.2
Kurva luas area terhadap konsentrasi larutan standar
NDPA tanpa ekstraksi dengan HS-SDME..................
33
4.3
Grafik luasan area terhadap jenis pelarut organik.........
37
4.4
Grafik luasan area terhadap volume larutan ekstrak.....
39
4.5
Grafik luas area terhadap waktu ekstraksi......................
41
4.6
Kurva larutan kalibrasi NDPA menggunakan HS-SDME
43
4.7
Kurva pemekatan NDPA menggunakan ekstraksi HS-SDME
48
xi
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Halaman
2.1
Karakteristik senyawa NDPA.........................................
12
3.2
Pembuatan larutan buffer asetat....................................
20
3.3
Pembuatan larutan buffer fosfat..................................
21
4.1
Data luas area pengukuran larutan standar NDPA tanpa
ekstraksi HS-SDME..............................................
33
4.2
Karakteristik kimia dan fissika pelarut organik...........
35
4.3
Data luas area tiga jenis pelarut organik.......................
36
4.4
Data luas area terhadap volume larutan ekstrak............
39
4.5
Data luas area terhadap waktu ekstraksi.......................
41
4.6
Data pengukuran larutan standar NDPA menggunakan
SDME..............................................................................
43
4.7
Data persen recovery larutan standar NDPA..............
46
4.8
Data KV larutan standar NDPA.....................................
47
4.9
Data luas area sampel.....................................................
51
4.10
Data konsentrasi NDPA pada sampel..........................
51
4.11
Data spiking sampel.......................................................
52
4.12
Data persen recovery spiking sampel...........................
53
xii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
1.
Pembuatan Larutan
2.
Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA Tanpa Ektraksi
3.
Pembuatan Grafik Optimasi Jenis Pelarut Organik
4.
Pembuatan Grafik Optimasi Volume Larutan Ekstrak
5.
Pembuatan Grafik Optimasi Waktu Ekstraksi
6.
Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA menggunakan Ekstraksi HS-SDME
7.
Perhitungan Enrichment Factor
8.
Perhitungan Konsentrasi Sampel
9.
Perhitungan Spiking dan Recovery (%R) Spiking
10.
Kromatogram Nitrosodipropilamin (NDPA)
11.
Kromatogram Metanol dan NDPA
12.
Kromatogram Metanol dan Toluena
13.
Kromatogram Metanol, Toluena, dan NDPA
14.
Kromatogram Berbagai Jenis Pelarut Organik
xiii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Seiring kebutuhan masyarakat modern, berbagai makanan olahan saat ini
telah banyak diproduksi, baik oleh perusahaan besar hingga industri rumah
tangga, sebagai contoh makanan olahan tersebut adalah sosis. Sosis merupakan
produk makanan olahan dengan bahan utama daging. Terdapat berbagai jenis
sosis yang beredar di pasaran, seperti sosis segar, sosis masak, sosis fermentasi,
ataupun sosis daging giling yang diasap. Sedangkan dalam proses pembuatannya,
bahan utama daging dicampur dengan berbagai bahan lainnya. Bahan tambahan
ini diperlukan untuk meningkatkan daya beli konsumen karena lebih menarik dan
tahan lama.
Bahan dasar daging pada pembuatan sosis sangat mudah rusak, hal ini
disebabkan oleh mudah tumbuhnya bakteri Clostridium botulinum, sehingga pada
proses penyimpanannya perlu penambahan bahan pengawet tertentu. Nitrit
merupakan zat yang sengaja ditambahkan pada produk daging olahan seperti sosis
untuk mencegah pembentukan racun dari bakteri Clostridium botulinium (Ikeda
dan Migliorese, 1990). Penggunaan nitrit selain sebagai pencegahan terhadap
pertumbuhan mikroba, penambahan nitrit juga bermanfaat memberikan tampilan
yang lebih menarik terhadap daging olahan (Husni dkk., 2007).
Senyawa nitrit dapat bereaksi dengan amina sekunder di dalam lingkungan
dan tubuh manusia serta di dalam daging membentuk senyawa nitrosamin yang
dapat menyebabkan penyakit kanker nasofaring (Incavo dan Schafer, 2006).
1
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
Kanker nasofaring merupakan salah satu dari beberapa jenis kanker yang
mematikan. Kanker nasofaring tumbuh di rongga belakang hidung dan belakang
langit-langit rongga mulut. Kanker ini banyak dijumpai pada orang-orang ras
mongoloid, yaitu penduduk Cina bagian selatan, Hong Kong, Thailand, Malaysia,
Indonesia dan India. Angka kejadian kanker nasofaring di Indonesia cukup tinggi
yakni 4,7 kasus/tahun/100.000 penduduk. Faktor kuat penyebab kanker ini adalah
konsumsi makanan yang mengandung bahan pengawet, termasuk makanan yang
diawetkan dengan cara pengasinan dan pengasapan (Ozel et al., 2010).
Nitrosamin merupakan senyawa yang berpotensi karsinogen, mutagen dan
teratogen untuk hewan dan manusia (Scanlan, 2003). Nitrosamin adalah suatu
senyawa yang terbentuk dari nitrit yang bereaksi dengan berbagai amina dan asam
amino di lingkungan dan di dalam tubuh manusia. Nitrosamin juga dapat dibentuk
secara endogen di dalam tubuh manusia (Andrade et al., 2004). Jika kadar
senyawa nitrit tinggi dalam tubuh manusia akan mengakibatkan resiko alergi dan
menghasilkan senyawa nitrosamin yang bersifat karsinogen (Marco et al., 2006).
Senyawa nitrosamin ditemukan dalam makanan seperti keju (Gloria et al., 1997;
Scanlan, 2003), ikan (Mitacek et al., 1999), dan juga pada bahan – bahan yang
disimpan dalam temperatur ruang seperti produk yang diawetkan (Rywotycki,
2002).
Alkil nitrosamin bersifat karsinogen dan mutagen, diaktifkan dengan
reaksi oksidasi yang menghasilkan ion karbonium. Kadar yang diperbolehkan
untuk senyawa golongan nitrosamin berkisar antara 5-10 µg kg-1 dari berat badan,
sedangkan dibeberapa negara, limit deteksi minimum senyawa nitrosamin dalam
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3
makanan kurang dari 10 µg L-1 (Filho et al., 2003). Hal ini membuktikan bahwa
di beberapa negara telah dibuat peraturan yang sangat ketat dalam pengamanan
makanan, sehingga dapat mengurangi angka keracunan makanan yang akan
menyebabkan kematian.
Mengacu pada sifat senyawa nitrosamin yang karsinogen tersebut, perlu
pengembangan metode analisis terhadap senyawa nitrosamin, sehingga dapat
mendeteksi dengan cepat, efektif, dan akurat serta meminimalisir angka kematian
yang disebabkan oleh senyawa nitrosamin. Para peneliti telah mengembangkan
metode analisis nitrosamin di dalam makanan olahan daging seperti sosis dan
dalam lingkungan air. Ekstraksi senyawa nitrosamin ini telah dilakukan dengan
berbagai macam teknik oleh para peneliti sebelumnya. Inovasi teknik ekstraksi
yang digunakan antara lain HS-SPME-GC-TEA (Headspace Solid-Phase
Microextraction Gas Chromatography with Thermal Energy Analyzer Detector)
(Andrade et al., 2004) ,SPE-MIP-LC-MS (Solid-Phase extraction Molecularly
Imprinted Polymer Liquid Chromatography Mass Spectrometry) (Shah et al.,
2009), SPE-GC-MS (Solid-Phase Extraction Gas Chromatography MassSpectrometry) (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 Molder 2007), dan TSE-GC-TEA (Traditional Solvent Extraction
Gas Chromatography with Thermal Energy Analyzer Detection) (Incavo et al.,
2006). Teknik ekstraksi tersebut sebagian besar menggunakan SPME (Solid-
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4
Phase Microextraction) dan SPE (Solid-Phase Extraction) yang prinsip kerjanya
hampir sama dengan kromatografi kolom yakni adsorpsi antara fase diam dan fase
gerak. Teknik SPME masih sulit diterapkan untuk analisis rutin karena
membutuhkan instrumen analisis yang canggih dan mahal, prosesnya rumit,
menggunakan material seperti absorben pelapis fiber, dan teknik ekstraksi
tradisional menghasilkan limbah pelarut organik yang digunakan untuk ekstraksi
tidak dapat didaur ulang. Adapun kekurangan dari metode SPE adalah
membutuhkan pelarut dengan kemurnian yang tinggi dan dalam jumlah yang
banyak sehingga limbah yang dihasilkan juga banyak dan waktu yang dibutuhkan
relatif lama (Supriyanto, 2005). Sedangkan untuk teknik TSE (Traditional Solvent
Extraction) memiliki prinsip kerja penarikan zat dalam larutan dengan pelarut lain
yang tidak saling campur. Proses yang terjadi adalah distribusi solut, akan tetapi
teknik TSE masih memiliki kekurangan yaitu timbulnya emulsi, banyaknya
pelarut organik yang dibutuhkan, menghasilkan limbah organik dalam jumlah
banyak serta proses ekstraksinya membutuhkan waktu yang lama. Sehingga ketiga
teknik tersebut masih belum efisien digunakan untuk analisis secara rutin.
