Analisis Kandungan Natrium Benzoat dan Asam Sitrat pada Minuman Isotonik secara Simultan dengan Metode Spektrofotometri Ultraviolet
ASAM SITRAT PADA MINUMAN ISOTONIK
SECARA SIMULTAN DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI ULTRAVIOLET SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara OLEH: NOVITA SARI NIM 101501103 PROGRAM STUDI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014ANALISIS KANDUNGAN NATRIUM BENZOAT DAN ASAM SITRAT PADA MINUMAN ISOTONIK SECARA SIMULTAN DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI ULTRAVIOLET OLEH: NOVITA SARI NIM 101501103
Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Pada Tanggal : 9 Mei 2014 Pembimbing I, Panitia Penguji, Dr. Muchlisyam, M.Si., Apt. Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt.
NIP 195006221980021001 NIP 195108161980031002 Pembimbing II, Dr. Muchlisyam, M.Si., Apt.
NIP 195006221980021001 Drs. Syahrial Yoenoes, S.U., Apt. Drs. Immanuel S. Meliala, M.Si., Apt.
NIP 195112061983031001 NIP 195001261983031002 Dra. Sudarmi, M.Si., Apt.
NIP 195409101983032001 Medan, 10 Juni 2014 Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Dekan, Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt. Puji dan syukur penulis ucapkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Skripsi ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, dengan judul Analisis Kandungan Natrium Benzoat dan Asam Sitrat pada Minuman Isotonik secara Simultan dengan Metode Spektrofotometri Ultraviolet.
Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati dan hormat, penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi USU Medan dan penasehat akademis penulis, yang telah yang telah memberikan bimbingan dan penyediaan fasilitas sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan. Bapak Dr. Muchlisyam, M.Si., Apt. dan Bapak Drs. Syahrial Yoenoes, S.U., Apt., selaku pembimbing yang telah membimbing dengan sangat baik, memberikan petunjuk, perhatian, saran, dan motivasi selama penelitian hingga selesainya skripsi ini. Bapak Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt., Bapak Drs. Immanuel S. Meliala, M.Si., Apt., dan Ibu Dra. Sudarmi, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik, saran dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah mendidik selama perkuliahan.
Penulis juga ingin mempersembahkan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada Bapak Sai Chang, Winny, Jessica Chandra dan Jesselin Chandra selaku telah banyak mendukung dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Serta seluruh pihak dan teman-teman yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum namanya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang farmasi.
Medan, Mei 2014 Penulis, Novita Sari NIM 101501103
ASAM SITRAT PADA MINUMAN ISOTONIK
SECARA SIMULTAN DENGAN METODE
SPEKTROFOTOMETRI ULTRAVIOLET
ABSTRAKNatrium benzoat merupakan pengawet yang banyak dijual di pasaran dan digunakan untuk mengawetkan berbagai bahan pangan. Penambahan asam sitrat sebagai pengatur keasaman pada penggunaan natrium benzoat bertujuan untuk meningkatkan efektifitas natrium benzoat sebagai bahan pengawet. Tujuan penelitian ini adalah untuk melakukan analisis kandungan natrium benzoat dan asam sitrat pada minuman isotonik secara simultan dengan spektrofotometri ultraviolet.
Metode penelitian ini dilakukan dengan metode spektrofotometri ultraviolet menggunakan perhitungan persamaan regresi yang diukur absorbansinya pada panjang gelombang asam benzoat 229 nm dan asam sitrat 208 nm. Penelitian ini terlebih dahulu dilakukan dengan penetapan kadar campuran bahan baku asam benzoat dan asam sitrat, selanjutnya dilakukan analisis kandungan natrium benzoat dan asam sitrat secara simultan pada minuman isotonik.
