PENETAPAN KADAR BESI DALAM SEREAL MERK ”X” MELALUI PROSEDUR PREPARASI DRY ASHING DAN WET
PENETAPAN KADAR BESI DALAM SEREAL MERK ”X”
MELALUI PROSEDUR PREPARASI DRY ASHING DAN WET
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh :
Budiarto
NIM : 038114062
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2010
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DIGESTION SECARA SPEKTROFOTOMETRI VISIBEL
PENETAPAN KADAR BESI DALAM SEREAL MERK ”X”
MELALUI PROSEDUR PREPARASI DRY ASHING DAN WET
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh :
Budiarto
NIM : 038114062
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2010
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DIGESTION SECARA SPEKTROFOTOMETRI VISIBEL
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
♥ Terima Kasih Tuhan ♥ ♥ Keluarga, Saudara dan Sahabat yang Senantiasa Mendampingi ♥ PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih dan karunia yang selalu dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Penetapan Kadar Besi dalam Sereal Merk ”X” melalui
prosedur preparasi Dry Ashing dan Wet Digestion secara Spektrofotometri
Visibel dengan Pereaksi 1, 10-Fenantrolina. Skripsi ini disusun guna memenuhi
salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi Program Studi Ilmu Farmasi di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
Skripsi ini dapat disusun atas dukungan, doa dan semangat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Rita Suhadi, M.Si, Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma atas kesempatan yang diberikan bagi penulis.
2. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si. sebagai pembimbing atas segala kesabaran, dukungan dan bimbingan bagi penulis.
3. Christine Patramurti, M.Si. Apt. atas saran dan kritik yang membangun bagi penulis
4. L. Wiwid Wijayanti., M.Si. atas saran, bimbingan dan dukungan yang membangun bagi penulis.
5. Bapak Prof. Dr. Sudibyo Martono, Apt. atas saran, petunjuk dan diskusi serta bahan-bahan yang sangat berarti selama penulisan.
6. Mas Adhityo Bimo, Mas Parlan, dan Mas Kunto atas kesediaan menemani saat penelitian.
7. Teman-teman : Irwan, Mas Wiwid, Yulia, Nugroho-Sukma, Fajar, Alvian, Aan, Hengky, Hermanto, Madya, Daru, Taufan, Bakri, Suvendi, Teman-teman Fak.
Farmasi USD 2003 kelas B khususnya kelompok praktikum C atas kebersamaan dan keceriaan selama di Sanata Dharma
8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan penulis satu persatu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Dalam kesempatan ini, penulis juga memohon maaf kepada semua pihak atas kekurangan dan kesalahan yang mungkin dilakukan penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, saran dan kritik yang membangun.
Yogyakarta, Maret 2010 Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
Bayi di Indonesia usia 6-24 bulan merupakan populasi terbanyak dalam kasus anemia defesiensi besi. Bayi umur 6-24 bulan disarankan untuk mendapat asupan besi 7-8 mg/hari dengan mengkonsumsi makanan pendamping/tambahan. Sereal biasa dikonsumsi sebagai makanan pendamping. Penelitian ini dilakukan untuk memberikan informasi kuantitaif kadar besi yang terkandung dalam sereal makanan bayi melalui preparasi dry ashuing dan wet digestion menggunakan metode spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin dan untuk memberikan informasi tentang validitas metode menurut parameter akurasi, presisi, linearitas serta untuk mengetahui perbedaan bermakna atau tidak bermakna antara kedua preparasi dalam metode tersebut.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental menggunakan metode spektrofotometri visibel. Besi dipisahkan dari sampel melalui dua prosedur preparasi yang berbeda, yakni dry ashing dan wet digestion. Kemudian, Besi yang didapatkan
2+ 2+
dari masing-masing preparasi diubah menjadi Fe . Fe direaksikan dengan pereaksi
2+
1,10-fenantrolin hingga membentuk kompleks [Fe(1,10-fenantrolin)3] berwarna merah-oranye. Serapan maksimum kompleks ini diukur pada panjang gelombang 510 nm.
