BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA - Penetapan Kadar Natrium Siklamat pada Sirup Markisa Madan Secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Tambahan Pangan

Bahan tambahan pangan (BTP) adalah bahan yang ditambahkan ke dalam pangan untuk mempengaruhi sifat atau bentuk pangan, baik yang mempunyai atau tidak mempunyai nilai gizi (BSN, 2004). BTP merupakan bahan yang ditambahkan dengan sengaja ke dalam produk pangan dalam jumlah kecil dengan tujuan untuk memperbaiki penampilan, cita rasa, memperpanjang daya simpan dan lain- lain (BSN, 1995a).

Bahan tambahan pangan bukan bagian dari bahan pangan, tetapi terdapat dalam produk pangan tersebut karena perlakuan saat pengolahan, penyimpanan atau pengemasan. BTP meliputi bahan pengawet, pemanis, pewarna, penguat rasa, pemutih, anti kempal dan anti oksidan (BSN, 1995a). Batas penggunaan maksimum atau konsentrasi maksimum yang diizinkan untuk ditambahkan ke dalam produk pangan dinyatakan dalam milligram per kilogram bahan sesuai dengan nomor kategori pangan (Badan POM RI, 2006; BSN, 2004).

2.2 Sirup

Sirup adalah larutan gula pekat dengan atau tanpa penambahan bahan tambahan pangan yang diizinkan (BSN, 1994). Berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk pembuatan sirup, maka sirup dibedakan menjadi lima, yaitu:

Sirup maltosa, sirup glukosa, sirup fruktosa, sirup buah dan sirup esens (BSN, 1992a; BSN, 1992b; BSN, 1992c; Satuhu, 1994). Berdasarkan kategori pangan sirup fruktosa, glukosa dan maltosa sebagai pemanis. Sedangkan sirup buah, berperisa, squash dan squash berperisa sebagai minuman (Badan POM RI, 2006). Sirup glukosa, fruktosa atau maltosa merupakan cairan kental dan jernih dengan komponen utama glukosa, fruktosa atau maltosa yang diperoleh dari hidrolisis pati dengan cara kimia atau enzematis (BSN, 1992a; BSN, 1992b; BSN, ditentukan oleh buah segar (BSN, 1998; Satuhu, 1994).

Sirup buah atau squash adalah produk minuman yang cita rasanya ditentukan oleh sari buah yang ditambahkan. Sirup esens atau sirup berperisa adalah produk minuman yang cita rasanya ditentukan oleh esens yang ditambahkan misalnya: esens jeruk, mangga, markisa atau nenas dan lain-lain (Badan POM RI, 2006; Satuhu, 1994). Squash berperisa adalah produk minuman yang cita rasanya ditentukan oleh esens dengan atau tanpa cita rasa buah (Badan POM RI, 2006).

2.3 Markisa

Markisa mula-mula disebut passion fruit. Menurut sejarah, tanaman markisa berasal dari daerah tropis Amerika Selatan, tepatnya di daerah Brasil, Venezuela, Kolumbia, dan Peru. Nikolai Ivanovich Vavilov, ahli Botani Soviet, memastikan bahwa sentra utama asal tanaman markisa adalah daerah Amerika Selatan, terutama Peru, Ekuador, dan Bolivia. Markisa merupakan tumbuhan semak atau pohon yang hidup menahun (perennial) dan bersifat merambat atau menjalar hingga sepanjang 20 meter atau lebih.

Batang tanaman berkayu tipis, bersulur, dan memiliki banyak percabangan yang kadang-kadang tumbuh tumpang tindih. Pada stadium muda, cabang tanaman berwarna hijau dan setelah tua berubah menjadi hijau kecokelatan. Daun tanaman sangat rimbun, tumbuh secara bergantian pada batang atau cabang. Tiap helai daun bercaping tiga dan bergerigi, berwarna hijau mengkilap.

Sumber :

Gambar 2.1 Buah Markisa

Menurut Rukmana (2003), kedudukan taksonomi markisa yaitu : Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Passiflorae Famili : Passifloraceae Genus : Passiflora Spesies : Passiflora edulisvar.flavicarpaDegener

Tabel 2.1 Kandungan nilai gizi markisa dalam 100 g bahan

Dalam buku ‘The Additives Guide’, Christopher C. Hughes mengartikan bahwa pemanis adalah bumbu-bumbu pangan yang dapat memberikan rasa manis pada makanan.