Teknik analitik yang dapat mendeteksi sampel sampai dengan µg L-1
biasanya melibatkan instrumentasi kromatografi gas atau cair setelah tahapan
preparasi sampel. Metode ini sangat penting mencakup waktu yang dibutuhkan
sampai pada proses menghilangkan beberapa interferensi yang disebabkan oleh
senyawa lain, selain senyawa yang ingin dianalisis. Salah satu teknik ekstraksi
yang tidak membutuhkan waktu lama dan pelarut organik dalam jumlah banyak
adalah SDME (Single Drop Microextraction). Selain itu, hasilnya juga lebih
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
5
akurat dan dapat digunakan untuk sampel dengan konsentrasi kecil. Teknik ini
mempunyai
dua
model
ekstraksi,
yakni
direct-SDME
dan
HS-SDME
(Headspace-Single Drop Microextraction) (Pena-Pereira et al., 2010).
Metode
analisis
terhadap
senyawa
golongan
nitrosamin
yang
keberadaanya di lingkungan sangat kecil (ppb dan ppm) memerlukan suatu
metode pemekatan pada tahap persiapan sampel yang selektif dan sensitif (JuradoSanchez et al., 2007). Teknik Headspace-Single Drop Microextraction (HSSDME) merupakan teknik ekstraksi yang selanjutnya dapat digunakan untuk
analisis senyawa golongan nitrosamin yang sifatnya mudah menguap (Demeestere
et al., 2007). Teknik HS-SDME memungkinkan pemekatan konsentrasi senyawa
nitrosamin karena senyawa ini akan diekstrak ke dalam pelarut organik dalam
jumlah yang sangat kecil (µL) (Patel et al., 2010). Selain itu teknik HS-SDME ini
cepat, murah, dan sederhana (Hashemi et al., 2011). Analisis selanjutnya
menggunakan instrumen Gas Chromatography (GC) dengan detektor Flame
Ionization Detector (FID). Deteksi senyawa yang mengandung hidrokarbon dan
komponen mudah terbakar lainnya paling efektif digunakan Flame ionization
detector. Hal ini dikarenakan FID sangat sensitif terhadap senyawa-senyawa yang
mengandung karbon dan hidrogen serta responnya cenderung linier di berbagai
konsentrasi (Skoog et al., 2007). FID dapat mendeteksi semua senyawa yang
mengandung karbon (Lovelock, 1960). Teknik HS-SDME ini sangat baik
digunakan untuk identifikasi senyawa nitrosamin karena prosedur ini dapat
menganalisis senyawa yang mudah menguap dalam produk daging olahan (sosis),
sehingga dapat diketahui konsentrasi senyawa nitrosodipropilamin yang terdapat
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
6
pada sampel daging olahan (sosis) sehingga dapat digunakan sebagai acuan oleh
konsumen untuk memilih produk makanan. Teknik HS-SDME ini sangat tepat
untuk diterapkan dalam proses persiapan sampel karena metode ini berbasis
prinsip green chemistry, yaitu dapat meminimalisir pembuangan limbah
berbahaya ke lingkungan selama proses ekstraksi.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut.
1. Apakah
senyawa
nitrosodipropilamin
(NDPA)
dapat
diekstraksi
menggunakan teknik HS-SDME dengan instrumen GC-FID?
2. Bagaimana hasil optimasi terhadap parameter jenis pelarut organik, waktu
ekstraksi, dan volume larutan ekstrak pada analisis senyawa NDPA
menggunakan teknik HS-SDME?
3. Apakah hasil optimasi tersebut dapat digunakan sebagai parameter untuk
ekstraksi dan penentuan kadar senyawa NDPA dalam sampel sosis
mentah?
1.3
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. mengekstraksi senyawa NDPA menggunakan teknik HS-SDME dengan
instrumen GC-FID
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
7
2. mengetahui hasil optimasi terhadap parameter jenis pelarut organik, waktu
ekstraksi, dan volume larutan ekstrak pada analisis senyawa NDPA
menggunakan teknik HS-SDME
3. mengekstrak dan menentukan kadar senyawa NDPA dalam sampel sosis
mentah dengan menggunakan parameter hasil optimasi.
1.4
Manfaat Penelitian
Menghasilkan suatu metode preparasi sampel yang cepat, murah, dan
selektif yakni menggunakan HS-SDME-GC-FID untuk ekstraksi senyawa
golongan nitrosamin (NDPA) yang mudah menguap dalam produk daging olahan
(sosis mentah) dan mengetahui besarnya konsentrasi senyawa tersebut di dalam
produk daging olahan, sehingga dapat diambil tindakan yang tepat untuk
mencegah efek negatif yang ditimbulkan kemudian.
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Nitrit
Nitrit (NO2-) adalah ion anorganik alami, merupakan bagian dari siklus
nitrogen. Pertama-tama nitrogen organik yang berasal dari sampah akan diuraikan
menjadi ammonia oleh mikroba yang berada di tanah atau air, kemudian ammonia
yang terbentuk dioksidasi menjadi nitrit. Nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan
menjadi nitrat, maka dari itu nitrat merupakan senyawa yang paling sering
ditemukan di dalam air baik air bawah tanah maupun air permukaan. Pencemaran
oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat seperti sampah organik dari
hewan maupun manusia, dapat meningkatkan kadar nitrat di dalam air. Senyawa
di dalam tanah yang mengandung nitrat biasanya larut dan dapat dengan mudah
berpindah melalui air bawah tanah (Thompson, 2004).
Bahan makanan yang tercemar oleh nitrit atau bahan makanan yang
sengaja diawetkan menggunakan nitrit dapat menyebabkan methemoglobinemia
simptomatik (gejala) pada anak-anak. Methemoglobinemia adalah suatu hasil
oksidasi hemoglobin yang tidak mempunyai kemampuan lagi untuk mengangkut
oksigen atau dengan kata lain adalah berkurangnya kemampuan darah untuk
transport oksigen. Sayuran jarang menjadi sumber keracunan akut, akan tetapi
sayuran memberi kontribusi lebih dari 70% nitrat di dalam tubuh pada makanan
tertentu. Kembang kol, bayam, brokoli, dan umbi-umbian memiliki kandungan
nitrat alami lebih banyak dari sayuran lainnya. Sisanya berasal dari air minum
(21%) dan dari daging atau produk olahan daging (6%) yang sering memakai
8
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
9
natrium nitrat (NaNO3) sebagai pengawet maupun pewarna makanan.
Methemoglobinemia
simptomatik
telah
terjadi
pada
anak-anak
yang
mengkonsumsi sosis yang menggunakan nitrit dan nitrat secara berlebihan
(Thompson, 2004).
Nitrit yang diberikan secara oral akan masuk ke dalam saluran
tenggorokan bagian atas dan dipindahkan ke dalam darah. Di dalam darah, nitrit
akan mengubah hemoglobin menjadi methemoglobin yang kemudian teroksidasi
menjadi nitrat. Pada umumnya methemoglobin akan langsung diubah menjadi
hemoglobin kembali melalui proses enzimatik. Nitrat tidak diakumulasikan
didalam tubuh, akan tetapi nitrat didistribusikan ke cairan-cairan tubuh seperti
urin, air liur, asam lambung, dan cairan usus. Sekitar 60% dari nitrat oral
diekskresikan melalui urin. Sisanya belum diketahui, tetapi metabolisme dari
bakteri endogen akan mengeliminasi sisa nitrat (Anonim, 2005). Apabila nitrat
dan nitrit masuk bersamaan dengan makanan, maka zat makanan akan
menghambat absorbsi dari kedua zat ini dan kemudian akan diabsorbsi oleh usus.
Hal ini akan mengakibatkan mikroba usus mengubah nitrat menjadi nitrit
(senyawa yang lebih berbahaya). Karena itu, pembentukan nitrit pada intestinum
mempunyai arti klinis penting terhadap keracunan. Nitrit dapat mengakibatkan
vasodilatasi pada pembuluh darah, hal ini mungkin diakibatkan karena adanya
perubahan nitrit menjadi nitrit oksida (NO) atau NO- yang merupakan molekul
yang berperan dalam relaksasi otot-otot polos (Ruse, 1999; Thompson, 2004).
Selain itu, nitrit di dalam perut akan berikatan dengan protein membentuk Nnitroso, komponen ini juga dapat terbentuk bila daging yang mengandung nitrat
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
10
atau nitrit dimasak dengan panas yang tinggi. Sementara itu, nitrit sendiri
diketahui menjadi salah satu bahan karsinogenik seperti timbulnya kanker perut
pada manusia (Anonim, 2005).
Dalam makanan nitrit merupakan zat aditif penting sebagai pemberi warna
yang khas bagi daging yang diawetkan, perasa, penjaga tekstur serta untuk
melindungi terhadap ketengikan oksidatif dan melindungi makanan terhadap
berkembangnya mikroorganisme patogen, terutama Clostridium Botulinum yang
terdepat pada produk olahan daging (Cassens, 1995).
2.2
Nitrosamin
Nitrosamin merupakan senyawa organik yang bersifat volatil, larut dalam
air, dengan kelarutan sebanyak 29gr/100mL. Nitrosamin terkenal sebagai zat yang
toksik dan karsinogenik (Tannenbaum et al.,1994) yang biasa ditemukan pada
makanan yang diawetkan dengan menggunakan nitrit. Nitrit sering digunakan
sebagai bahan pengawet daging, ikan serta keju agar bakteri pembusuk tidak
berkembang biak. Daya mengawetkannya bertambah besar bila ditambah garam
dan asam. Pengggunaan nitrit pada makanan dibatasi dalam jumlah 150 mg/kg
daging.
Nitrosamin memerlukan aktivasi mikrosomal sebelum mereka dapat
bereaksi dengan DNA yang menyebabkan mutasi dan kanker. Nitrosamin akan
terbentuk apabila bereaksi dengan senyawa amino sekunder karena suhu tinggi
yang terjadi saat menggoreng daging olahan. Makanan yang mengandung
nitrosamin akan menyebabkan kanker terutama kanker perut. Selain itu makanan
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
11
yang mengandung nitrosamin akan menyebabkan kanker saluran cerna atau
kanker hati.