Hasil penelitian melalui prosedur dry ashing menunjukkan rata-rata kadar besi dalam sereal makanan bayi pada merek X adalah sebesar (36,1 ± 0,57) % AKG, sedangkan pada prosedur wet digestion sebesar (36,19 ± 0,65) % AKG. Berdasarkan analisis hasil penelitian nilai recovery, koefisien variasi dan linearitas, diperoleh hasil bahwa metode spektrofotometri mempunyai validitas yang baik untuk menetapkan kadar besi dalam sereal makanan bayi, serta tidak ditemukan perbedaan bermakna antara kedua prosedur. Kata kunci : besi, sereal, dry ashing, wet digestion, 1,10-fenantrolin, spektrofotometri visibel PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
An Indonesian infant, who’s the age between 6 and 24 month, are identified as most at risk of being iron deficiency anemia. Infants, who are the age between 6 and 24 month, are suggested to have iron intake 7-8 mg/day. Based on that case, a research that as able to prove conformity the of iron content in infant cereal foods in the label package is needed and it is to inform about validity of the spectrophotometry method at determination of iron infant cereal food with dry ashing and wet digestion procedure using 1,10-phenanthroline reagent. Moreover, it is to inform that dry ashing and wet digestion preparation has significant different or not significant different.
This research was a experimental descriptive research using visible spectrophotometer with different procedure. Both, The iron from procedures,
2+
convert to ion Fe for react with 1,10-phenanthroline to form [Fe(1,10-
2+
fenantrolin) ] complex that have maximum absorbance of this complex was
3 measured at wavelength 510 nm.
The results of the research showed the mean of iron content in infant cereal foods by dry ashing procedure brand X was (36,1 ± 0,57) % AKG; and by wet ashing procedure brand X was (36,19 ± 0,65) % AKG. Based on the analysis result, the value of recovery, coefficient variation, and linearity showed that spectrophotometry method had a good validity to determinate iron in infant cereal foods. The results of the research also showed that dry ashing and wet digestion preparation is not significant different. Keywords: iron, cereal, dry ashing, wet digestion, 1,10-phenanthroline, visible spectrophotometry
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................ v KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................... .... viii
INTISARI............................................................................................................... ix
ABSTRACT ............................................................................................................. x
DAFTAR ISI.......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL.................................................................................................. xv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xvi DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................................... xvii BAB I. PENGANTAR ...........................................................................................
1 A. Latar Belakang ...........................................................................................
1 1. Rumusan masalah ................................................................................
3 2. Keaslian penelitian ...............................................................................
4 3. Manfaat penelitian................................................................................
5 B. Tujuan ........................................................................................................ 5
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA....................................................................
3. Linearitas.............................................................................................. 21 4. Limit Deteksi dan Limit Kuantitasi ……… ........................................
25 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25 C. Bahan Penelitian.........................................................................................
24 2. Definisi Operasional...............................................................................
24 1. Variabel ..................................................................................................
24 B. Variabel dan Definisi Operasional .............................................................
24 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .................................................................
23 BAB III. METODE PENELITIAN .......................................................................
22 I. Hipotesis ....................................................................................................
21 H. Landasan Teori ..........................................................................................
2. Presisi ................................................................................................... 20
7 A. Zat besi .......................................................................................................
19
19 1. Akurasi ................................................................................................
14 G. Validasi Metode Analisis ...........................................................................
12 F. Spektrofotometri Visibel............................................................................
D. 1,10-Fenantrolin ......................................................................................... 11 E. Penetapan Kadar Besi secara Spektrofotometri Visibel ............................
Wet Digestion……………………………………………………. 10
1. Dry Ashing………………………………………………………. 9 2.
9
7 B. Sereal.......................................................................................................... 8 C. Destruksi Bahan Organik dalam Analisis Anorganik ................................
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI D. Alat Penelitian............................................................................................
26 E. Tatacara Penelitian .....................................................................................
26 1. Penyiapan sampel.................................................................................
26
2+
2. Pembuatan larutan stock baku Fe ...................................................... 26
2+
3. Pembuatan larutan intermediate baku Fe .......................................... 26 4. Pembuatan larutan pereaksi..................................................................
26 5. Optimasi metode ..................................................................................
27 6. Penetapan kurva baku ..........................................................................
28 7. Uji kualitiatif ........................................................................................
28 8. Penetapan kadar ...................................................................................
29
2+
9. Pembuatan larutan stock baku Fe untuk perolehan kembali .............31 10. Perolehan kembali................................................................................
31 F. Analisis Hasil .............................................................................................
32 BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ......................................
35 A. Sampel........................................................................................................ 35 B. Optimasi Metode........................................................................................
35 C. Uji Kualitatif ..............................................................................................
41 D. Penetapan Kadar.........................................................................................
41 E. Analisi Hasil...............................................................................................
43 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN................................................................
49 A. Kesimpulan ................................................................................................ 49
B. Saran........................................................................................................... 49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................