Perkembangan industri pangan dan minuman akan kebutuhan pemanis dari tahun ke tahun semakin meningkat. Industri pangan dan minuman lebih menyukai menggunakan pemanis sintetis karena selain harganya relatif murah, tingkat kemanisan pemanis sintetis jauh lebih tinggi dari pemanis alami. Hal tersebut mengakibatkan terus meningkatnya penggunaan pemanis sintetis terutama sakarin dan siklamat (Cahyadi, 2009).

11 Vit C (mg%)

10 Vit B1 (mg%)

9 Vit A (SI/100g)

8 Fe (mg%) 1,1

7 P (mg%)

No. Jenis Zat Gizi Kandungan

6 Ca (mg%)

5 Karoten (g%) 18,9

4 Lemak (g%)

3 Protein (g%) 0,6

2 Energi (Kal)

1 Air (g%)

2.4 Pemanis Buatan

Zat pemanis sintetis merupakan zat yang dapat menimbulkan rasa manis atau dapat mambantu mempertajam penerimaan terhadap rasa manis tersebut, sedangkan kalori yang dihasilkannya jauh lebih rendah daripada gula (Winarno, 1997).

2.4.1 Siklamat

Siklamat pertama kali ditemukan dengan tidak sengaja oleh Michael Sveda pada tahun 1937. Sejak tahun 1950 siklamat ditambahkan kedalam pangan dan Tidak seperti sakarin, siklamat berasa manis tanpa rasa ikutan yang kurang disenangi. Bersifat mudah larut dalam air dan intensitas kemanisannya ±30 kali kemanisan sukrosa. Siklamat biasanya tersedia dalam bentuk garam natrium dari asam siklamat dengan rumus molekul C H NHSO Na.

3 Adapun struktur kimianya dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.2 Struktur Natrium Siklamat

Kombinasi dengan sakarin bersifat sinergis. JECFA menetapkan

acceptable daily intake (ADI) untuk siklamat sebesar 11 mg/kg bb/hari.

Penggunaan pada sirup esens tidak lebih dari 1000 mg/kg (BSN, 2004).

2.5 Kromatografi

Kromatografi pertama sekali diperkenalkan oleh Mikhail Tswett, seorang ahli botani Rusia pada tahun 1903. Beliau memisahkan pigmen yang terdapat dalam daun dengan kolom gelas vertikal yang diisi serbuk kalsium karbonat. Pada waktu yang hampir bersamaan, D.T. Day juga menggunakan kromatografi untuk memisahkan fraksi-fraksi petroleum, namun Mikhail Tswett yang diakui sebagai penemu dan yang menjelaskan tentang proses kromatografi (Dong, 2006; De Lux, 2004; Grob dan Barry, 2004).

Kromatografi merupakan teknik pemisahan campuran menggunakan fase diam dan fase gerak. Fase gerak mengalir melalui fase diam dan membawa komponen-komponen campuran dengan laju yang berbeda, sehingga terjadi pemisahan karena pembedaan daya adsorpsi, partisi, kelarutan, tekanan uap, ukuran molekul atau muatan ion.

Berdasarkan fase gerak, kromatografi dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu: Kromatografi Gas dan Kromatografi Cair. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi merupakan salah satu jenis Kromatografi Cair (Dong, 2006; De Lux, 2004; Grob dan Barry, 2004).

2.5.1 Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)

Kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT) merupakan sistem pemisahan dengan kecepatan dan efisiensi yang tinggi. Hal ini karena didukung oleh kemajuan dalam teknologi kolom, sistem pompa tekanan tinggi, dan detektor yang sangat sensitif dan beragam.

KCKT mampu menganalisa berbagai cuplikan secara kualitatif maupun kuantitatif, baik dalam komponen tunggal maupun campuran (Ditjen POM, 1995).