Nitrosamin adalah senyawa kimia yang mempunyai struktur kimia
R1N(R 2)-N = O.
O
R1
N
N
R2
Gambar 2.1 Struktur kimia senyawa Nitrosamin
Nitrosamin dalam makanan dihasilkan oleh reaksi antara amina primer,
sekunder atau tersier dan agen nitrostating, yang sering terjadi dalam bentuk
protein. Reaksi pembentukan nitrosamin :
H
N
Na+
-
O
N
Cl
H
OH
O
Cl
O
N
+
H2O
O
-
H2O
H
O
N
N
NH2
N+
O
H
Gambar 2.2 reaksi pembentukan senyawa Nitrosamin
Nitrit dengan mudah terdekomposisi dalam lingkungan asam membentuk
nitrosating agents yang reaktif, yaitu NO+, N2O3 dan HNO2O3+. Nitrosating
agents ini akan bereaksi dengan senyawa amina dan amida yang terdapat dalam
bahan
Skripsi
pangan
membentuk
NNCs,
yaitu
N-nitrosodimetilamin
(paling
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
12
karsinogenik), N-nitrosodietilamin, dan N-nitrosodipropilamin (Prangdimurti
dkk., 2007). Persamaan reaksi:
NO2- + 2H → NO+ + H2O
(2.1)
R2NH + NO+ → R2N-NO + H+
(2.2)
Salah satu senyawa turunan nitrosamin adalah nitrosodipropilamin (NDPA).
Karakteristik senyawa NDPA dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Karakteristik senyawa NDPA
Rumus molekul
C6H14N2O
Berat molekul
144,27
Titik didih
206 0C
Densitas
1,013 g/mL pada suhu 25 0C
Larutan
Tidak berwarna dan mudah menguap
C3H7
O
N
N
C3H7
Gambar 2.3 Struktur senyawa nitrosodpropilamin
Reaksi pembentukan senyawa NDPA dapat dilihat pada Gambar 2.4
NO2-
2H+
+
+
H2O
C3H7
C3H7
N
C3H7
NO+
H
+
NO+
N
N
O +
H+
C3H7
Gambar 2.4 Reaksi pembentukan senyawa NDPA (Belitz dan Grosch, 1999)
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2.3
13
Sosis
Daging merupakan semua jaringan hewan dan semua produk hasil
pengolahan jaringan-jaringan tersebut yang sesuai untuk dimakan serta tidak
menimbulkan gangguan kesehatan bagi yang memakannya (Soeparno, 1994).
Komposisi daging terdiri dari 75% air, 19% protein, 3,5% substansi non protein
yang larut, dan 2,5% lemak (Lawrie, 2003). Daging dapat dibagi dalam dua
kelompok yaitu daging segar dan daging olahan. Daging segar ialah daging yang
belum mengalami pengolahan dan dapat dijadikan bahan baku pengolahan
pangan. Sedangkan daging olahan adalah daging yang diperoleh dari hasil
pengolahan dengan metode tertentu dengan atau tanpa bahan tambahan, misalnya
sosis, dendeng, daging burger dan daging olahan dalam kaleng dan sebagainya
(Desroiser, 1988).
Kontaminasi bakteri dapat menyebabkan perubahan warna dan bau.
Selama proses memasak, warna daging dapat mengalami perubahan dan kurang
menarik. Warna daging segar adalah warna merah terang dari oksimioglobin,
warna daging yang dimasak adalah warna coklat dari globin hemikromogen,
warna daging yang ditambahkan nitrit adalah warna merah (Soeparno, 1994).
Sosis adalah suatu makanan yang terbuat dari daging cincang, jaringan
otot,
lemak
hewan,
dan
organ-organ
lainnya
yang
dicampur
dengan
garam, rempah serta bahan-bahan lain. Sosis umumnya dibungkus dalam suatu
pembungkus yang secara tradisional menggunakan usus hewan, tapi sekarang
sering kali menggunakan bahan sintesis, serta diawetkan dengan suatu cara,
misalnya dengan pengasapan (Belitz et al., 1999).
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
14
Komponen utama sosis terdiri dari daging, lemak, dan air. Selain itu, pada
sosis juga ditambahkan bahan tambahan seperti garam, fosfat, pengawet (biasanya
nitrit), pewarna, asam askorbat, isolat protein, dan karbohidrat. Dalam
pembuatannya sosis ditambahkan pengawet nitrit yang akan bereaksi dengan
protein yang terdapat dalam daging membentuk nitrosamin dalam suasana yang
ekstrim (lingkungan asam dengan suhu tinggi). Sosis daging sapi dapat
mengandung air sampai 60% (Soeparno, 1994). Menurut Standar Nasional
Indonesia (SNI 01-3820-1995), sosis yang baik harus mengandung protein
minimal 13%, lemak maksimal 25% dan karbohidrat maksimal 8%.
Sosis mengandung lemak, kolesterol dan natrium yang tinggi yang bisa
mengganggu kesehatan, bahkan bisa menyebabkan kanker usus. Peneliti dari
World Cancer Research Fund (WCRF) juga menegaskan bahwa 50 gram saja
sosis yang dimakan setiap hari dapat meningkat penyakit kanker usus hingga
20%.
2.4
Teknik Analisis Sampel
Dewasa
ini,
semakin
banyak
metode-metode
pengukuran
yang
dikembangkan dan dipergunakan untuk analisis senyawa kimia seperti
kromatografi, spektroskopi dan mikroskopi. Dalam analisis senyawa kimia,
apapun metode atau alat yang dipergunakan, tahap yang sangat penting sebelum
analisis sampel adalah preparasi sampel. Tahap preparasi sampel umumnya
mencakup proses ekstraksi dengan tujuan untuk mengisolasi senyawa target dari
matriksnya sekaligus memekatkannya (Gambar 2.5.).
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
15
Gambar 2.5 Skema Proses Analisis (Supriyanto, 2005).
2.4.1
Ekstraksi
Secara umum pengertian ekstraksi adalah proses penarikan suatu zat
dengan pelarut yang sesuai. Tujuan dari ekstraksi adalah untuk pemisahan
komponen-komponen yang terdapat dalam sampel. Pemisahan dipengaruhi oleh
sifat kimia dan fisika analit, matriks sampel dan pelarut. Apabila komposisi
matriks sampel dan pelarut konstan, maka derajat pemisahan dan persentase analit
yang terekstrak juga konstan, karena pemisahan tidak tergantung pada konsentrasi
analit. Ekstraksi merupakan metode pemisahan yang paling baik dan populer,
alasan utamanya adalah bahwa pemisahan dengan metode ini dapat dilakukan
baik dalam tingkat mikro maupun makro.
Ekstraksi cair-cair atau biasa disebut ekstraksi pelarut atau Liquid Liquid
Extraction (LLE) merupakan salah satu teknik preparasi sampel tertua yang sering
digunakan baik untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif. Metode ini sering
digunakan karena prosesnya sangat mudah, kapasitas sampelnya besar dan ekstrak
pelarut organiknya bisa langsung diinjeksikan ke peralatan analisis. LLE
merupakan penarikan zat dalam larutan dengan pelarut lain yang tidak saling
campur. Dasar pemisahan dari LLE adalah adanya perbedaan kelarutan suatu zat
dalam dua pelarut yang tidak saling campur dimana semakin besar perbedaan
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
16
kelarutan zat maka makin sempurna proses pemisahan yang terjadi. Proses yang
terjadi dalam ekstraksi pelarut atau LLE adalah distribusi solut.
Ekstraksi pelarut atau LLE mempunyai beberapa kelemahan diantaranya
adalah timbulnya emulsi, tingginya konsumsi pelarut organik yang dibutuhkan,
menghasilkan limbah pelarut organik dalam jumlah banyak serta proses
ekstraksinya membutuhkan waktu yang lama. Oleh karena itu saat ini telah
banyak dikembangkan teknik ekstraksi yang lebih menguntungkan seperti
ekstraksi fasa padat (solid phase extraction) dan ekstraksi fasa padat mikro (solid
phase microextraction) walaupun dalam prakteknya teknik baru tersebut masih
sulit diterapkan untuk analisis rutin karena metode ini membutuhkan instrumen
analisis yang canggih dan mahal, prosesnya rumit serta material yang digunakan
tidak dapat didaur ulang (Supriyanto, 2005).
Berdasarkan kenyataan di atas maka pengembangan teknik ekstraksi caircair terus dilakukan dengan tujuan untuk menemukan teknik-teknik baru yang
difokuskan pada pengurangan kebutuhan pelarut organik dan peningkatan
selektivitas dan sensitivitas dalam proses analisisnya. Teknik-teknik baru tersebut
salah satunya adalah teknik ekstraksi tetes mikro atau SDME.
2.4.2
Headspace-Single Drop Microextraction (HS-SDME)
Single Drop Microextraction (SDME) merupakan suatu metode preparasi
sampel yang melibatkan ekstraksi cair-cair dengan menggunakan sedikit pelarut
organik (kisaran mikroliter). Pelarut organik tersebut dibiarkan menggantung di
ujung jarum mycrosyringee dan diletakkan di dalam larutan sampel. Larutan
sampel diaduk dengan bantuan pengaduk magnetik agar transfer massa senyawa
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
17
target ke pelarut organik berlangsung sempurna (Liu et al., 1996). Faktor yang
mempengaruhi efektivitas dari ekstraksi dalam SDME adalah waktu ekstraksi,
ukuran tetesan, bentuk fisik dan kimia dari bahan pelarut, volume sampel,
kecepatan pengadukan, suhu, dan kekuatan ion dari campuran (Wardencki et al.,
2007). Teknik ini dibagi dalam dua jenis, yakni direct-SDME dan HS-SDME
(Headspace-Single Drop Microextraction) (Pena-Pereira et al., 2010).