Hasil penetapan kadar natrium benzoat pada sampel A adalah sebesar 260,7816 ± 2,8096 mg/kg, sampel B sebesar 278,5271 ± 4,1238 mg/kg, sampel C sebesar 129,4119 ± 2,5809 mg/kg, sampel D sebesar 175,6334 ± 1,2820 mg/kg dan hasil penetapan kadar asam sitrat pada sampel A sebesar 19603,2026 ± 995,8723 mg/kg, sampel B sebesar 12238,2021 ± 452,3898 mg/kg, sampel C sebesar 11403,5265 ± 575,6900 mg/kg, sampel D sebesar 1673,1440 ± 286,8816 mg/kg. Hal ini menunjukkan bahwa minuman isotonik yang dianalisis memenuhi persyaratan kadar yang tercantum dalam Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 722/MenKes/Per/IX/88 tentang Bahan Tambahan Makanan, yaitu tidak lebih dari 600 mg/kg. Sedangkan penggunaan asam sitrat dalam minuman ringan sampai saat ini belum dibatasi kadar penggunaannya oleh badan pengawas obat dan makanan.
Hasil uji validasi metode yang dilakukan memberikan akurasi dan presisi yang memenuhi syarat yaitu 85,26% recovery dengan RSD 1,20%, batas deteksi (LOD) 0,4231 µg/ml ( 229 ); 0,4563 µg/ml ( 208 ) dan batas kuantitasi (LOQ)
λ λ 1,4104 µg/ml ( 229 ); 1,5209 µg/ml ( 208 ) untuk asam benzoat. Sedangkan untuk
λ λ asam sitrat, hasil uji validasi metode yang dilakukan juga memberikan akurasi dan presisi yang memenuhi syarat yaitu 86,33% recovery dengan RSD 0,52%, batas deteksi (LOD) 36,8571 µg/ml ( ); 40,8000 µg/ml ( ) dan batas kuantitasi
229 208
λ λ (LOQ) 122,8571 µg/ml ( 229 ); 136 µg/ml ( 208 ). Berdasarkan hasil penelitian
λ λ tersebut dapat disimpulkan bahwa metode spektrofotometri ultraviolet secara simultan dengan metode perhitungan persamaan regresi memberikan ketepatan dan ketelitian yang baik.
Kata kunci: isotonik, natrium benzoat, asam sitrat, spektrofotometri ultraviolet,
AND CITRIC ACID IN ISOTONIC DRINKS SIMULTANEOUSLY
BY SPECTROPHOTOMETRY ULTRAVIOLET METHOD
ABSTRACT
Sodium benzoate is a preservative that is commonly sold in the market and also used as food preservative. The addition of citric acid as acidity regulator on the sodium benzoate usage served a purpose to enhance the effectiveness of sodium benzoate as a preservative. The purpose of this study is to do a content analysis of sodium benzoate and citric acid in isotonic drinks simultaneously by ultraviolet spectrophotometry.
This study method is done by spectrophotometry ultraviolet using calculation of regression equation that measured at wavelength of benzoic acid 229 nm and citric acid 208 nm. Firstly, this study conducted by assay mixture of benzoic acid and citric acid as material strandard, then we do content analysis of sodium benzoate and citric acid simultaneously in isotonic drinks.
The result of sodium benzoate assay in sample A is 260.7816 ± 2.8096 mg/kg, sample B is 278.5272 ± 4.1238 mg/kg, sample C is 129.4118 ± 2.5810 mg/kg, sample D is 175.6335 ± 1.2295 mg/kg and the result of citric acid in sample A is 19603.2026 ± 995.8722 mg/kg, sample B is 12238.2022 ± 452.3898 mg/kg, sample C is 11403.5265 ± 575.6899 mg/kg, sample D is 1673.1440 ± 286.8719 mg/kg. This result indicate that sodium benzoate concentration of the analyzed isotonic drink meet the requirements stated in the Regulation of the Minister of Health of the Republic of Indonesia 722/Menkes/Per/IX/88 on Food Additives, that is not exceed 600 mg/kg. While the use of citric acid in soft drinks is not limited to use in current levels by National Agency by Drug and Food Controls.
The results of test method validation that was conducted provide eligible accuracy and precision such as 85.26% recovery with RSD 1.20%, the limit of detection (LOD) 0.4231 µg/ml ( 229 ); 0.4563 µg/ml 208 ) and the limit of
λ (λ quantitation (LOQ) 1.4104 µg/ml ( 229 ); 1.5209 µg/ml 208 ) for benzoic acid.