50 LAMPIRAN........................................................................................................... 53 BIBLIOGRAFI ...................................................................................................... 65
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL
Halaman Tabel I. Zat gizi yang dianjurkan terkandung dalam produk sereal ..................
8 Tabel II. Rentang kesalahan yang diijinkan pada konsentrasi analit pada matriks .........................................................................................
20 Tabel III. Nilai % CV yang diijinkan pada konsentrasi analit pada matriks........
21
2+ Tabel IV. Kurva baku konsentrasi Fe vs absorbansi .........................................
40 Tabel V. % Recovery sereal merek X dry ashing ............................................. 43 Tabel VI. % Recovery sereal merek X wet digestion ......................................... 44 Tabel VII. % CV dari kadar terukur recovery sereal merek X pada dry ashing ................................................................................... 45 Tabel VIII. % CV dari kadar terukur recovery sereal merek X pada wet digestion ................................................................................ 45 Tabel IX. Kadar rata-rata sereal merek X pada dryashing................................... 46 Tabel X. Kadar rata-rata sereal merek X pada wet digestion.............................. 47 Tabel XI. Hasil Uji-T sample berpasangan dry ashing dan wet digestion ........... 48
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Rumus struktur 1,10-fenantrolin ....................................................
11 Gambar 2. Tris (5- nitro-6-amino-o-fenantrolin )besi(II) ................................
13 Gambar 3. Skema sederhana spektrofotometer UV-Vis berkas ganda ............
14 Gambar 4. Tingkat energi elektronik…………………………………………… 17 Gambar 5. Reaksi reduksi Fe
3+ oleh hidrokuinon .............................. ..............
36 Gambar 6. Pembentukan kompleks Fe
2+
dengan 1,10-fenantrolin ..................37 Gambar 7. Grafik waktu operasi kompleks Fe
2+ dengan 1,10-fenantrolin.......
38 Gambar 8. Grafik panjang gelombang maksimum pembentukan kompleks Fe
2+ dengan 1,10-fenantrolin..................................................................
39 Gambar 9. Grafik kurva baku Fe
2+
vs Absorbansi ........................................... 40
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Komposisi dan % AKG sereal merek X ........................................... 53 Lampiran 2. Data penimbangan baku dan konsentrasi kurva baku ....................... 54 Lampiran 3. Data penimbangan bobot rata-rata sampel merek X ......................... 57 Lampiran 4. Data penetapan kadar sampel merek X serta contoh Perhitungannya pada dry ashing ....................................................... 58 Lampiran 5. Data penetapan kadar sampel merek X pada wet digestion .............. 59 Lampiran 6. Data recovery sampel merek X serta contoh perhitungannya pada dry ashing dan wet digestion .......................... 60 Lampiran 7. Perhitungan CV dari kadar terukur recovery merek X ..................... 62 Lampiran 8. Data Perhitungan Limit of Detection (LOD) dan
Limit of Quantitation (LOQ)............................................................. 63
Lampiran 9. Data out put perhitungan perbandingan kadar sampel...................... 64
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Salah satu masalah kesehatan pada balita di Indonesia adalah Anemia
defisiensi besi. Kebutuhan zat besi meningkat saat bayi, menyebabkan resiko terjadi anemia defisisensi besi pada kelompok ini lebih tinggi (Soediotomo, 2004). Menurut Kep.Men.Kes. RI No : 1593/MENKES/SK/XI/2005 tentang angka kecukupan gizi yang dianjurkan bagi bangsa Indonesia, bayi umur 6-24 bulan dianjurkan mendapat asupan zat besi 7-8 mg/hari. Salah satu rekomendasi yang diberikan oleh WHO/UNICEF adalah memberikan makanan pendamping air susu ibu (MP-ASI) sejak bayi berusia 6-24 bulan (Kresnawan, 2006).
Sereal merupakan suatu produk makanan yang berasal dari bahan alam dan mengandung zat-zat yang penting untuk tubuh, sereal biasanya dikonsumsi sebagai pengganti makanan pokok maupun sebagai makanan pelengkap (Winarno, 1993). Sejalan dengan rekomendasi tersebut, sereal merupakan makanan pendamping air susu ibu yang murah, mudah disajikan dan mudah diperoleh.
