ANALISIS MINYAK BABI PADA KRIM PELEMBAB WAJAH YANG MENGANDUNG MINYAK ZAITUN DENGAN MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI FOURIER TRANSFORM INFRARED (FTIR)

Transkripsi

1 UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA ANALISIS MINYAK BABI PADA KRIM PELEMBAB WAJAH YANG MENGANDUNG MINYAK ZAITUN DENGAN MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI FOURIER TRANSFORM INFRARED (FTIR) SKRIPSI PUTRI ASSIFA FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN PROGRAM STUDI FARMASI JAKARTA OKTOBER 2013 / 1434 H

2 UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA ANALISIS MINYAK BABI PADA KRIM PELEMBAB WAJAH YANG MENGANDUNG MINYAK ZAITUN DENGAN MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI FOURIER TRANSFORM INFRARED (FTIR) SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Far) PUTRI ASSIFA FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN PROGRAM STUDI FARMASI JAKARTA OKTOBER 2013 / 1434 H ii

3

4

5

6 ABSTRAK Nama Program Studi Judul : Putri Assifa : Farmasi : Analisis Minyak Babi dalam Krim Pelembab Wajah yang Mengandung Minyak Zaitun dengan Menggunakan Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) Minyak zaitun adalah minyak yang banyak digunakan dalam industri kosmetik khususnya dalam pembuatan krim. Namun karena harganya yang mahal, resiko pencampuran dengan minyak lain yang harganya lebih murah contohnya minyak babi cukup tinggi. Keberadaan minyak babi dalam produk kosmetik tersebut menjadi masalah yang serius bagi kaum muslim. Untuk itu, analisis mengenai perbedaan minyak babi dengan minyak zaitun sangatlah penting agar keberadaan minyak babi dapat diketahui sehingga menjamin kehalalan produk kosmetik yang digunakan oleh kaum muslim. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perbedaan profil spektrum minyak babi dan minyak zaitun dalam formulasi krim pelembab wajah dengan menggunakan metode spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR. Minyak babi yang digunakan dibuat dari jaringan lemak babi bagian abdomen lalu diproses menjadi minyak. Data hasil analisis FTIR dikombinasikan dengan kemometrik, Principal Component Analysis untuk klasifikasi dan kalibrasi multivariat jenis Partial Least Square (PLS) untuk analisis kuantitatif. Gabungan kedua metode ini cukup efektif dan akurat untuk menganalisis campuran minyak dalam sampel krim. Presentase kadar minyak babi dalam campuran minyak zaitun mempunyai korelasi yang dekat dengan nilai prediksi FTIR pada data absorban dari daerah 3008 cm -1 dan cm -1 dengan R 2 sebesar 0,9774 untuk kalibrasi dan 0,9826 untuk validasi. Batas deteksi yang didapatkan sebesar 11,92%. Kata kunci : Minyak babi, minyak zaitun, FTIR, PCA, PLS vi

7 ABSTRACT Name : Putri Assifa Programe Study : Pharmacy Tittle : Analysis of Lard In Face Moisturizer Cream Which Contain Olive Oil Using Fourier Transform Infrared Olive oil is the oil that is widely used in the cosmetics industry, especially in the cream manufacture. However, due to its price, the risk of mixing with other cheaper oils like lard is quite high. The presence of lardin cosmetic products has become a serious problem for Muslims. Therefore, detection of the lard s presence is important to guarantee the halal value of the cosmetic product that used by muslims. This study was aimed to analyze the differences in spectral profiles lard and olive oil in a facial moisturizing cream formulations using Fourier Transform Infrared (FTIR). The lard that being used which made from the adipose tissue of pig in abdomental part are then processed to be oil. The data resulted from FTIR are then being combined using statistic method of chemometric, Principal Component Analysis (PCA) for classification and Partial Least Square (PLS) for calibration quantitative. Combining these two methods is quite effective and accurately analyzea sample of oil in the cream mixture. Presentation of lard content value in mixed olive oil has a close correlation with the predicted values in the data FTIR absorbance of the region 3008 cm -1 and cm -1 with R 2 value 0,9774 for calibration and for the validation. Limit of Detection value of this method is 11,92 %. Keywords : Lard, Olive Oil, FTIR, PCA, PLS vii