λ (λ While for citric acid, the results of test method validation provide eligible accuracy and precision that is 86.33% recovery with RSD 0.52%, the limit of detection (LOD) 36.8571 µg/ml ( ); 40.8000 µg/ml ) and the limit of
229 208
λ (λ quantitation (LOQ) 122.8571 µg/ml ( 229 ); 136 µg/ml 208 ). Based on these λ (λ results can be concluded that ultraviolet spectrophotometric method with the calculation of regression equation method provide good accuracy and precision.
Key word: isotonic, sodium benzoate, citric acid, spectrophotometry ultraviolet, simultaneously, regression equation.
Halaman JUDUL ..................................................................................................... i HALAMAN JUDUL ................................................................................ ii HALAMAN PENGESAHAN .................................................................. iii KATA PENGANTAR ............................................................................. iv ABSTRAK ............................................................................................... vi ABSTRACT .............................................................................................. vii DAFTAR ISI ............................................................................................ viii DAFTAR TABEL .................................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR ............................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xv BAB I PENDAHULUAN ........................................................................
1 1.1 Latar Belakang .......................................................................
1 1.2 Perumusan Masalah ................................................................
3 1.3 Hipotesis .................................................................................
3 1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................
4 1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................
4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
5 2.1 Minuman Isotonik .................................................................
5 2.2 Cairan dan Elektrolit .............................................................
5 2.3 Bahan Tambahan Pangan .....................................................
6 2.3.1 Bahan Pengawet .........................................................
6
2.3.2 Pengatur Keasaman ....................................................
8 2.4 Natrium Benzoat ..................................................................
9 2.4.1 Sifat Fisikokimia ........................................................
9 2.4.2 Aktivitas .....................................................................
9 2.5 Asam Sitrat ...........................................................................
10 2.5.1 Sifat Fisikokimia ........................................................
10 2.5.2 Aktivitas .....................................................................
11 2.6 Spektrofotometri Ultraviolet ................................................
11 2.6.1 Hukum Lambert Beer ................................................
12 2.6.2 Kegunaan Spektrofotometri Ultraviolet .....................
12 2.6.2.1 Analisis Kualitatif ..........................................
13 2.6.2.2 Analisis Kuantitatif ........................................
13 2.7 Validasi Metode ...................................................................
17 BAB III METODE PENELITIAN ..........................................................
21 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................
21 3.2 Bahan-bahan ........................................................................
21 3.2.1 Sampel .......................................................................
21 3.2.2 Pereaksi ......................................................................
21 3.3 Alat-alat ................................................................................
21 3.4 Pembuatan Pereaksi .............................................................
22 3.4.1 Larutan HCl 0,1 N .....................................................
22 3.4.2 Larutan Natrium Hidroksida 0,05 N ..........................
22
3.4.5 Larutan Deniges .........................................................
22 3.5 Pengambilan Sampel ...........................................................
22 3.6 Analisis Kualitatif ................................................................
23 3.6.1 Analisis Kualitatif Natrium Benzoat ..........................
23 3.6.2 Analisis Kualitatif Asam Sitrat ..................................
23 3.7 Penentuan Kadar Baku Pembanding ....................................
23 3.7.1 Penentuan Kadar Baku Pembanding Asam Benzoat .
23 3.7.2 Penentuan Kadar Baku Pembanding Asam Sitrat ......
24 3.8 Pembuatan Larutan Induk Baku ...........................................
24 3.8.1 Pembuatan Larutan Induk Baku Asam Benzoat ........
24 3.8.2 Pembuatan Larutan Induk Baku Asam Sitrat ............
25 3.9 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum ........................
25
3.9.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Asam Benzoat ......................................................................
25
3.9.2 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Asam Sitrat ..........................................................................
25
3.10 Pembuatan Kurva Serapan Gabungan (Overlap) Asam Sitrat dan Asam Benzoat (50:1) ........................................
26 3.11 Pembuatan Kurva Kalibrasi ...............................................
26 3.11.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Asam Benzoat ..........
26 3.11.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Asam Sitrat ...............