Sereal yang beredar di pasaran jumlahnya cukup banyak, dengan berbagai macam merek dan rasa. Namun kandungan zat gizi dalam sereal harus memenuhi Angka Kecukupan Gizi (AKG) untuk masing-masing zat gizi, sesuai ketentuan pemerintah dan acuan untuk pelabelan bahan pangan menurut keputusan Kepala Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia Nomor : HK.00.05.5.1142, angka kecukupan gizi zat besi untuk acuan pelabelan pangan yang diperuntukkan
2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Oleh karena itu, suatu metode analisis yang sesuai dibutuhkan untuk penetapan kadar besi dalam sampel sereal. Metode analisis yang umum digunakan untuk penetapan kadar besi antara lain titrasi redoks, spektrofotometri visible dan spektrofotometri serapan atom (AAS). Pemilihan suatu metode analisis harus mempertimbangkan kelemahan dan kelebihan metode yang dipilih dengan metode lainnya. Metode titrasi redoks menggunakan peralatan yang lebih sederhana dan lebih mudah dibandingkan dengan metode spektrofotometri, tetapi metode titrasi bersifat subyektif pada penentuan titik akhir titrasi dan kurang sensitif. Metode spektrofotometri serapan atom (AAS) mempunyai sensitifitas yang tinggi dibandingkan metode titrasi dan spektrofotometri visibel tetapi kehadiran logam lain dalam sample dapat menyebabkan interferensi. Metode spektrofotometri visibel mempunyai sensitifitas yang cukup memadai untuk menetapkan kadar besi dalam sample sereal makanan bayi dan dengan pengaturan pH dapat mencegah adanya interferensi dari logam lain dalam sampel.
Berdasarkan kekurangan dan kelebihan masing-masing metode, maka metode spektrofotometri visibel dipilih untuk menetapkan kadar besi dalam sample sereal makanan bayi. Menurut Association of Analytical Chemists (Anonim, 1995a), kandungan besi dalam sampel sereal dan tepung terigu dapat ditentukan melalui prosedur preparasi dry ashing dan wet digestion dengan pereaksi 1,10-fenantrolin secara spektrofotometri visibel. Dalam sample sereal terdapat banyak lemak dan karbohidrat sehingga perlu dipreparasi terlebih dahulu untuk memisahkan mineral termasuk besi dari sample. Pada preparasi dry ashing sampel sereal dipijarkan pada
3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
pada prosedur wet digestion, sampel dipanaskan dengan suhu yang lebih rendah dengan menggunakan campuran asam nitrat dan asam sulfat sehingga akan didapatkan besi dalam larutan asam Setelah melalui tahap preparasi, besi yang ada dalam larutan sample diubah menjadi bentuk ion besi (II) dan diatur pada pH optimum 3,5-4,5. Ion besi (II) direaksikan dengan pereaksi 1,10-fenantrolin hingga
2+
membentuk komplek [Fe(1,10-fenantrolin) ] berwarna merah-oranye yang dapat
3
menyerap spektrum sinar tampak pada panjang gelombang 510 nm (Anonim, 1995a).Penelitian ini mengacu pada metode tersebut, sehingga dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kesesuaian kadar besi yang terdapat dalam sereal dan informasi validitas metode yang dilihat dari parameter akurasi, presisi dan linearitas serta untuk melihat terdapat perbedaan bermakna atau tidak bermakna antara preparasi dry ashing dan wet digestion pada penetapan kadar besi dalam sample sereal makanan bayi.
1. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, dapat dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut : a. Apakah metode spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin melalui prosedur preparai dry ashing dan wet digestion memiliki validitas yang baik pada penetapan kadar besi ditinjau dari parameter validasi metode analisis yang digunakan yaitu akurasi, presisi, linearitas ? b. Apakah kadar besi rata-rata yang didapatkan pada penetapan kadar besi dengan pereaksi 1,10-fenantrolin melalui prosedur preparasi dry ashing dan wet digestion
4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
secara spektrofotometri visibel sesuai dengan kadar yang tercantum dalam label kemasan ? c. Apakah terdapat perbedaan bermakna atau tidak bermakna antara preparasi dry
ashing dan wet digestion pada penetapan kadar besi dalam sampel sereal
makanan bayi secara spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin ? 2.
Keaslian penelitian
Berdasarkan pencarian informasi yang dilakukan penulis dalam lingkup Universitas Sanata Dharma, perbandingan preparasi dry ashing dan wet digestion pada penetapan kadar besi dalam sereal secara spektrofotometri visibel belum pernah dilakukan. Adapun penelitian yang pernah dilakukan yang berkaitan dengan penelitian ini adalah penetapan kadar besi dalam sereal makanan bayi secara spektrofotometri visibel menggunakan pereaksi o-fenantrolin pernah dilakukan sebelumnya oleh Akhirnawati, SD. (2007). Penetapan kada besi dalam susu cair ibu hamil secara spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin pernah dilakukan oleh Buntoro, RE. (2008). Penetapan kadar besi dalam kapsul anti anemia secara spektrofotometri visibel dengan pereaksi o-fenantrolin juga pernah dilakukan sebelumnya oleh Prabowo, Yoh. (2006) dan penetapan kadar besi dalam tablet salut multivitamin yang dilakukan oleh Mulyo (2006). Perbedaan penelitian ini dengan beberapa penelitian sebelumnya terletak pada tujuan penelitian, sampel dan preparasi sampel.