KCKT merupakan teknik pemisahan yang diterima secara luas untuk analisis dan pemurnian senyawa tertentu dalam suatu sampel pada sejumlah bidang antara lain; farmasi, lingkungan dan industri-industri makanan. Kegunaan umum KCKT adalah untuk pemisahan sejumlah senyawa organik, anorganik, maupun senyawa biologis, analisis ketidakmurnian (impurities) dan analisis digunakan untuk: menetapkan kadar senyawa-senyawa tertentu seperti asam-asam amino, asam-asam nukleat dan protein-protein dalam cairan fisiologis, menentukan kadar senyawa-senyawa aktif obat dan lain-lain.

Kelebihan KCKT antara lain:

a. Mampu memisahkan molekul-molekul dari suatu campuran

b. Resolusinya baik

c. Mudah melaksanakannya

d. Kecepatan analisis dan kepekaannya tinggi

e. Dapat dihindari terjadinya dekomposisi/kerusakan bahan yang dianalisis

f. Dapat digunakan bermacam-macam detektor

g. Kolom dapat digunakan kembali

h. Mudah melakukan rekoveri cuplikan i. Tekniknya tidak begitu tergantung pada keahlian operator dan reprodusibilitasnya lebih baik j. Instrumennya memungkinan untuk bekerja secara automatis dan kuantitatif k. Waktu analisis umumnya singkat l. Kromatografi cair preparatif memungkinkan dalam skala besar m. Ideal untuk molekul besar dan ion (Putra, 2007)

Keterbatasan metode KCKT adalah untuk identifikasi senyawa, kecuali jika KCKT dihubungkan dengan spektrometer massa (MS). Keterbatasan lainnya adalah jika sampelnya sangat kompleks, maka resolusi yang baik sulit diperoleh (Munson, 1991).

Kromatografi merupakan teknik yang mana solute atau zat-zat terlarut terpisah oleh perbedaan kecepatan elusi, dikarenakan solute ini melewati suatu kolom kromatografi. Pemisahan solute ini diatur oleh distribusi dalam fase gerak dan fase diam. Penggunaan kromatografi cair membutuhkan penggabungan secara tepat dari berbagai macam kondisi operasional seperti jenis kolom, fase gerak, panjang dan diameter kolom, kecepatan alir fase gerak, suhu kolom, dan ukuran sampel (Rohman, 2007).

2.5.2 Komponen Kromatografi Cair Kinerja Tinggi

1. Wadah Fase Gerak Wadah fase gerak terbuat dari bahan yang inert terhadap fase gerak. Bahan yang umum digunakan adalah gelas dan baja anti karat. Daya tampung wadah harus lebih besar dari 500 ml, yang dapat digunakan selama 4 jam untuk kecepatan alir yang umumnya 1-2 ml/menit.

2. Pompa Untuk mengerakkan fase gerak melalui kolom diperlukan pompa. Pompa harus mampu menghasilkan tekanan 6000 psi pada kecepatan alir 0,1–10ml/menit.

Pompa ada 2 jenis yaitu pompa volume konstan dan pompa tekanan konstan. Pompa terbuat dari bahan yang inert terhadap semua pelarut. Bahan yang umum digunakan adalah gelas baja antikarat dan teflon. Aliran pelarut dari pompa harus tanpa denyut untuk menghindari hasil yang menyimpang pada detektor.

3. Injektor Cuplikan harus dimasukkan kedalam pangkal kolom (kepala kolom), diusahakan agas sesedikit mungkin terjadi gangguan pada kemasan kolom.

Ada tiga jenis dasar injektor, yaitu:

a. Hentikan aliran/stop flow: aliran dihentikan, injeksi dilakukan pada kinerja atmosfir, sistem tertutup, dan aliran dilanjutkan lagi. Teknik ini bisa digunakan karena difusi di dalam aliran kecil dan resolusi tidak dipengaruhi.

b. Septum: injektor-injektor langsung ke aliran fase gerak umumnya sama dengan yang digunakan pada kromatografi gas. Injektor ini dapat digunakan pada kinerja sampai 60-70 atmosfir. Tetapi septum ini tidak tahan dengan semua pelarut- pelarut kromatografi cair. Disamping itu, partikel kecil dari septum yang terkoyak (akibat jarum injektor) dapat menyebabkan penyumbatan.

c. Katup putaran (loop valve): ditunjukkan secara skematik dalam Gambar 2, tipe injektor ini umumnya digunakan untuk menginjeksi volume lebih besar daripada 10 µl dan sekarang digunakan dengan cara otomatis (dengan adaptor khusus, volume-volume lebih kecil dapat diinjeksikan secara manual). atmosfir. Bila katup difungsikan, maka cuplikan di dalam putaran akan bergerak ke dalam kolom.