26
3.12 Penetapan Kadar Campuran Baku Asam Benzoat dan Asam Sitrat .......................................................................
27
3.13 Penetapan Kadar Natrium Benzoat dan Asam Sitrat dalam Sampel ................................................................................
27
dalam Sampel A ....................................................
27
3.13.2 Penetapan Kadar Natrium Benzoat dan Asam Sitrat dalam Sampel B ....................................................
28
3.13.3 Penetapan Kadar Natrium Benzoat dan Asam Sitrat dalam Sampel C ....................................................
28
3.13.4 Penetapan Kadar Natrium Benzoat dan Asam Sitrat dalam Sampel D ....................................................
28 3.14 Analisis Data Secara Statistik ............................................
29 3.15 Validasi Metode Analisis ...................................................
30 3.15.1 Uji Perolehan Kembali (Recovery) ........................
30 3.15.2 Simpangan Baku Relatif ........................................
31
3.15.3 Penentuan Batas Deteksi (Limit of Detection) dan Batas Kuantitasi (Limit of Quantitation) ...............
31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................
33 4.1 Analisis Kualitatif Benzoat dan Sitrat pada Sampel ............
33 4.2 Penentuan Kadar Baku Pembanding ....................................
33 4.2.1 Penentuan Kadar Baku Pembanding Asam Benzoat .
33 4.2.2 Penentuan Kadar Baku Pembanding Asam Sitrat ......
34 4.3 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum ........................
34
4.4 Pembuatan Kurva Serapan Gabungan (Overlap) Asam Sitrat dan Asam Benzoat (50:1) ..........................................
35 4.5 Kurva Kalibrasi ....................................................................
37 4.5.1 Kurva Kalibrasi Asam Benzoat .................................
37 4.5.2 Kurva Kalibrasi Asam Sitrat ......................................
38
4.6 Penetapan Kadar Campuran Baku Asam Benzoat dan Asam Sitrat ....................................................................................
39
4.8.1 Uji Perolehan Kembali (Recovery) ............................
41 4.8.2 Simpangan Baku Relatif ............................................
42 4.8.3 Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi ...........................
43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................
44 5.1 Kesimpulan ..........................................................................
44 5.2 Saran ....................................................................................
45 DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
46 LAMPIRAN .............................................................................................
48
Halaman Tabel 1. Hasil Analisis Kualitatif Benzoat dan Sitrat pada Sampel ........... 33 Tabel 2. Hasil Analisis Kadar Natrium Benzoat dan Asam Sitrat pada Minuman Isotonik ........................................................................ 41 Tabel 3. Persen Uji Perolehan Kembali (recovery) Asam Benzoat dan
Asam Sitrat ................................................................................... 42
Halaman Gambar 1. Spektrum absorpsi senyawa X dan Y (tidak terjadi tumpang tindih pada kedua panjang gelombang yang digunakan) ............................................................................. 15
Gambar 2. Spektrum absorpsi senyawa X dan Y (tumpang tindih satu arah; X dapat diukur tanpa gangguan Y, tetapi X mengganggu pada pengukuran langsung dari Y) ................. 16
Gambar 3. Spektrum absorpsi senyawa X dan Y (tumpang tindih dua arah. Tidak ada panjang gelombang dimana masing-masing senyawa dapat diukur tanpa mengalami gangguan oleh yang lainnya) ............................................... 17