5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3.
Manfaat penelitian
a. Manfaat praktis Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat luas tentang kadar besi dalam sereal makanan bayi dan kesesuainnya dengan nilai yang tercantum dalam label kemasan.
b. Manfaat metodologis Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang validitas dan perbedaan bermakna atau tidak bermakna preparasi dry ashing dan wet digestion pada metode penetapan kadar besi dalam sereal secara spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin.
B.
Tujuan
Berdasarkan latar belakang dan permasalahan di atas maka penelitian ini bertujuan :
1. Untuk memberikan informasi tentang validasi metode analisis pada kadar besi dalam sampel sereal makanan bayi melalui preparasi dry ashing dan wet
digestion secara spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin.
2. Untuk memberikan informasi kesesuaian kadar besi dalam sampel sereal makanan bayi pada melalui preparasi dry ashing dan wet digestion secara spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin dengan nilai yang tercantum pada label kemasan.
3. Untuk memberikan informasi terdapat perbedaan bermakna atau tidak bermakna antara preparasi dry ashing dan wet digestion pada penetapan kadar besi dalam
6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
sampel sereal makanan bayi secara spektrofotometri visibel dengan pereaksi 1,10-fenantrolin. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Zat Besi Zat besi merupakan salah satu mikromineral yang penting bagi tubuh dan
berperan dalam pembentukan sel darah merah. Zat besi dibutuhkan untuk produksi hemoglobin, sehingga defisiensi besi akan menyebabkan terbentuknya sel darah merah dengan kandungan hemoglobin rendah (Wardhini dan Dewoto, 2002).
Zat besi biasanya diabsorpsi di duodenum dan jejunum proksimal. Absorbsi zat besi meningkat sebagai respon terhadap simpanan yang rendah atau kebutuhan gizi yang meningkat (Katzung, 2001). Absorbsi zat besi lebih mudah jika berada dalam bentuk fero (Wardhini dan Dewoto, 2002).
Zat besi disimpan terutama dalam bentuk ferritin dalam sel-sel mukosa usus dan dalam makrofag di dalam hati, limpa dan tulang (Katzung, 2001). Pada keadaan normal hanya 10 % dari zat besi dalam hidangan diserap mukosa usus, sedangkan pada kondisi defisiensi, tingkat penyerapan meningkat (Sediaoetama,2004).
Tidak ada mekanisme untuk mengekskresi zat besi. Sejumlah kecil zat besi akan hilang melalui eksfoliasi sel-sel mukosa usus ke dalam feses dan sisanya di ekskresi ke dalam empedu, urine dan keringat(Katzung, 2001). Bila zat besi berlebih masuk ke dalam tubuh akan mengakibatkan hemokromatosis (kelebihan besi) karena sulit diekskresi. Kelebihan zat besi ini dapat menyebabkan kerusakan hati, pankreas dan kemungkinan organ lainnya (Linder, 1985).
8
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI B.
Sereal
Sereal merupakan suatu produk makanan yang berasal dari bahan alam dan mengandung zat-zat yang penting untuk tubuh, sereal biasanya dikonsumsi sebagai pengganti makanan pokok maupun sebagai makanan pelengkap (Winarno,1993). Makanan pendamping ASI biasanya dibuat dari bahan serealia seperti beras, jagung, gandum, dan sorgun yang merupakan sumber karbohidrat, dan kacang-kacangan seperti kedelai, kacang hijau, kacang merah, kacang kapri dan jenis kacang lain yang merupakan sumber protein (Anonim, 2003c).
Sereal banyak mengandung zat-zat gizi yang diperlukan oleh tubuh, zat-zat penting itu meliputi vitamin, karbohidrat, protein, air, dan mineral. Berikut ini merupakan tabel zat gizi yang dianjurkan terkandung dalam suatu produk sereal.