8 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan nikmat sehat, iman islam, rezeki, kekuatan serta petunjuk, rahmat serta kasih sayang-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Analisis Deteksi Minyak Babi dalam Formulasi Krim Pelembab Wajah yang Mengandung Minyak Zaitun dengan Menggunakan Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR). Shalawat serta salam kepada nabi Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabat hingga akhir zaman. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka untuk memenuhi tugas akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Program Studi Farmasi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi akan sangatlah sulit untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penuis ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Ibu Zilhadia, M.Si, Apt selaku pembimbing pertama dan Bapak Ir. Dr. Anton Apriyantono selaku pembimbing kedua yang telah sangat baik untuk meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membimbing dan mengarahkan, memberikan ilmu dan masukan saran, sejak proposal skripsi, pelaksanaan penelitian sampai akhir penyusunan skripsi ini. 2. Prof. Dr. (hc) dr. M. K. Tadjudin, Sp. And selaku Dekan Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan. 3. Drs. Umar Mansyur, M. Sc selaku Kepala Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan. 4. Kedua orang tua terutama Mama tercinta, Roslia, yang telah melahirkan, membesarkan dan menjaga penulis seorang diri. Terima kasih atas pengorbanan, kasih sayang, doa dan air mata yang kau berikan selama ini. Untuk Bapak tersayang, Wahyu Widayatno, yang selalu memberikan ilmu, viii

9 dukungan moril maupun materil, kasih sayang dan doa kepada penulis. Semoga Allah Menyayangi kalian lebih dari kalian menyayangiku. 5. Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di jurusan Farmasi FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 6. Kakak laboran program studi Farmasi (Ka Yopi, Ka Liken, Ka Eris) dan Staf dan Rekan-rekan Pusat Laboratorium Terpadu UIN (Ka Prita, Ka Pipit dan Fatah) yang telah banyak membantu dan memberikan ilmunya kepada penulis selama proses penelitian. 7. Sahabat tercinta, Rindya Ayu Murti, Melanie Hapsari, Rany Anjany, terima kasih atas dukungan, kasih sayang, perhatian,doa dan persahabatan yang indah selama tujuh tahun terakhir dan selamanya. 8. Sahabat tersayang, Rizki Suci K. dan sahabat seperjuangan, Ahda, nadya, indah, liza, otari, nisa, bela, nova dan widya atas doa dan semangatnya. 9. Keluarga Remaja Islam Sunda Kelapa (RISKA), mba Okti, mba Asiah, Fadly,Opi, ka Rizki Syafitri, Shopia, Hans, Uncle Syam, Hafiza, Gugus Aryo, Rio, Ka Diah, mas bagus dan semua RISKAder yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Terima kasih atas Rumah Kedua yang berisikan kasih sayang, keceriaan, canda tawa, dukungan, ilmu dan semua kebaikan yang kalian berikan. 10. Teman-teman Laboratorium PHA, Agung, Mila, Zaki, Fery atas kebersamaannya mengusir kebosanan di Lab. 11. Teman-teman seperjuangan farmasi angkatan 2009 untuk segala kebersamaan dan kekompakannya. 12. Semua pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari skripsi ini jauh dari sempurna, namun demikian penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat Wassalamu alaikum Wr. Wb Jakarta, 11 Oktober 2013 Penulis ix

10 HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademik Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Putri Assifa NIM : Program Studi : Farmasi Fakultas : Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan (FKIK) Jenis Karya : Skripsi demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/karya ilmiah saya, dangan judul ANALISIS MINYAK BABI PADA KRIM PELEMBAB WAJAH YANG MENGANDUNG MINYAK ZAITUN DENGAN MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI FOURIER TRANSFORM INFRARED (FTIR) untuk dipublikasikan atau ditampilkan di internet atau media lain yaitu Digital Library Perpustakaan Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta untuk kepentingan akademik sebatas sesuai dengan Undang-Undang Hak Cipta Dengan demikian persetujuan publikasi karya ilmiah ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Ciputat Pada Tanggal : 11 Oktober 2013 Yang menyatakan, (Putri Assifa) x