Gambar 4. Kurva Serapan Baku Pembanding Asam Benzoat ............... 35 Gambar 5. Kurva Serapan Baku Pembanding Asam Sitrat .................... 35 Gambar 6. Kurva Serapan Gabungan (Overlap) Baku Pembanding Asam Sitrat dan Baku Pembanding Asam Benzoat (50:1) ... 36 Gambar 7. Kurva Kalibrasi Asam Benzoat pada Panjang Gelombang 229 nm ................................................................................... 37 Gambar 8. Kurva Kalibrasi Asam Benzoat pada Panjang Gelombang 208 nm ................................................................................... 37 Gambar 9. Kurva Kalibrasi Asam Sitrat pada Panjang Gelombang 208 nm ................................................................................... 38 Gambar 10. Kurva Kalibrasi Asam Sitrat pada Panjang Gelombang 229 nm ................................................................................... 39
Halaman Lampiran 1. Perhitungan Konsentrasi Pengukuran Asam Benzoat ...... 48 Lampiran 2. Perhitungan Hasil Kadar Baku Pembanding Asam
Benzoat ............................................................................. 49 Lampiran 3. Perhitungan Hasil Kadar Baku Pembanding Asam Sitrat 51 Lampiran 4. Data Kalibrasi Asam Benzoat pada Panjang Gelombang 229 nm dengan Spektrofotometri Ultraviolet, Perhitungan
Persamaan Garis Regresi dan Koefisien Korelasi (r) ....... 53 Lampiran 5. Data Kalibrasi Asam Benzoat pada Panjang Gelombang 208 nm dengan Spektrofotometri Ultraviolet, Perhitungan
Persamaan Garis Regresi dan Koefisien Korelasi (r) ....... 55 Lampiran 6. Data Kalibrasi Asam Sitrat pada Panjang Gelombang 208 nm dengan Spektrofotometri Ultraviolet, Perhitungan
Persamaan Garis Regresi dan Koefisien Korelasi (r) ....... 57 Lampiran 7. Data Kalibrasi Asam Sitrat pada Panjang Gelombang 229 nm dengan Spektrofotometri Ultraviolet, Perhitungan
Persamaan Garis Regresi dan Koefisien Korelasi (r) ....... 59 Lampiran 8. Contoh Perhitungan Campuran Baku Asam Benzoat dan
Asam Sitrat ....................................................................... 61 Lampiran 9. Hasil Analisis Kadar Natrium Benzoat dan Asam Sitrat
Dalam Sampel ................................................................... 64 Lampiran 10. Contoh Perhitungan Kadar Natrium Benzoat dan Asam
Sitrat dalam Sampel A ...................................................... 66 Lampiran 11. Contoh Perhitungan Kadar Natrium Benzoat dan Asam
Sitrat dalam Sampel B ...................................................... 69 Lampiran 12. Contoh Perhitungan Kadar Natrium Benzoat dan Asam
Sitrat dalam Sampel C ...................................................... 72 Lampiran 13. Contoh Perhitungan Kadar Natrium Benzoat dan Asam
Sitrat dalam Sampel D ...................................................... 75 Lampiran 14. Perhitungan Statistik Kadar Natrium Benzoat dan Asam
Sitrat dalam Sampel A ...................................................... 78 Lampiran 15. Perhitungan Statistik Kadar Natrium Benzoat dan Asam
Sitrat dalam Sampel C ...................................................... 86 Lampiran 17. Perhitungan Statistik Kadar Natrium Benzoat dan Asam
Sitrat dalam Sampel D ...................................................... 90 Lampiran 18. Perhitungan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi ............... 94 Lampiran 19. Hasil Uji Perolehan Kembali Asam Benzoat dan Asam
Sitrat Setelah Penambahan Masing-Masing Larutan Standar pada Sampel ......................................................... 98
Lampiran 20. Contoh Perhitungan Uji Perolehan Kembali Asam Benzoat dan Asam Sitrat pada Sampel ............................. 99
Lampiran 21. Perhitungan Simpangan Baku Relatif (RSD) Kadar Asam Benzoat dan Asam Sitrat pada Sampel ............................. 103
Lampiran 22. Perhitungan Pembuatan HCl 0,1 N .................................... 105 Lampiran 23. Perhitungan Pembuatan NaOH 0,05 N .............................. 105 Lampiran 24. Daftar Nilai Distribusi t ..................................................... 106 Lampiran 25. Gambar Sampel Minuman Isotonik ................................... 107 Lampiran 26. Komposisi Sampel Minuman Isotonik .............................. 108 Lampiran 27. Gambar Hasil Analisis Kualitatif Benzoat dan Sitrat ........ 109 Lampiran 28. Gambar Asam Benzoat dan Asam Sitrat Pro Analis ......... 110 Lampiran 29. Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
722/MenKes/Per/IX/88 tentang Bahan Tambahan Makanan ........................................................................... 112