Gambar 2.4 Skema Penyuntikan Sampel Metode Valve

4. Kolom Kolom adalah jantung kromatografi. Berhasil atau gagalnya suatu analisis tergantung pada pemilihan kolom dan kondisi percobaan yang sesuai. Kolom dapat dibagi menjadi dua kelompok:

1. Kolom analitik: diameter khas adalah 2-6 mm. Panjang kolom tergantung pada jenis kemasan. Untuk kemasan pelikel biasanya panjang kolom 50-100 cm. Untuk kemasan mikropartikel berpori, umumnya 10-30 cm. Dewasa ini ada yang 5 cm.

2. Kolom preparatif: umumnya memiliki diameter 6 mm atau lebih besar dan panjang kolom 25-100 cm.

Kolom umumnya dibuat dari stainless steel dan biasanya dioperasikan pada temperatur kamar, tetapi bisa juga digunakan temperatur lebih tinggi, terutama untuk kromatografi penukar ion dan kromatografi eksklusi. Kemasan kolom tergantung pada mode KCKT yang digunakan.

5. Detektor dalam aliran yang keluar dari kolom. Detektor-detektor yang baik memiliki sensitifitas yang tinggi, gangguan (noise) yang rendah, kisar respons linier yang luas, dan memberi tanggapan/respon untuk semua tipe senyawa. Suatu kepekaan yang rendah terhadap aliran dan fluktuasi temperatur sangat diinginkan, tetapi tidak selalu dapat diperoleh.

Detektor yang paling banyak digunakan dalam kromatografi cair modern kecepatan tinggi adalah detektor spektrofotometer UV 254 nm. Bermacam-macam detektor dengan variasi panjang gelombang UV-Vis sekarang menjadi popular karena mereka dapat digunakan untuk mendeteksi senyawa-senyawa dalam rentang yang luas. Detektor indeks refraksi juga secara luas digunakan, terutama dalam kromatografi eksklusi, tetapi umumnya kurang sensitif dari pada detector spektrofotometer UV. Detektor lainnya, antara lain: detektor fluometer, detektor ionisasi nyala, detektor elektrokimia dan lain-lain juga telah digunakan.

6. Pengolahan Data Komponen yang terelusi mengalir ke detektor dan dicatat sebagai puncak-puncak yang secara keseluruhan disebut sebagai kromatogram.

Kegunaan kromatogram:

1. Kualitatif Waktu retensi selalu konstan dalam setiap kondisi kromatografi yang sama dapat digunakan untuk identifikasi.

2. Kuantitatif Luas puncak proporsional dengan jumlah sampel yang diinjeksikan dan dapat digunakan untuk menghitung konsentrasi. kinerja kolom (kapasitas ‘k’, selektifitas ‘ ฀’ , jumlah pelat teoritis ‘ N’ , jarak setara dengan pelat teoritis ‘HETP’ dan resolusi ‘R’).

7. Fase Gerak Fase gerak atau eluen biasanya terdiri atas campuran pelarut yang dapat bercampur yang secara keseluruhan berperan dalam daya elusi dan resolusi. Daya elusi dan resolusi ini ditentukan oleh polaritas keseluruhan pelarut, polaritas fase diam, dan sifat komponen-komponen sampel (Johnson dan Stevenson, 1991).

Dalam kromatografi cair komposisi pelarut atau fase gerak adalah satu variabel yang mempengaruhi pemisahan. Terdapat keragaman yang luas dari fase gerak yang digunakan dalam semua mode KCKT, tetapi ada beberapa sifat-sifat yang diinginkan yang mana umumnya harus dipenuhi oleh semua fase gerak.

Fase gerak harus: a.

Murni; tidak ada pencemar/kontaminan b. Tidak bereaksi dengan pengemas c. Sesuai dengan detektor d. Melarutkan cuplikan e.

Mempunyai viskositas rendah f. Mudah rekoveri cuplikan, bila diinginkan g.