11 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS... HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... HALAMAN PENGESAHAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... ii iii iv v vi vii viii x xii xiii xv BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang RumusanMasalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Krim Macam-macam Krim Zat Pengemulsi atau Emulgator Lemak dan minyak Komposisi Lemak dan Minyak Klasifikasi Lemak dan Minyak Sifat-sifat Fisik Lemak dan Minyak Isolasi Lemak dan Minyak Minyak Babi Minyak Zaitun Spektroskopi Infra Merah Instrumentasi Kemometrik BAB 3 METODE PENELITIAN Alur penelitian WaktudanTempatPenelitian Alat dan bahan ProsedurKerja BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Ekstraksi minyak dari lemak babi xi

12 4.2 Hasil pembuatan krim pelembab wajah dengan minyak babi dan minyak zaitun Hasil Spektrum FTIR Pengolahan Data Menggunakan Principal Component Analysis (PCA) Pengolahan Data Menggunakan Partial Least Square (PLS) Batas Deteksi BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur Trigliserida... 6 Gambar 2.2 Skema Klasifikasi Lipid Gambar 2.3 Skema Spektrofotometer Infrared Dispersif Gambar 2.4 Skema Spektrofotometer Fourier Transform Infrared Gambar 4.1 Minyak Babi Hasil Ektraksi Gambar 4.2 Minyak Babi yang disimpan pada suhu Ruang Gambar 4.4 Gambar Pola Spektrum Minyak Zaitun dan Minyak Babi Gambar 4.5 Gambar perbesaran pada Daerah yang Menunjukan Perbedaan Spektrum kedua Minyak Gambar 4.6 Pola Spektrum FTIR Campuran Minyak dalam Berbagai Konsentrasi Gambar 4.7 Pola Spektrum FTIR Campuran Minyak Hasil Ekstraksi sampel Krim dengan berbagai konsentrasi Gambar 4.8 Data Pengelompokan Sampel Krim dengan Principal Component Analysis (PCA) Gambar 4.9 Diagram Bi-Plott antara sampel formulasi krim dengan variabel panjang gelombang Gambar 4.10 Hubungan antara nilai konsentrasi minyak Babi yang sebenarnya (%) dibandingkan dengan nilai absorbansi FTIR menggunakan kalibrasi PLS Pada Daerah 3008 Cm-1 dan Cm Gambar 4.11 Hubungan Antara nilai konsentrasi minyak babi yang sebenarnya (%) dibandingkan dengan nilai absorbansi FTIR dari formulasi krimmenggunakan kalibrasi PLS pada daerah 3008 dan xiii

14 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Klasifikasi dan sifat asam lemak... 8 Tabel 2.2 Perbedaan Komposisi Asam Lemak Minyak Nabati dan Hewani... 9 Tabel 2.3 Sifat-Sifat Kristal Lemak Tabel 2.4 Komposisi dan Sifat Fisik Minyak Babi Tabel 2.5 Sifat Fisik Minyak Babi Tabel 2.6 Komposisi asam Lemak Minyak Zaitun Tabel 2.7 Sifat Fisika Kimia Minyak Babi Tabel 2.8 Komposisi dan Karakteristik Minyak Babi Tabel 3.1 Konsentrasi Minyak dalam Campuran Tabel 3.2 Konsentrasi Minyak dalam Formulasi Krim Tabel 4.1 Hasil Evaluasi Krim Tabel 4.2 Data Absorban Sampel Krim Yang Digunakan Dalam Software Statistik Tabel 4.3 Data Absorban Campuran Minyak Murni Yang Digunakan Dalam Software Statistik xiv