Tabel I. Zat gizi yang dianjurkan terkandung dalam produk sereal (DeMan,1997)
Zat gizi Kandungan (mg/100 g) Vitamin A 0,48
Tiamin 0,64 Riboflavin 0,40
Niasin 5,29 Vitamin B 0,44
6 Asam folat 0,07
Besi 8,81 Kalsium 198,2
Magnesium 44,1 Seng 2,2
Sereal untuk bayi biasanya difortifikasi dengan besi seperti ferri pirofosfat dan juga fero fumarat yang secara organoleptis tidak berubah selama penyimpanan, selain itu juga mudah diserap oleh tubuh (Davidsson, Kastenmayer, Szajewska, Hurrell, and Barclya, 2000).
9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI C.
Destruksi Bahan Organik dalam Analisis Anorganik
Jaringan pada tanaman dan hewan, cairan biologis, atau campuran organik biasanya didekomposisi secara wet digestion dengan memanaskan asam pengoksidasi/campuran asam atau dry ashing pada temperatur tinggi (400-700°C) dalam suatu tungku furnance. Dalam wet digestion, asam akan mengoksidasi materi organik menjadi karbon dioksida, air dan produk volatile lainnya, yang akan teruapkan dan menyisakan asam anorganik. Dalam dry ashing, oksigen yang ada di atmosfer berperan sebagai oksidan, materi organik akan terbakar habis hingga tersisa residu anorganik. Oxidizing aids mungkin diperlukan pada dry ashing (Christian, 2004).
1. Dry ashing.
Ashing dalam analisis kimia dapat diartikan sebagai pemanasan suatu bahan
sehingga hanya meninggalkan abu yang tidak bisa terbakar (Gaines,2002). Ashing juga bisa diartikan sebagai penghilangan karbon, sehingga yang didapatkan berupa abu putih. Prosedur Dry ashing secara umum, yaitu dengan menggunakan furnace (alat kremasi) pada suhu 450-550
C. Magnesium nitrat biasa digunakan untuk mempercepat pengabuan. Sebelum sampel dimasukkan di furnace, sebaiknya sampel lebih dulu dibakar menjadi arang (Gaines,2002).
Alat dengan bahan dasar porselin (cawan porselin) sangat sering digunakan dalam pengabuan, selain murah porselin juga dapat digunakan untuk memanaskan hingga suhu 1100 C (Gaines,2002). Penggunaan temperatur di atas 500 °C, terutama terdapatnya chloride dalam darah atau urin dapat memungkinkan terjadinya
10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Jika materi pengoksidasi ditambahkan ke dalam sampel, maka efisiensi pengabuan akan meningkat. Magnesium nitrat merupakan salah satu bantuan yang sering digunakan. (Christian, 2004).
Cairan dan jaringan biologi umunya dikeringkan di atas penangas air (waterbatt) atau dengan pemanasan sedang sebelum dimasukkan dalam furnance.
Panas furnance harus meningkat secara bertahap sampai temperatur tercapai untuk mencegah pembakaran nyala api yang cepat dan pembentukkan busa. Setelah dry selesai, residunya dilarutkan dengan 1-2 mL HCL panas dan dipindahkan ke
ashing dalam labu atau beaker untuk proses selanjutnya (Christian, 2004 ).
2. Wet digestion
Pada umumnya, yang termasuk asam pengoksidasi adalah asam nitrat, asam sulfat pekat panas, dan asam perklorat pekat panas serta beberapa campurannya.
Sedangkan asam klorida, asam sulfat encer, asam perklorat encer termasuk asam non-pengoksidasi (Dean, 1995).
Wet digestion dengan suatu campuran dari asam nitrat dan asam sulfat adalah
yang paling banyak digunakan dalam prosedur oksidasi. Pada umumnya digunakan sedikit asam sulfat (5 ml) dengan sejumlah besar asam nitrat (25-30 ml). Asam nitrat menghancurkan bagian dari materi organik, tetapi tidak cukup kuat untuk menghancurkan bagian terkecil atau sisa. Penguapan terus dilakukan selama proses digesti sampai hanya menyisakan buih putih (SO
3 ) dan uap putih yang menguap
secara terus menerus sampai larutan jernih. Jika masih terdapat materi organik, perlu ditambahkan asam nitrat. Semua prosedur pengerjaan harus dilakukan dalam lemari
11
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI D.
1,10-Fenantrolin
O -fenantrolin yang disebut juga 1,10-fenantrolin atau 4,5-fenantrolin dengan rumus
molekul C H N dan mempunyai berat molekul 180,20. komposisinya adalah
12
8
2
79,98% C; 4,48% H; dan 15,55% N. O-fenantrolin dibuat dari pemanasan o- phenilenediamin dengan gliserol, nitrobenzene dan asam sulfat pekat atau dengan cara yang sama dari 8-aminoquinoline (Anonim,1989).