Ekstraksi senyawa target dengan teknik ini dapat dilakukan dengan dua
cara yaitu sistem batch dan sistem kontinyu. Dalam sistem batch sejumlah volume
pelarut organik di ujung syringe dimasukkan ke dalam sejumlah volume sampel.
Kemudian larutan sampel diaduk terus-menerus dengan menggunakan pengaduk
magnetik. Setelah ekstraksi senyawa organiknya, tetesan mikro tadi dihisap
kembali sampai ke microsyringee dan disuntikkan secara langsung ke GC untuk
dianalisis (Hashemi et al., 2011).
Sedangkan dalam sistem kontinyu pelarut organik di ujung syringe
diletakkan dalam suatu mikro reaktor yang dialiri sampel sehingga proses
ekstraksi terjadi secara kontinyu, setelah proses ekstraksi pelarut organiknya
ditarik kembali ke dalam syringe dan diinjeksikan ke instrumen analisis (GC).
Skema ekstraksi tetes mikro secara batch dan kontinyu ditunjukkan oleh Gambar
2.6
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Sampel masuk
18
Sampel
keluar
Gambar 2.6 Skema Ekstraksi Tetes Mikro ( Supriyanto, 2005 ).
Pemekatan senyawa target akan terjadi karena volume pelarut organik jauh
lebih kecil dibandingkan dengan volume sampel. Derajat pemekatan teoritis
didefinisikan sebagai perbandingan antara volume sampel dan volume pelarut
organik. Transfer massa senyawa target dari larutan sampel ke pelarut organik
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jenis dan volume pelarut organik,
kecepatan pengadukan, waktu pengadukan, penambahan garam, pH, suhu, dan
volume larutan ekstrak.
Sampai saat ini SDME telah banyak digunakan dalam bidang analisis,
diantaranya penentuan α- dan β-endosulfan dalam sampel air dengan
Kromatografi Gas (GC) (Lopez-Blanco et al., 2002), Ekstraksi Zirconium (IV)
dalam kerosin (Biswas dan Hayat, 2002), Penentuan dialkyl phthalate esters pada
makanan (Batlle dan Nerin, 2004), Analisis heksana dan heptana dalam darah
manusia (Li et al., 2005).
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2.5
19
Kromatografi Gas (GC)
Kromatografi gas (GC) adalah suatu jenis kromatografi yang digunakan
dalam analisis kimia untuk memisahkan dan menganalisa campuran zat yang
dilakukan antara fasa diam (cair) dan fasa geraknya (gas). GC dapat digunakan
untuk mengidentifikasi senyawa kimia dengan sifat mudah diuapkan (Riccio et
al., 2008). Pemisahan senyawa ini berdasarkan sifat-sifat penyerapan isi kolom
untuk memisahkan komponen sampel yang berbentuk gas. Isi kolom yang biasa
digunakan untuk keperluan ini adalah silica gel, saringan molekul dan arang.
Sampel yang dianalisis dapat berbentuk gas, cair maupun padat, namun cair dan
padat harus terlebih dahulu diubah menjadi bentuk gas dengan cara pemanasan.
Kromatografi pertama kali digunakan oleh W. Ramsey pada tahun 1905
untuk memisahkan campuran gas dan campuran uap. Pada percobaan pertama ini
menggunakan penyerapan selektif oleh penyerap padat seperti arang aktif. Tahun
1908, Mikhail Semenovic Tsweet, seorang ahli botani berkebangsaan Rusia,
memberikan istilah “kromatografi” ( yang
ANALIISIS SENY
YAWA KARSINOGE
ENIK NITR
ROSODIPR
ROPILAMIIN
(NDPA))PADA SOS
SIS MENT
TAH DENG
GAN HEAD
DSPACE-SI
SINGLE DR
ROP
MICROE
EXTRACTI
TION-GAS CHROMAT
C
TOGRAPH
HY-FLAME IONIZATIION
DETECT
TOR (HS-SD
DME-GC-F
FID)
SKRIP
PSI
K
KARTIKA LAKSMI
L
P
PRASETYO
OWATI
DEP
PARTEME
EN KIMIA
FA
AKULTAS
S SAINS DA
AN TEKNOLOGI
UNIVE
ERSITAS AIRLANGG
A
GA
20122
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
ANALISIS SENYAWA KARSINOGENIK NITROSODIPROPILAMIN
(NDPA) PADA SOSIS MENTAH DENGAN HEADSPACE-SINGLE DROP
MICROEXTRACTION-GAS CHROMATOGRAPHY-FLAME IONIZATION
DETECTOR (HS-SDME-GC-FID)
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia
Pada Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Disetujui Oleh :
Skripsi
Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si
NIP. 19560929 198303 2 001
Yanuardi Raharjo, S.Si, M.Sc
NIK. 139090961
ii
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI
Judul
Penyusun
NIM
Pembimbing I
Pembimbing II
Tanggal Ujian
: Analisis Senyawa Karsinogenik Nitrosodipropilamin (NDPA)
Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single Drop
Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization
Detector (HS-SDME-GC-FID)
: Kartika Laksmi Prasetyowati
: 080810187
: Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si
: Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc
: 17 Juli 2012
Disetujui oleh :
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si
NIP. 19560929 198303 2 001
Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc
NIK. 139090961
Mengetahui,
Ketua Program Studi S-1 Kimia
Fakultas Saintek, Universitas Airlangga
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
iii
i
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi
kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan
sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakam hak milik
Universitas Airlangga.
Skripsi
iv
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya segala petunjuk yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi yang berjudul “Analisis Senyawa Karsinogenik Nitrosodipropilamin
(NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single Drop MicroextractionGas
Chromatography-Flame
Ionization
Detector
(HS-SDME-GC-FID)”
dengan lancar dan tepat pada waktunya. Penulis menyampaikan ucapan terima
kasih kepada :
1.
Ibu Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si selaku dosen pembimbing I dan dosen
wali, serta Bapak Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc selaku dosen pembimbing
II yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis hingga
selesainya skripsi ini.
2.
Kedua Orang Tua yang telah memberikan motivasi dan nasehat kepada
penyusun.
3.
Adik-adikku Riri dan Rizki yang telah memberikan semangat kepada
penyusun.
4.
Sahabat-sahabatku Della, Rey, Ike, Ayu dan Laras yang selalu memberi
semangat, penghiburan, dukungan dan bantuannya kepada penulis.
5.
Kakak-kakak
kimia
angkatan
2007
yang
telah
membantu
dalam
penyelesaian skripsi ini.
6.
Teman-teman kimia angkatan 2008 tercinta yang telah membantu dalam
penyelesaian skripsi ini.
7.
Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini.
v
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam
penyusunan skripsi ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penyusunan skripsi ini agar
bermanfaat bagi semua pihak.
Surabaya, 2 Juli 2012
Penyusun,
Kartika Laksmi P.
vi
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Prasetyowati
K.
L.,
2012,
Analisis
Senyawa
Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID). Skripsi Ini Dibawah Bimbingan Dra. Usreg Sri Handajani.,
M.Si dan Yanuardi Raharjo, S.Si., M.Sc. Departemen Kimia, Fakultas Sains
dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.
ABSTRAK
Metode cepat, sederhana dan akurat menggunakan head space-single drop
microextraction
(HS-SDME)
untuk
analisis
kuantitatif
senyawa
nitrosodipropilamin (NDPA) dalam sosis mentah telah dilakukan dengan
menggunakan instrumen gas chromatography-flame ionization detector (GCFID). Teknik ini menggunakan tiga parameter analitik yang telah dioptimasi
yakni, jenis pelarut organik toluena, volume larutan ekstrak 20 mL dan waktu
ekstraksi 30 menit. Dalam proses HS-SDME, fasa organik (toluena) dimasukkan
ke dalam syring dan dilakukan ekstraksi menggunakan HS-SDME kemudian
dianalisis dengan GC-FID. Dari hasil optimasi, dihasilkan kurva kalibrasi yang
linier untuk standar NDPA dengan konsentrasi 2 hingga 10 ppm dengan r = 0,999,
limit deteksi hingga 0,078 ppm, akurasi (recovery) sebesar 99,9%, presisi
(koefisien variasi) antara 0,05 hingga 1,29 %, dan pemekatan mencapai 6.658,66.
NDPA pada sampel sosis mentah A, B, dan C berhasil di ekstrak dan dianalisis
menggunakan HS-SDME-GC-FID yang menghasilkan konsentrasi sebesar 0,64
ppm untuk sampel A; 1,5 ppm untuk sampel B; dan 1,38 ppm untuk sampel C.
Kata kunci : hs-sdme-gc-fid, nitrosodipropilamin (ndpa)
vii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Prasetyowati K. L., 2012, Analysis of Nitrosodipropylamines Carcinogenic
Compound to Sausage Using Headspace-Single Drop Microextraction-Gas
Chromatography-Flame Ionization Detector (HS-SDME-GC-FID). This
thesis is under advisement of Dra. Usreg Sri Handajani., M.Si and Yanuardi
Raharjo, S.Si., M.Sc. Chemistry Department, Science and Technology
Faculty, Universitas Airlangga.