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar tempat pemotongan hewan, Kapuk Jakarta Barat Lampiran 2. Gambar campuran minyak babi dan minyak zaitun untuk kalibrasi Lampiran 3. Gambar campuran minyak babi dan minyak zaitun hasil ekstraksi dari krim Lampiran4. Gambar alat yang digunakan dalam penelitian Lampiran5. GambarHubungan antara nilai konsentrasi minyak babi yang sebenarnya dibandingkan dengan nilai konsentrasi predeksinya menggunakan kalibrasi PLS pada daerah 3008 dan Lampiran6. Gambar Hubungan antara nilai konsentrasi minyak babi pada sampel formulasi krim dibandingkan dengan nilai konsentrasi predeksinya menggunakan validasi PLS pada daerah 3008 dan Lampiran7. Gambar hubungan antara kalibrasi dan validasi sampel krim formulasi dengan menggunakan PLS Lampiran8. Hasil spektrum FTIR Lampiran9. Rekapitulasi Data Absorbansi FTIR panjang gelombang Lampiran10. Rekapitulasi Data Absorbansi FTIR panjang gelombang Lampiran 11. Perjitungan Batas Deteksi Lampiran 12. Tabel hasil pengujian minyak Babi dengan GCMS Lampiran 13. Sertifikat Analisis Minyak Zaitun xv

16 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Allah menurunkan Al-Qur an sebagai pedoman bagi umat Islam. Allah telah berfirman di dalam Al-Quran tentang hal-hal yang diharamkan bagi seorang muslim sebagaimana yang terkandung dalam QS Al-Baqarah ayat 173 yang artinya : Sesungguhnya Allah hanya mengharamkan bagimu bangkai, darah, daging babi dan binatang yang (ketika disembelih) disebut (nama) selain Allah. Tetapi barang siapa dalam keadaan terpaksa, sedang ia tidak menginginkannya dan tidak melampaui batas, maka tidak ada dosa baginya. Sesungguhnya Allah Maha Pengampun lagi Maha Penyayang. Dari ayat tersebut dapat diketahui bahwa unsur babi diharamkan untuk digunakan. Keharaman babi juga termuat dalam Al-Qur an surat Al-An am ayat 145, Al-Maidah ayat 3 dan An-Nahl ayat 115. Keempat ayat tersebut menjelaskan Islam melarang daging babi dan seluruh anggota tubuhnya untuk dikonsumsi ataupun digunakan sebagai material pembuatan produk farmasetika. Namun, Food and Drug Administration (FDA) mencantumkan minyak babi sebagai bahan yang aman untuk digunakan dalam produk farmasetika. Food and Drug Administration (FDA) juga menyebutkan terdapat 4 produk perawatan kulit yang menggunakan minyak babi dalam komposisi bahannya. Minyak babi telah digunakan dalam formulasi krim kosmetik sebagai bahan peningkat viskositas (Rohman, 2011; Lukitaningsih, et al., 2012). Penggunaan minyak babi dalam beberapa produk krim kosmetik membuat umat Islam harus semakin waspada. Krim merupakan suatu emulsi yang terdiri dari basis minyak dan air. Menurut rute pemberianya, komponen krim harus melewati beberapa lapisan kulit hingga sampai di tempat tujuan. Secara umum sediaan krim setelah diaplikasikan akan melewati tiga kompartemen yaitu permukaan kulit, stratum korneum dan jaringan sehat. Stratum korneum yang berfungsi sebagai penghalang sistem lapisan kulit dan adanya perbedaan integral setiap lapisan harus diperhatikan agar zat dapat melewati lapisan kulit dan masuk kedalam tubuh (Yanhendri, et al., 1