10
9
5
6
8
1
7
4
2
3
7
8
10
9
2
1 N N
4
5
3
6 Gambar 1. Rumus struktur o-fenantrolin (Anonim, 1989)
- fenantrolin berbentuk serbuk kristal dan berwarna putih, larut dalam
O
alkohol dan aseton, dalam 300 bagian air dan 70 bagian benzene. O-fenantrolin biasa digunakan untuk membentuk kompleks dengan ion fero sebagai indikator sistem redoks, yaitu titrasi garam fero, digunakan juga dalam penetapan kadar nikel, ruthenium, perak, dan logam lain (Anonim,1989).
Larutan o-fenantrolin bila dilarutkan dalam etanol atau metanol maka larutan akan stabil untuk beberapa bulan pada suhu -20 C, namun bila dilarutkan dalam akuades larutan tahan hanya dalam beberapa hari (Anonim, 2003b) dan bila disimpan di tempat yang dingin serta terlindung dari cahaya akan tahan untuk beberapa minggu (Anonim, 1995a).
12
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI E.
Penetapan Kadar Besi secara Spektrofotometri Visibel
Penetapan kadar besi dengan spektrofotometri visibel dapat dilakukan dengan berbagai macam pereaksi antara lain yaitu : a. O-fenantrolin
Dalam penetapan kadar besi dengan pereaksi o-fenantrolin, besi harus berada
2+ 3+
dalam bentuk Fe , sehingga Fe harus direduksi terlebih dulu menggunakan hidrokuinon atau hidroksilamin hidroklorida, reduktor ini dibutuhkan untuk menjaga
2+ Fe tetap dalam bentuk Fe (Bassett, Denny, Jeffery, and Mendham, 1991). 2+
Kompleks Fe(fenantrolin)
3 mempunyai absorbansi molar sebesar 11.100 L/mol-cm
pada panjang gelombang serapan maksimum. Nilai yang sangat besar ini menandakan bahwa kompleks menyerap sangat kuat, kompleks ini sangat stabil dan intensitas warnanya tidak berubah dalam waktu yang lama (Anonim, 2005c).
2+
Kompleks Fe(fenantrolin) yang berwarna merah-orange ini (Bassett, et al,
3
1991) dapat diukur pada panjang gelombang serapan maksimum 510 nm dan sebaiknya dikerjakan pada pH 3,5 – 4,5, (Anonim,1995) karena merupakan pH yang
2+
optimal untuk pembentukkan kompleks Fe(fenantrolin) 3 .
b. Tiosianat Besi (III) bereaksi dengan tiosianat untuk menghasilkan kompleks berwarna merah tua, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
3+ - 3-
Fe (aq) + 6SCN (aq)
6 ] (aq) (1)
→ [Fe(SCN) Perak, tembaga, nikel, kobalt, titanium, uranium, molybdenum, merkuri, seng, cadmium, dan bismuth dapat mengganggu terbentuknya kompleks ini. Fosfat,
13
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
membentuk komplek yang cukup stabil dengan ion besi (III). Pengaruh fosfat dan arsenat dikurangi oleh hadirnya asam dengan konsentrasi yang cukup tinggi (Bassett, , 1991).
et al
c. 5-nitro-6-amino-o-fenantrolin (NAF)
2+
Prinsip metode ini adalah pembentukkan kompleks antara Fe dengan NAF yang memberikan warna orange-merah dengan panjang gelombang serapan
2+
maksimum 520 nm. Berikut ini merupakan kompleks yang terbentuk antara Fe dengan 5-nitro-6-amino-o-fenantrolin H N NO 2 2 O 2 N N N N Fe 2+ N H 2 N
N N
H 2 N NO 2 Gambar 2. Tris (5- nitro-6-amino-o-fenantrolin ) besi(II) (Demirhan and Elmali,2001) Pada penelitian yang dilakukan oleh Demirhan dan Elmali (2001) ini dilakukan optimasi penetapan kadar besi dengan 5-nitro-6-amino-o-fenantrolin(NAF). Menurut hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa kompleks yang terbentuk optimum pada temperatur 20 C, operating time 210-300 menit, jumlah reagen dengan konsentrasi 107 µg/ml adalah 5 ml dan pH 3,4-4,5.
14
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2+ 2+ 2+
Pada metode ini logam-logam seperti Co , Ni , dan Cu diketahui sangat
2+ 2+ 3+ 2+ 2+
mengganggu, Zn , Mn , Al , dan Ca sedikit mengganggu, sedangkan Mg sama sekali tidak mengganggu.