ABSTRACT
A simple, fast and accurate method using head space-single drop micro
extraction (HS-SDME) for quantitative analysis of nitosodipropylamine (NDPA)
in sausage had been studied using gas chromatography-flame ionization detector
(GC-FID). This method used three analytical parameters had been optimized. The
three analytical parameters consisted of, toluene (type of organic solvent), 20 mL
volume of extract solution and 30 minutes of extraction time. In the process of
HS-SDME, the organic phase (toluene) was inserted into the syring and was
extracted by the use of HS-SDME and then analyzed by GC-FID. This
optimization yielded a linier calibration curve for standard of NDPA in
concentration of 2 to 10 ppm with r = 0.999, limit of detection up to 0.078 ppm,
accuracy (recovery) 99.9 %, precision (coefficient of variation) between 0.005 to
1.29 % and the enrichment factor 6,658.66. NDPA in sausage samples A, B, and
C were successfully extracted and analyzed using HS-SDME-GC-FID.
Concentrations of NDPA wich resulted 0.64 ppm in sample A, 1.5 ppm in sample
B, and 1.38 ppm in sample C
Key words : nitrosodipropylamine (ndpa), hs-sdme-gc-fid
viii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
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
BAB I
PENDAHULUAN..............................................................................
1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................
1.4 Manfaat Penelitian .....................................................................
1
1
6
6
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 8
2.1 Nitrit ........................................................................................... 8
2.2 Nitrosamin…………………………………………………... ... 10
2.3 Sosis...................................................................... ..................... 13
2.4 Teknik Analisis Sampel.............................. ............................... 14
2.4.1 Ekstraksi............................................................... ........... 15
2.4.2 Headspace-Single Drop Microextraction............. .......... 16
2.5 Kromatografi Gas.............................. .......................................... 19
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 20
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 20
3.2. Bahan dan Alat Penelitian .......................................................... 20
3.2.1 Bahan Penelitian ............................................................. 20
3.2.2 Alat-alat Penelitian .......................................................... 20
3.3 Variabel Penelitian ..................................................................... 21
3.3.1 Variabel bebas ................................................................. 21
3.3.2 Variabel terikat ................................................................ 21
3.3.3 Variabel terkontrol........................................................... 21
3.4 Prosedur Penelitian .................................................................... 22
3.4.1 Diagram alir penelitian ................................................... 22
3.4.2 Headspace-single drop microextraction (HS-SDME).. . 23
3.4.3 Pembuatan larutan induk NDPA 50 ppm...................... . 24
3.4.4 Pembuatan larutan standar NDPA 2 ppm,4ppm, 6 ppm, 8
ppm, 10 ppm.. ................................................................. 24
3.4.5 Pembuatan kurva kalibrasi tanpa HS-SDME................ . 24
3.4.6 Optimasi parameter analitik ........................................... 24
ix
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3.5
3.6
3.7
3.8
3.4.6.1 Optimasi jenis pelarut organik...........................
3.4.6.2 Optimasi volume larutan ekstrak ......................
3.4.6.3 Optimasi waktu ekstraksi...................................
3.4.7 Pembuatan kurva kalibrasi menggunakan parameter
HS-SDME yang telah di optimasi... .................................
Validasi Parameter Analitik .......................................................
3.5.1 Penentuan limit deteksi ..................................................
3.5.2 Penentuan persen recovery (R) ......................................
3.5.3 Uji koefisien variasi .......................................................
3.5.4 Perhitungan enrichment factor .......................................
Preparasi Sampel dan Penyimpanan Sampel ...............................
Analisis Sampel............................................................................
Penentuan Persen Recovery Pada Analisis Sampel ....................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .........................................................
4.1 Penentuan Kondisi Optimum Instrumen Gas Chromatography
(GC) Untuk Senyawa NDPA ......................................................
4.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA Tanpa Ekstraksi .................
4.3 Optimasi parameter analitik ........................................................
4.3.1 Optimasi jenis pelarut organik ...........................................
4.3.2 Optimasi volume larutan ekstrak .......................................
4.3.3 Optimasi waktu ekstraksi ...................................................
4.4 Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA dengan Parameter Hasil
Optimasi .......................................................................................
4.5 Penentuan Parameter-Parameter Validasi ....................................
4.5.1 Limit deteksi (sensitivitas) ..................................................
4.5.2 Persen Recovery (R) ............................................................
4.5.3 Ketelitian (presisi) ...............................................................
4.5.4 Enrichment factor ................................................................
4.6 Sampling, Penyimpanan Sampel dan Preparasi Sampel ..............
4.7 Analisis Sampel............................................................................
4.8 Persen Recovery (R) Sampel ........................................................
24
25
25
26
26
26
27
27
28
28
29
29
31
31
32
34
34
38
40
42
44
44
45
46
47
49
50
52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 54
5.1 Kesimpulan ................................................................................... 54
5.2 Saran
........................................................................................ 54
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 55
LAMPIRAN
x
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR GAMBAR
No.
Judul
Halaman
2.1
Struktur kimia senyawa Nitrosamin.............................
11
2.2
Reaksi pembentukan senyawa Nitrosamin................
11
2.3
Struktur senyawa Nitrosodipropilamin........................
12
2.4
Reaksi pembentukan senyawa NDPA.........................
12
2.5
Skema proses analisis.....................................................
15
2.6
Skema ekstraksi tetes mikro..........................................
18
3.1
Set-up HS-SDME...........................................................
23
4.1
Kromatogram metanol dan NDPA................................
32
4.2
Kurva luas area terhadap konsentrasi larutan standar
NDPA tanpa ekstraksi dengan HS-SDME..................
33
4.3
Grafik luasan area terhadap jenis pelarut organik.........
37
4.4
Grafik luasan area terhadap volume larutan ekstrak.....
39
4.5
Grafik luas area terhadap waktu ekstraksi......................
41
4.6
Kurva larutan kalibrasi NDPA menggunakan HS-SDME
43
4.7
Kurva pemekatan NDPA menggunakan ekstraksi HS-SDME
48
xi
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR TABEL
No.
Judul
Halaman
2.1
Karakteristik senyawa NDPA.........................................
12
3.2
Pembuatan larutan buffer asetat....................................
20
3.3
Pembuatan larutan buffer fosfat..................................
21
4.1
Data luas area pengukuran larutan standar NDPA tanpa
ekstraksi HS-SDME..............................................
33
4.2
Karakteristik kimia dan fissika pelarut organik...........
35
4.3
Data luas area tiga jenis pelarut organik.......................
36
4.4
Data luas area terhadap volume larutan ekstrak............
39
4.5
Data luas area terhadap waktu ekstraksi.......................
41
4.6
Data pengukuran larutan standar NDPA menggunakan
SDME..............................................................................
43
4.7
Data persen recovery larutan standar NDPA..............
46
4.8
Data KV larutan standar NDPA.....................................
47
4.9
Data luas area sampel.....................................................
51
4.10
Data konsentrasi NDPA pada sampel..........................
51
4.11
Data spiking sampel.......................................................
52
4.12
Data persen recovery spiking sampel...........................
53
xii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
1.
Pembuatan Larutan
2.
Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA Tanpa Ektraksi
3.
Pembuatan Grafik Optimasi Jenis Pelarut Organik
4.
Pembuatan Grafik Optimasi Volume Larutan Ekstrak
5.
Pembuatan Grafik Optimasi Waktu Ekstraksi
6.
Pembuatan Kurva Kalibrasi NDPA menggunakan Ekstraksi HS-SDME
7.
Perhitungan Enrichment Factor
8.
Perhitungan Konsentrasi Sampel
9.
Perhitungan Spiking dan Recovery (%R) Spiking
10.
Kromatogram Nitrosodipropilamin (NDPA)
11.
Kromatogram Metanol dan NDPA
12.
Kromatogram Metanol dan Toluena
13.
Kromatogram Metanol, Toluena, dan NDPA
14.
Kromatogram Berbagai Jenis Pelarut Organik
xiii
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Seiring kebutuhan masyarakat modern, berbagai makanan olahan saat ini
telah banyak diproduksi, baik oleh perusahaan besar hingga industri rumah
tangga, sebagai contoh makanan olahan tersebut adalah sosis. Sosis merupakan
produk makanan olahan dengan bahan utama daging. Terdapat berbagai jenis
sosis yang beredar di pasaran, seperti sosis segar, sosis masak, sosis fermentasi,
ataupun sosis daging giling yang diasap. Sedangkan dalam proses pembuatannya,
bahan utama daging dicampur dengan berbagai bahan lainnya. Bahan tambahan
ini diperlukan untuk meningkatkan daya beli konsumen karena lebih menarik dan
tahan lama.
Bahan dasar daging pada pembuatan sosis sangat mudah rusak, hal ini
disebabkan oleh mudah tumbuhnya bakteri Clostridium botulinum, sehingga pada
proses penyimpanannya perlu penambahan bahan pengawet tertentu. Nitrit
merupakan zat yang sengaja ditambahkan pada produk daging olahan seperti sosis
untuk mencegah pembentukan racun dari bakteri Clostridium botulinium (Ikeda
dan Migliorese, 1990). Penggunaan nitrit selain sebagai pencegahan terhadap
pertumbuhan mikroba, penambahan nitrit juga bermanfaat memberikan tampilan
yang lebih menarik terhadap daging olahan (Husni dkk., 2007).
Senyawa nitrit dapat bereaksi dengan amina sekunder di dalam lingkungan
dan tubuh manusia serta di dalam daging membentuk senyawa nitrosamin yang
dapat menyebabkan penyakit kanker nasofaring (Incavo dan Schafer, 2006).