17 2 2006). Startum korneum mempunyai lapisan yang terdiri dari kombinasi substansi lemak yang disebut lipid interselular sehingga pemilihan basis minyak sangat berpengaruh dalam penetrasi krim kedalam kulit (Barel,et al., 2001). Salah satu minyak yang paling banyak digunakan sebagai basis minyak dalam krim adalah minyak zaitun karena khasiat dan manfaatnya bagi kesehatan kulit dan tubuh. Minyak zaitun berkhasiat untuk melembabkan dan menutrisi kulit. Minyak zaitun sangat kompatibel dengan ph kulit, kaya akan vitamin dan zat-zat bernutrisi lainnya yang dapat melembutkan dan melindungi kulit (Smaoui, 2012). Namun harga miyak zaitun yang mahal membuat beberapa produsen krim mencampurkan minyak zaitun dengan minyak lain yang harganya lebih murah agar mendapatkan keuntungan yang besar (Vlachos, 2006). Salah satu minyak yang diduga digunakan sebagai campuran minyak zaitun adalah minyak babi karena harganya yang murah. Fungsi minyak babi sebagai zat peningkat viskositas juga diduga menjadi alasan beberapa produsen menambahkan minyak babi dalam formulasi sediaan krim pelembab. Keberadaan minyak babi dalam krim kosmetik dapat dideteksi dengan menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Fourier Transform Infra Red (FTIR) merupakan metode terkini spektroskopi Infra Red (IR) yang sudah banyak digunakan untuk analisis minyak makanan (Rohman & Che Man, 2012). Metode analisis minyak menggunakan FTIR banyak dikembangkan karena dinilai lebih mudah, cepat, murah dan ramah lingkungan. Perkembangan metode analisis dengan menggunakan FTIR sekarang telah digabungkan dengan teknik kemometrik. Kemometrik adalah disiplin ilmu kimia yang menggunakan matematika, statistik dan logika formal yang digunakan untuk merancang atau memilih prosedur eksperimental yang optimal serta memberikan informasi kimia maksimum yang relevan dengan menganalisis data kimia (Hopke, 2003). Kombinasi ini menjadikan analisa semakin baik khususnya untuk menguji minyak dan lemak ataupun campuran keduanya (Rohman & Che Man, 2012). Analisis campuran minyak munggunakan kombinasi FTIR dan Kemometrik juga telah dilakukan (Che Man, et al., 2005; Che Man & Rohman, 2012; Rohman, et al., 2012). Dalam analisis produk kosmetik, kombinasi FTIR dan Kemometrik telah dilakukan dalam analisis kuantitatif Virgin Coconut Oil (VCO) dalam krim

18 3 kosmetik (Rohman, et al., 2009) dan analisis minyak babi dalam formulasi krim kosmetik (Rohman & Che Man, 2011). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis deteksi minyak babi dalam formulasi krim kosmetik yang telah dicampur dengan minyak zaitun dengan konsentrasi tertentu menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR). Belum ada literatur yang melaporkan analisis lemak babi dan minyak zaitun pada formulasi krim kosmetik dengan menggunakan FTIR. I.2 Rumusan masalah Apakah spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) dapat digunakan sebagai metode untuk analisis perbedaan profil spektrum minyak babi dalam formulasi krim pelembab wajah yang mengandung minyak zaitun? I.3 Tujuan penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perbedaan profil spektrum minyak babi dalam formulasi krim pelembab wajah yang mengandung minyak zaitun menggunakan metode Fourier Transform Infrared (FTIR). I.4 Manfaat penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui metode yang sederhana, cepat dan mudah untuk mengidentifikasi kandungan minyak babi dalam krim kosmetik sehingga semakin banyak penelitian mengenai kehalalan produk kosmetik yang beredar di Indonesia.

19 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Krim Krim merupakan suatu sediaan jenis emulsi yang konsistensinya lebih kental dari biasanya. Emulsi adalah sediaan dasar berupa sistem dua fase, terdiri dari dua cairan yang tidak bercampur, dimana salah satu cairan terdispersi dalam bentuk globul dalam cairan lainnya (Departemen Kesehatan, 1985). Emulsi juga dapat diartikan sebagai suatu dispersi dimana fase terdispersi terdiri dari bulatanbulatan kecil zat terdistribusi keseluruh pembawa yang tidak bercampur (Ansel, 1989) Macam- Macam Krim Krim mengandung paling sedikit dua fase yang tidak bercampur antara satu dengan yang lainnya, yaitu fase hidrofil (air) dan lipofil (minyak). Komponen yang terdistribusi dalam suatu emulsi dinyatakan sebagai fase terdispersi atau fase dalam. Komponen yang mengandung cairan terdispersi dinyatakan sebagai bahan pendispersi atau fase luar atau fase kontinyu (Ansel, 1989). Jenis-jenis emulsi terdiri dari : A. Emulsi Minyak dalam Air (M/A) Ketika fase lipofil (fase minyak) didispersikan sebagai globul-globul ke dalam fase hidrofil (fase air) maka disebut sebagai emulsi minyak dalam air (M/A). Penerimaan yang tinggi terhadap emulsi M/A didasarkan pada alasan-alasan berikut: a. Terasa ringan dan tidak berminyak saat diaplikasikan. b. Menunjukkan penyebaran dan penyerapan pada kulit yang cukup baik. c. Memberikan efek dingin karena penguapan fasa air eksternal (Paye, et al., 2001). 4