F. Spektrofotometri Visibel
Spektrofotometri visibel adalah salah satu teknik analisis fisika-kimia yang mengamati tentang interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang 380-780 nm. Spektrofotometri UV-Vis lebih banyak digunakan untuk analisis kuantitatif daripada kualitatif karena melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis (Mulja dan Suharman, 1995).
Spektrofotometer yang sesuai untuk pengukuran di daerah spektrum ultraviolet dan cahaya tampak terdiri dari suatu sistem optik dengan kemampuan menghasilkan cahaya monokromatik dalam rentang panjang gelombang 200 – 800 nm dan suatu alat yang sesuai untuk menetapkan serapan (Anonim, 1995b).
Secara sederhana, komponen-komponen spektrofotometer berkas ganda dapat dijelaskan sebagai berikut :
Gambar 3. Skema sederhana spektrofotometer UV-Vis berkas ganda (Skoog et al, 1998)
15
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI a.
Sumber tenaga radiasi Sumber radiasi yang ideal untuk pengukuran serapan harus menghasilkan spektrum kontinyu dengan intensitas yang seragam pada keseluruhan kisaran panjang gelombang. Sumber radiasi cahaya tampak biasanya menggunakan lampu filament tungsten yang menghasilkan radiasi kontinu pada daerah panjang gelombang 350- 2500 nm. Sumber radiasi ultraviolet banyak menggunakan lampu hydrogen dan lampu deuterium, kedua lampu ini menghasilkan radiasi kontinu pada daerah panjang gelombang 180-350 nm (Sastrohamidjodjo,2001).
b. Monokromator Ada dua alat untuk mengubah radiasi yang polikromatik menjadi monokromatik yaitu penyaring dan monokromator. Penyaring dibuat dari benda khusus yang hanya meneruskan radiasi pada daerah panjang gelombang tertentu dan menyerap radiasi dari panjang gelombang yang lain. Monokromator merupakan serangkaian alat optic yang menguraikan radiasi polikromatik menjadi panjang gelombang tunggalnya dan memisahkan panjang gelombang tersebut menjadi jalur yang sangat sempit (Sastrohamidjodjo,2001).
c. Tempat cuplikan Tempat cuplikan biasa disebut sel atau kuvet. Untuk daerah ultraviolet biasanya menggunakan Quartz atau kuvet dari silica yang dilebur
(Sastrohamidjodjo,2001), sedangkan untuk daerah cahaya tampak biasanya menggunakan Quartz atau gelas silikat (Skoog et al, 1998).
16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI d.
Detektor Fungsi detektor adalah untuk mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik. Persyaratan-persyaratan penting untuk detector adalah sensitivitas tinggi, waktu respon pendek, stabilitas panjang dan sinyal elektronik yang mudah diperjelas. Detektor yang digunakan dalam ultraviolet disebut detektor fotolistrik (Sastrohamidjodjo,2001).
Absorbsi cahaya oleh suatu molekul merupakan suatu bentuk interaksi antara gelombang cahaya (foton) dan atom/molekul. Proses absorbsi cahaya UV-Vis berkaitan dengan promosi elektron dari satu orbital molekul dengan tingkat energi elektronik tertentu ke orbital molekul lain dengan tingkat energi elektronik yang lebih tinggi. Menurut Skoog (1998), ada tiga tipe transisi elektronik yaitu :
1. Transisi yang melibatkan elektron π, σ, dan n
Secara umum, ada tiga macam distribusi elektron dalam suatu senyawa organik yaitu orbital pi ( π), sigma (σ) dan elektron tidak berpasangan (n). Apabila radiasi elektromagnetik mengenai molekul, maka akan terjadi eksitasi elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi yang dikenal sebagai orbital elektron antibonding (Mulja dan Suharman, 1995).
Macam-macam transisi elektronik yang sering terjadi adalah , n , σ→ σ → σ n
- , dan
- seperti terlihat pada gambar 6.
→π
π →π
17
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4. Tingkat energi elektronik ( Skoog et al, 1998)
Semakin besar energi untuk berpindah maka panjang gelombang daerah serapan maksimum semakin rendah (Clark,1997). Hal ini dapat terlihat pada transisi
- n
yang mempunyai energi lebih rendah, berada pada daerah panjang → σ gelombang 150-250 nm, sedangkan
*
berada pada panjang gelombang serapan maksimum 125 nm (Skoog et al, 1998).
σ→ σ