Tersedia diperdagangan dengan harga yang pantas Umumnya, pelarut-pelarut dibuang setelah digunakan karena prosedur pemurnian kembali membosankan dan mahal. Dari semua persyaratan di atas, 4 persyaratan pertama adalah yang paling penting. Gelembung udara (degassing) yang ada harus dihilangkan dari pelarut, karena udara yang terlarut keluar tidak dapat digunakan (Putra, 2007).

Elusi Gradien dan Isokratik

Elusi pada KCKT dapat dibagi menjadi dua sistem yaitu:

1. Sistem elusi isokratik. Pada sistem ini, elusi dilakukan dengan satu macam atau lebih fase gerak dengan perbandingan tetap (komposisi fase gerak tetap selama elusi).

2. Sistem elusi gradien. Pada sistem ini, elusi dilakukan dengan campuran fase gerak yang perbandingannya berubah-ubah dalam waktu tertentu (komposisi fase gerak berubah-ubah selama elusi).

Elusi gradien didefinisikan sebagai penambahan kekuatan fase gerak selama suatu analisis kromatografi berlangsung. Digunakan untuk meningkatkan resolusi campuran yang kompleks terutama jika sampel mempunyai kisaran polaritas yang luas. Pengaruh yang menguntungkan dari elusi gradien adalah memperpendek waktu analisis senyawa-senyawa yang secara kuat ditahan di dalam kolom (Putra, 2007).

2.5.3 Jenis Kromatografi

1. Kromatografi Adsorbsi Pemisahan kromatografi adsorbsi biasanya menggunakan fase normal dengan menggunakan fase diam silika gel dan alumina, meskipun demikian sekitar 90% kromatografi ini memakai silika gel sebagai fase diamnya. Pada silika dan alumina terdapat gugus hidroksi yang akan berinteraksi dengan solut. Gugus silanol pada silika mempunyai reaktifitas yang berbeda, karenanya solut dapat Fase gerak yang digunakan untuk fase diam silika atau alumina berupa pelarut non polar yang ditambah dengan pelarut polar seperti air atau alkohol rantai pendek untuk meningkatkan kemampuan elusinya sehingga tidak timbul pengekor puncak, misalnya n-heksan ditambah dengan metanol (Rohman, 2007).

2. Kromatografi Partisi Tenik ini tergantung pada partisi solute diantara dua pelarut yang tidak dapat bercampur, salah satu diantaranya bertindak sebagai fase diam dan yang lainnya sebagai fase gerak (Putra, 2007).

3. Kromatografi Penukar Ion KCKT penukar ion menggunakan fase diam yang dapat menukar kation atau anion dengan suatu fase gerak. Ada banyak penukar ion yang beredar dipasaran, meskipun demikian yang paling luas penggunaannya adalah polistiren resin. Kebanyakan pemisahan kromatografi ion dilakukan dengan menggunakan media air karena sifat ionisasinya. Dalam beberapa hal digunakan pelarut campuran misalnya air-alkohol dan juga pelarut organik.

Kromatografi penukar ion dengan fase gerak air, retensi puncak dipengaruhi oleh kadar garam total atau kekuatan ionik serta oleh pH fase gerak.

Kenaikan kadar garam dalam fase gerak menurunkan retensi solut. Hal ini disebabkan oleh penurunan kemampuan ion sampel bersaing dengan ion fase gerak untuk gugus penukar ion pada resin (Rohman, 2007).

4. Kromatografi Ekslusi Fase diam yang digunakan dapat berupa silika atau polimer yang bersifat lewat fase diam. Molekul solute yang mempunyai berat molekul yang jauh lebih besar, akan terelusi lebih dahulu, kemudian molekul-molekul yang ukuran medium dan terakhir adalah molekul yang jauh lebih kecil. Hal ini disebabkan solut dengan berat molekul yang besar tidak melewati poros, akan tetapi lewat diantara partikel fase diam. Dengan demikian dalam pemisahan dengan ekslusi ukuran ini terjadi interaksi kimia antara solute dan fase diam seperti kromatografi yang lain (Rohman, 2007).

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA - Penetapan Kadar Natrium Siklamat pada Sirup Markisa Madan Secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)