1
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
Kanker nasofaring merupakan salah satu dari beberapa jenis kanker yang
mematikan. Kanker nasofaring tumbuh di rongga belakang hidung dan belakang
langit-langit rongga mulut. Kanker ini banyak dijumpai pada orang-orang ras
mongoloid, yaitu penduduk Cina bagian selatan, Hong Kong, Thailand, Malaysia,
Indonesia dan India. Angka kejadian kanker nasofaring di Indonesia cukup tinggi
yakni 4,7 kasus/tahun/100.000 penduduk. Faktor kuat penyebab kanker ini adalah
konsumsi makanan yang mengandung bahan pengawet, termasuk makanan yang
diawetkan dengan cara pengasinan dan pengasapan (Ozel et al., 2010).
Nitrosamin merupakan senyawa yang berpotensi karsinogen, mutagen dan
teratogen untuk hewan dan manusia (Scanlan, 2003). Nitrosamin adalah suatu
senyawa yang terbentuk dari nitrit yang bereaksi dengan berbagai amina dan asam
amino di lingkungan dan di dalam tubuh manusia. Nitrosamin juga dapat dibentuk
secara endogen di dalam tubuh manusia (Andrade et al., 2004). Jika kadar
senyawa nitrit tinggi dalam tubuh manusia akan mengakibatkan resiko alergi dan
menghasilkan senyawa nitrosamin yang bersifat karsinogen (Marco et al., 2006).
Senyawa nitrosamin ditemukan dalam makanan seperti keju (Gloria et al., 1997;
Scanlan, 2003), ikan (Mitacek et al., 1999), dan juga pada bahan – bahan yang
disimpan dalam temperatur ruang seperti produk yang diawetkan (Rywotycki,
2002).
Alkil nitrosamin bersifat karsinogen dan mutagen, diaktifkan dengan
reaksi oksidasi yang menghasilkan ion karbonium. Kadar yang diperbolehkan
untuk senyawa golongan nitrosamin berkisar antara 5-10 µg kg-1 dari berat badan,
sedangkan dibeberapa negara, limit deteksi minimum senyawa nitrosamin dalam
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3
makanan kurang dari 10 µg L-1 (Filho et al., 2003). Hal ini membuktikan bahwa
di beberapa negara telah dibuat peraturan yang sangat ketat dalam pengamanan
makanan, sehingga dapat mengurangi angka keracunan makanan yang akan
menyebabkan kematian.
Mengacu pada sifat senyawa nitrosamin yang karsinogen tersebut, perlu
pengembangan metode analisis terhadap senyawa nitrosamin, sehingga dapat
mendeteksi dengan cepat, efektif, dan akurat serta meminimalisir angka kematian
yang disebabkan oleh senyawa nitrosamin. Para peneliti telah mengembangkan
metode analisis nitrosamin di dalam makanan olahan daging seperti sosis dan
dalam lingkungan air. Ekstraksi senyawa nitrosamin ini telah dilakukan dengan
berbagai macam teknik oleh para peneliti sebelumnya. Inovasi teknik ekstraksi
yang digunakan antara lain HS-SPME-GC-TEA (Headspace Solid-Phase
Microextraction Gas Chromatography with Thermal Energy Analyzer Detector)
(Andrade et al., 2004) ,SPE-MIP-LC-MS (Solid-Phase extraction Molecularly
Imprinted Polymer Liquid Chromatography Mass Spectrometry) (Shah et al.,
2009), SPE-GC-MS (Solid-Phase Extraction Gas Chromatography MassSpectrometry) (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 Molder 2007), dan TSE-GC-TEA (Traditional Solvent Extraction
Gas Chromatography with Thermal Energy Analyzer Detection) (Incavo et al.,
2006). Teknik ekstraksi tersebut sebagian besar menggunakan SPME (Solid-
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4
Phase Microextraction) dan SPE (Solid-Phase Extraction) yang prinsip kerjanya
hampir sama dengan kromatografi kolom yakni adsorpsi antara fase diam dan fase
gerak. Teknik SPME masih sulit diterapkan untuk analisis rutin karena
membutuhkan instrumen analisis yang canggih dan mahal, prosesnya rumit,
menggunakan material seperti absorben pelapis fiber, dan teknik ekstraksi
tradisional menghasilkan limbah pelarut organik yang digunakan untuk ekstraksi
tidak dapat didaur ulang. Adapun kekurangan dari metode SPE adalah
membutuhkan pelarut dengan kemurnian yang tinggi dan dalam jumlah yang
banyak sehingga limbah yang dihasilkan juga banyak dan waktu yang dibutuhkan
relatif lama (Supriyanto, 2005). Sedangkan untuk teknik TSE (Traditional Solvent
Extraction) memiliki prinsip kerja penarikan zat dalam larutan dengan pelarut lain
yang tidak saling campur. Proses yang terjadi adalah distribusi solut, akan tetapi
teknik TSE masih memiliki kekurangan yaitu timbulnya emulsi, banyaknya
pelarut organik yang dibutuhkan, menghasilkan limbah organik dalam jumlah
banyak serta proses ekstraksinya membutuhkan waktu yang lama. Sehingga ketiga
teknik tersebut masih belum efisien digunakan untuk analisis secara rutin.
Teknik analitik yang dapat mendeteksi sampel sampai dengan µg L-1
biasanya melibatkan instrumentasi kromatografi gas atau cair setelah tahapan
preparasi sampel. Metode ini sangat penting mencakup waktu yang dibutuhkan
sampai pada proses menghilangkan beberapa interferensi yang disebabkan oleh
senyawa lain, selain senyawa yang ingin dianalisis. Salah satu teknik ekstraksi
yang tidak membutuhkan waktu lama dan pelarut organik dalam jumlah banyak
adalah SDME (Single Drop Microextraction). Selain itu, hasilnya juga lebih
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
5
akurat dan dapat digunakan untuk sampel dengan konsentrasi kecil. Teknik ini
mempunyai
dua
model
ekstraksi,
yakni
direct-SDME
dan
HS-SDME
(Headspace-Single Drop Microextraction) (Pena-Pereira et al., 2010).
Metode
analisis
terhadap
senyawa
golongan
nitrosamin
yang
keberadaanya di lingkungan sangat kecil (ppb dan ppm) memerlukan suatu
metode pemekatan pada tahap persiapan sampel yang selektif dan sensitif (JuradoSanchez et al., 2007). Teknik Headspace-Single Drop Microextraction (HSSDME) merupakan teknik ekstraksi yang selanjutnya dapat digunakan untuk
analisis senyawa golongan nitrosamin yang sifatnya mudah menguap (Demeestere
et al., 2007). Teknik HS-SDME memungkinkan pemekatan konsentrasi senyawa
nitrosamin karena senyawa ini akan diekstrak ke dalam pelarut organik dalam
jumlah yang sangat kecil (µL) (Patel et al., 2010). Selain itu teknik HS-SDME ini
cepat, murah, dan sederhana (Hashemi et al., 2011). Analisis selanjutnya
menggunakan instrumen Gas Chromatography (GC) dengan detektor Flame
Ionization Detector (FID). Deteksi senyawa yang mengandung hidrokarbon dan
komponen mudah terbakar lainnya paling efektif digunakan Flame ionization
detector. Hal ini dikarenakan FID sangat sensitif terhadap senyawa-senyawa yang
mengandung karbon dan hidrogen serta responnya cenderung linier di berbagai
konsentrasi (Skoog et al., 2007). FID dapat mendeteksi semua senyawa yang
mengandung karbon (Lovelock, 1960). Teknik HS-SDME ini sangat baik
digunakan untuk identifikasi senyawa nitrosamin karena prosedur ini dapat
menganalisis senyawa yang mudah menguap dalam produk daging olahan (sosis),
sehingga dapat diketahui konsentrasi senyawa nitrosodipropilamin yang terdapat
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
6
pada sampel daging olahan (sosis) sehingga dapat digunakan sebagai acuan oleh
konsumen untuk memilih produk makanan. Teknik HS-SDME ini sangat tepat
untuk diterapkan dalam proses persiapan sampel karena metode ini berbasis
prinsip green chemistry, yaitu dapat meminimalisir pembuangan limbah
berbahaya ke lingkungan selama proses ekstraksi.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut.
1. Apakah
senyawa
nitrosodipropilamin
(NDPA)
dapat
diekstraksi
menggunakan teknik HS-SDME dengan instrumen GC-FID?
2. Bagaimana hasil optimasi terhadap parameter jenis pelarut organik, waktu
ekstraksi, dan volume larutan ekstrak pada analisis senyawa NDPA
menggunakan teknik HS-SDME?
3. Apakah hasil optimasi tersebut dapat digunakan sebagai parameter untuk
ekstraksi dan penentuan kadar senyawa NDPA dalam sampel sosis
mentah?
1.3
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. mengekstraksi senyawa NDPA menggunakan teknik HS-SDME dengan
instrumen GC-FID
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
7
2. mengetahui hasil optimasi terhadap parameter jenis pelarut organik, waktu
ekstraksi, dan volume larutan ekstrak pada analisis senyawa NDPA
menggunakan teknik HS-SDME
3. mengekstrak dan menentukan kadar senyawa NDPA dalam sampel sosis
mentah dengan menggunakan parameter hasil optimasi.
1.4
Manfaat Penelitian
Menghasilkan suatu metode preparasi sampel yang cepat, murah, dan
selektif yakni menggunakan HS-SDME-GC-FID untuk ekstraksi senyawa
golongan nitrosamin (NDPA) yang mudah menguap dalam produk daging olahan
(sosis mentah) dan mengetahui besarnya konsentrasi senyawa tersebut di dalam
produk daging olahan, sehingga dapat diambil tindakan yang tepat untuk
mencegah efek negatif yang ditimbulkan kemudian.
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Nitrit
Nitrit (NO2-) adalah ion anorganik alami, merupakan bagian dari siklus
nitrogen. Pertama-tama nitrogen organik yang berasal dari sampah akan diuraikan
menjadi ammonia oleh mikroba yang berada di tanah atau air, kemudian ammonia
yang terbentuk dioksidasi menjadi nitrit. Nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan
menjadi nitrat, maka dari itu nitrat merupakan senyawa yang paling sering
ditemukan di dalam air baik air bawah tanah maupun air permukaan. Pencemaran
oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat seperti sampah organik dari
hewan maupun manusia, dapat meningkatkan kadar nitrat di dalam air. Senyawa
di dalam tanah yang mengandung nitrat biasanya larut dan dapat dengan mudah
berpindah melalui air bawah tanah (Thompson, 2004).
Bahan makanan yang tercemar oleh nitrit atau bahan makanan yang
sengaja diawetkan menggunakan nitrit dapat menyebabkan methemoglobinemia
simptomatik (gejala) pada anak-anak. Methemoglobinemia adalah suatu hasil
oksidasi hemoglobin yang tidak mempunyai kemampuan lagi untuk mengangkut
oksigen atau dengan kata lain adalah berkurangnya kemampuan darah untuk
transport oksigen. Sayuran jarang menjadi sumber keracunan akut, akan tetapi
sayuran memberi kontribusi lebih dari 70% nitrat di dalam tubuh pada makanan
tertentu. Kembang kol, bayam, brokoli, dan umbi-umbian memiliki kandungan
nitrat alami lebih banyak dari sayuran lainnya. Sisanya berasal dari air minum
(21%) dan dari daging atau produk olahan daging (6%) yang sering memakai
8
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
9
natrium nitrat (NaNO3) sebagai pengawet maupun pewarna makanan.
Methemoglobinemia
simptomatik
telah
terjadi
pada
anak-anak
yang
mengkonsumsi sosis yang menggunakan nitrit dan nitrat secara berlebihan
(Thompson, 2004).
Nitrit yang diberikan secara oral akan masuk ke dalam saluran
tenggorokan bagian atas dan dipindahkan ke dalam darah. Di dalam darah, nitrit
akan mengubah hemoglobin menjadi methemoglobin yang kemudian teroksidasi
menjadi nitrat. Pada umumnya methemoglobin akan langsung diubah menjadi
hemoglobin kembali melalui proses enzimatik. Nitrat tidak diakumulasikan
didalam tubuh, akan tetapi nitrat didistribusikan ke cairan-cairan tubuh seperti
urin, air liur, asam lambung, dan cairan usus. Sekitar 60% dari nitrat oral
diekskresikan melalui urin. Sisanya belum diketahui, tetapi metabolisme dari
bakteri endogen akan mengeliminasi sisa nitrat (Anonim, 2005). Apabila nitrat
dan nitrit masuk bersamaan dengan makanan, maka zat makanan akan
menghambat absorbsi dari kedua zat ini dan kemudian akan diabsorbsi oleh usus.
Hal ini akan mengakibatkan mikroba usus mengubah nitrat menjadi nitrit
(senyawa yang lebih berbahaya). Karena itu, pembentukan nitrit pada intestinum
mempunyai arti klinis penting terhadap keracunan. Nitrit dapat mengakibatkan
vasodilatasi pada pembuluh darah, hal ini mungkin diakibatkan karena adanya
perubahan nitrit menjadi nitrit oksida (NO) atau NO- yang merupakan molekul
yang berperan dalam relaksasi otot-otot polos (Ruse, 1999; Thompson, 2004).
Selain itu, nitrit di dalam perut akan berikatan dengan protein membentuk Nnitroso, komponen ini juga dapat terbentuk bila daging yang mengandung nitrat
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
10
atau nitrit dimasak dengan panas yang tinggi. Sementara itu, nitrit sendiri
diketahui menjadi salah satu bahan karsinogenik seperti timbulnya kanker perut
pada manusia (Anonim, 2005).
Dalam makanan nitrit merupakan zat aditif penting sebagai pemberi warna
yang khas bagi daging yang diawetkan, perasa, penjaga tekstur serta untuk
melindungi terhadap ketengikan oksidatif dan melindungi makanan terhadap
berkembangnya mikroorganisme patogen, terutama Clostridium Botulinum yang
terdepat pada produk olahan daging (Cassens, 1995).
2.2
Nitrosamin
Nitrosamin merupakan senyawa organik yang bersifat volatil, larut dalam
air, dengan kelarutan sebanyak 29gr/100mL. Nitrosamin terkenal sebagai zat yang
toksik dan karsinogenik (Tannenbaum et al.,1994) yang biasa ditemukan pada
makanan yang diawetkan dengan menggunakan nitrit. Nitrit sering digunakan
sebagai bahan pengawet daging, ikan serta keju agar bakteri pembusuk tidak
berkembang biak. Daya mengawetkannya bertambah besar bila ditambah garam
dan asam. Pengggunaan nitrit pada makanan dibatasi dalam jumlah 150 mg/kg
daging.
Nitrosamin memerlukan aktivasi mikrosomal sebelum mereka dapat
bereaksi dengan DNA yang menyebabkan mutasi dan kanker. Nitrosamin akan
terbentuk apabila bereaksi dengan senyawa amino sekunder karena suhu tinggi
yang terjadi saat menggoreng daging olahan. Makanan yang mengandung
nitrosamin akan menyebabkan kanker terutama kanker perut. Selain itu makanan
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
11
yang mengandung nitrosamin akan menyebabkan kanker saluran cerna atau
kanker hati.
Nitrosamin adalah senyawa kimia yang mempunyai struktur kimia
R1N(R 2)-N = O.
O
R1
N
N
R2
Gambar 2.1 Struktur kimia senyawa Nitrosamin
Nitrosamin dalam makanan dihasilkan oleh reaksi antara amina primer,
sekunder atau tersier dan agen nitrostating, yang sering terjadi dalam bentuk
protein. Reaksi pembentukan nitrosamin :
H
N
Na+
-
O
N
Cl
H
OH
O
Cl
O
N
+
H2O
O
-
H2O
H
O
N
N
NH2
N+
O
H
Gambar 2.2 reaksi pembentukan senyawa Nitrosamin
Nitrit dengan mudah terdekomposisi dalam lingkungan asam membentuk
nitrosating agents yang reaktif, yaitu NO+, N2O3 dan HNO2O3+. Nitrosating
agents ini akan bereaksi dengan senyawa amina dan amida yang terdapat dalam
bahan
Skripsi
pangan
membentuk
NNCs,
yaitu
N-nitrosodimetilamin
(paling
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
12
karsinogenik), N-nitrosodietilamin, dan N-nitrosodipropilamin (Prangdimurti
dkk., 2007). Persamaan reaksi:
NO2- + 2H → NO+ + H2O
(2.1)
R2NH + NO+ → R2N-NO + H+
(2.2)
Salah satu senyawa turunan nitrosamin adalah nitrosodipropilamin (NDPA).
Karakteristik senyawa NDPA dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Karakteristik senyawa NDPA
Rumus molekul
C6H14N2O
Berat molekul
144,27
Titik didih
206 0C
Densitas
1,013 g/mL pada suhu 25 0C
Larutan
Tidak berwarna dan mudah menguap
C3H7
O
N
N
C3H7
Gambar 2.3 Struktur senyawa nitrosodpropilamin
Reaksi pembentukan senyawa NDPA dapat dilihat pada Gambar 2.4
NO2-
2H+
+
+
H2O
C3H7
C3H7
N
C3H7
NO+
H
+
NO+
N
N
O +
H+
C3H7
Gambar 2.4 Reaksi pembentukan senyawa NDPA (Belitz dan Grosch, 1999)
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2.3
13
Sosis
Daging merupakan semua jaringan hewan dan semua produk hasil
pengolahan jaringan-jaringan tersebut yang sesuai untuk dimakan serta tidak
menimbulkan gangguan kesehatan bagi yang memakannya (Soeparno, 1994).
Komposisi daging terdiri dari 75% air, 19% protein, 3,5% substansi non protein
yang larut, dan 2,5% lemak (Lawrie, 2003). Daging dapat dibagi dalam dua
kelompok yaitu daging segar dan daging olahan. Daging segar ialah daging yang
belum mengalami pengolahan dan dapat dijadikan bahan baku pengolahan
pangan. Sedangkan daging olahan adalah daging yang diperoleh dari hasil
pengolahan dengan metode tertentu dengan atau tanpa bahan tambahan, misalnya
sosis, dendeng, daging burger dan daging olahan dalam kaleng dan sebagainya
(Desroiser, 1988).
Kontaminasi bakteri dapat menyebabkan perubahan warna dan bau.
Selama proses memasak, warna daging dapat mengalami perubahan dan kurang
menarik. Warna daging segar adalah warna merah terang dari oksimioglobin,
warna daging yang dimasak adalah warna coklat dari globin hemikromogen,
warna daging yang ditambahkan nitrit adalah warna merah (Soeparno, 1994).
Sosis adalah suatu makanan yang terbuat dari daging cincang, jaringan
otot,
lemak
hewan,
dan
organ-organ
lainnya
yang
dicampur
dengan
garam, rempah serta bahan-bahan lain. Sosis umumnya dibungkus dalam suatu
pembungkus yang secara tradisional menggunakan usus hewan, tapi sekarang
sering kali menggunakan bahan sintesis, serta diawetkan dengan suatu cara,
misalnya dengan pengasapan (Belitz et al., 1999).
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
14
Komponen utama sosis terdiri dari daging, lemak, dan air. Selain itu, pada
sosis juga ditambahkan bahan tambahan seperti garam, fosfat, pengawet (biasanya
nitrit), pewarna, asam askorbat, isolat protein, dan karbohidrat. Dalam
pembuatannya sosis ditambahkan pengawet nitrit yang akan bereaksi dengan
protein yang terdapat dalam daging membentuk nitrosamin dalam suasana yang
ekstrim (lingkungan asam dengan suhu tinggi). Sosis daging sapi dapat
mengandung air sampai 60% (Soeparno, 1994). Menurut Standar Nasional
Indonesia (SNI 01-3820-1995), sosis yang baik harus mengandung protein
minimal 13%, lemak maksimal 25% dan karbohidrat maksimal 8%.
Sosis mengandung lemak, kolesterol dan natrium yang tinggi yang bisa
mengganggu kesehatan, bahkan bisa menyebabkan kanker usus. Peneliti dari
World Cancer Research Fund (WCRF) juga menegaskan bahwa 50 gram saja
sosis yang dimakan setiap hari dapat meningkat penyakit kanker usus hingga
20%.
2.4
Teknik Analisis Sampel
Dewasa
ini,
semakin
banyak
metode-metode
pengukuran
yang
dikembangkan dan dipergunakan untuk analisis senyawa kimia seperti
kromatografi, spektroskopi dan mikroskopi. Dalam analisis senyawa kimia,
apapun metode atau alat yang dipergunakan, tahap yang sangat penting sebelum
analisis sampel adalah preparasi sampel. Tahap preparasi sampel umumnya
mencakup proses ekstraksi dengan tujuan untuk mengisolasi senyawa target dari
matriksnya sekaligus memekatkannya (Gambar 2.5.).
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
15
Gambar 2.5 Skema Proses Analisis (Supriyanto, 2005).
2.4.1
Ekstraksi
Secara umum pengertian ekstraksi adalah proses penarikan suatu zat
dengan pelarut yang sesuai. Tujuan dari ekstraksi adalah untuk pemisahan
komponen-komponen yang terdapat dalam sampel. Pemisahan dipengaruhi oleh
sifat kimia dan fisika analit, matriks sampel dan pelarut. Apabila komposisi
matriks sampel dan pelarut konstan, maka derajat pemisahan dan persentase analit
yang terekstrak juga konstan, karena pemisahan tidak tergantung pada konsentrasi
analit. Ekstraksi merupakan metode pemisahan yang paling baik dan populer,
alasan utamanya adalah bahwa pemisahan dengan metode ini dapat dilakukan
baik dalam tingkat mikro maupun makro.
Ekstraksi cair-cair atau biasa disebut ekstraksi pelarut atau Liquid Liquid
Extraction (LLE) merupakan salah satu teknik preparasi sampel tertua yang sering
digunakan baik untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif. Metode ini sering
digunakan karena prosesnya sangat mudah, kapasitas sampelnya besar dan ekstrak
pelarut organiknya bisa langsung diinjeksikan ke peralatan analisis. LLE
merupakan penarikan zat dalam larutan dengan pelarut lain yang tidak saling
campur. Dasar pemisahan dari LLE adalah adanya perbedaan kelarutan suatu zat
dalam dua pelarut yang tidak saling campur dimana semakin besar perbedaan
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
16
kelarutan zat maka makin sempurna proses pemisahan yang terjadi. Proses yang
terjadi dalam ekstraksi pelarut atau LLE adalah distribusi solut.
Ekstraksi pelarut atau LLE mempunyai beberapa kelemahan diantaranya
adalah timbulnya emulsi, tingginya konsumsi pelarut organik yang dibutuhkan,
menghasilkan limbah pelarut organik dalam jumlah banyak serta proses
ekstraksinya membutuhkan waktu yang lama. Oleh karena itu saat ini telah
banyak dikembangkan teknik ekstraksi yang lebih menguntungkan seperti
ekstraksi fasa padat (solid phase extraction) dan ekstraksi fasa padat mikro (solid
phase microextraction) walaupun dalam prakteknya teknik baru tersebut masih
sulit diterapkan untuk analisis rutin karena metode ini membutuhkan instrumen
analisis yang canggih dan mahal, prosesnya rumit serta material yang digunakan
tidak dapat didaur ulang (Supriyanto, 2005).
Berdasarkan kenyataan di atas maka pengembangan teknik ekstraksi caircair terus dilakukan dengan tujuan untuk menemukan teknik-teknik baru yang
difokuskan pada pengurangan kebutuhan pelarut organik dan peningkatan
selektivitas dan sensitivitas dalam proses analisisnya. Teknik-teknik baru tersebut
salah satunya adalah teknik ekstraksi tetes mikro atau SDME.
2.4.2
Headspace-Single Drop Microextraction (HS-SDME)
Single Drop Microextraction (SDME) merupakan suatu metode preparasi
sampel yang melibatkan ekstraksi cair-cair dengan menggunakan sedikit pelarut
organik (kisaran mikroliter). Pelarut organik tersebut dibiarkan menggantung di
ujung jarum mycrosyringee dan diletakkan di dalam larutan sampel. Larutan
sampel diaduk dengan bantuan pengaduk magnetik agar transfer massa senyawa
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
17
target ke pelarut organik berlangsung sempurna (Liu et al., 1996). Faktor yang
mempengaruhi efektivitas dari ekstraksi dalam SDME adalah waktu ekstraksi,
ukuran tetesan, bentuk fisik dan kimia dari bahan pelarut, volume sampel,
kecepatan pengadukan, suhu, dan kekuatan ion dari campuran (Wardencki et al.,
2007). Teknik ini dibagi dalam dua jenis, yakni direct-SDME dan HS-SDME
(Headspace-Single Drop Microextraction) (Pena-Pereira et al., 2010).
Ekstraksi senyawa target dengan teknik ini dapat dilakukan dengan dua
cara yaitu sistem batch dan sistem kontinyu. Dalam sistem batch sejumlah volume
pelarut organik di ujung syringe dimasukkan ke dalam sejumlah volume sampel.
Kemudian larutan sampel diaduk terus-menerus dengan menggunakan pengaduk
magnetik. Setelah ekstraksi senyawa organiknya, tetesan mikro tadi dihisap
kembali sampai ke microsyringee dan disuntikkan secara langsung ke GC untuk
dianalisis (Hashemi et al., 2011).
Sedangkan dalam sistem kontinyu pelarut organik di ujung syringe
diletakkan dalam suatu mikro reaktor yang dialiri sampel sehingga proses
ekstraksi terjadi secara kontinyu, setelah proses ekstraksi pelarut organiknya
ditarik kembali ke dalam syringe dan diinjeksikan ke instrumen analisis (GC).
Skema ekstraksi tetes mikro secara batch dan kontinyu ditunjukkan oleh Gambar
2.6
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Sampel masuk
18
Sampel
keluar
Gambar 2.6 Skema Ekstraksi Tetes Mikro ( Supriyanto, 2005 ).
Pemekatan senyawa target akan terjadi karena volume pelarut organik jauh
lebih kecil dibandingkan dengan volume sampel. Derajat pemekatan teoritis
didefinisikan sebagai perbandingan antara volume sampel dan volume pelarut
organik. Transfer massa senyawa target dari larutan sampel ke pelarut organik
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jenis dan volume pelarut organik,
kecepatan pengadukan, waktu pengadukan, penambahan garam, pH, suhu, dan
volume larutan ekstrak.
Sampai saat ini SDME telah banyak digunakan dalam bidang analisis,
diantaranya penentuan α- dan β-endosulfan dalam sampel air dengan
Kromatografi Gas (GC) (Lopez-Blanco et al., 2002), Ekstraksi Zirconium (IV)
dalam kerosin (Biswas dan Hayat, 2002), Penentuan dialkyl phthalate esters pada
makanan (Batlle dan Nerin, 2004), Analisis heksana dan heptana dalam darah
manusia (Li et al., 2005).
Skripsi
Kartika Laksmi Prasetyowati
Analisis Senyawa Karsinogenik
Nitrosodipropilamin (NDPA) Pada Sosis Mentah Dengan Headspace-Single
Drop Microextraction-Gas Chromatography-Flame Ionization Detector (HSSDME-GC-FID)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2.5
19
Kromatografi Gas (GC)
Kromatografi gas (GC) adalah suatu jenis kromatografi yang digunakan
dalam analisis kimia untuk memisahkan dan menganalisa campuran zat yang
dilakukan antara fasa diam (cair) dan fasa geraknya (gas). GC dapat digunakan
untuk mengidentifikasi senyawa kimia dengan sifat mudah diuapkan (Riccio et
al., 2008). Pemisahan senyawa ini berdasarkan sifat-sifat penyerapan isi kolom
untuk memisahkan komponen sampel yang berbentuk gas. Isi kolom yang biasa
digunakan untuk keperluan ini adalah silica gel, saringan molekul dan arang.
Sampel yang dianalisis dapat berbentuk gas, cair maupun padat, namun cair dan
padat harus terlebih dahulu diubah menjadi bentuk gas dengan cara pemanasan.
Kromatografi pertama kali digunakan oleh W. Ramsey pada tahun 1905
untuk memisahkan campuran gas dan campuran uap. Pada percobaan pertama ini
menggunakan penyerapan selektif oleh penyerap padat seperti arang aktif. Tahun
1908, Mikhail Semenovic Tsweet, seorang ahli botani berkebangsaan Rusia,
memberikan istilah “kromatografi” ( yang