20 5 B. Emulsi air dalam minyak (A/M) Ketika fase hidrofil terdispersi dalam fase lipofil maka disebut emulsi air dalam minyak (A/M). Keuntungan penggunaan emulsi jenis air dalam minyak ini antara lain : a. Melindungi kulit secara efisien dengan membentuk lapisan minyak pada kulit setelah digunakan b. Melembutkan kulit dengan cara mengurangi penguapan air pada kulit sehingga dapat membentuk penghalang semi oklusif c. Meningkatkan penetrasi ke dalam stratum korneum yang bersifat lipofilik terutama untuk pembawa zat aktif yang bersifat lipofilik d. Menurunkan resiko pertumbuhan mikroba e. Mencair pada suhu yang rendah (khusus untuk produk olahraga musim dingin) (Paye, Barel dan Maibach, 2001) Zat Pengemulsi atau Emulgator Suatu emulsi yang stabil memerlukan zat pengemulsi atau emulgator. Emulgator tidak hanya digunakan untuk pembentukan tetapi juga untuk menstabilkan emulsi dengan cara menempati antar permukaan tetesan fase internal dan fase eksternal. Untuk proses pembentukan ini, emulgator akan mengurangi tegangan permukaan antara dua fase tak tercampurkan. Kriteria emulgator yang diharuskan antara lain : a. Dapat dicampur dengan bahan formulatif lain. b. Tidak mengganggu stabilitas atau efikasi dari zat teurapetik c. Stabil dan tidak terurai dalam preparat d. Tidak toksik e. Kemampuan untuk membentuk emulsi secara optimal dan menjaga stabilitas emulsi tersebut agar tercapai shelf life dari produk tersebut (Ansel, 1989). 2.2 Lemak dan Minyak Lemak yang dalam bahasa Yunani lipos berarti lemak adalah senyawa yang tak larut dalam air yang dapat dipisahkan dari sel dan jaringan dengan cara

21 6 ekstraksi menggunakan pelarut organik yang relatif nonpolar, misalnya dietil eter atau kloroform. Meskipun struktur lemak bermacam-macam, semua lemak mempunyai sifat struktur yang spesifik yaitu mempunyai gugus hidrokarbonhidrofob yang banyak sekali dan hanya sedikit, jika ada, gugus hidrokarbon hidrofil. Hal ini menggambarkan sifat struktur lemak yang tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut nonpolar (Fessenden, 2010). Lemak disini ialah suatu ester asam lemak dengan gliserol. Gliserol adalah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas tiga atom karbon. Jadi tiap atom karbonnya mempunyai gugus-oh. Satu molekul gliserol dapat mengikat satu, dua, atau tiga molekul asam lemak dalam bentuk ester yang disebut monogliserida, digliserida, atau trigliserida. Pada lemak satu molekul gliserol mengikat tiga molekul asam lemak. Oleh karena itu lemak adalah suatu trigliserida. Struktur trigliserida dapat dilihat pada Gambar 2.1. Lemak umumnya menunjukan bentuk padat dan minyak bentuk cair dalam suhu ruang. Namun, karena pengaruh iklim beberapa lemak tidak berbentuk padat maupun cair melainkan semipadat (Belizt & Grosch, 1989, p.472). [Sumber: Gambar 2.1 Struktur Trigliserida Ketiga asam lemak dalam trigliserida ini disebut lipid sederhana (simple fat), tetapi dapat pula ketiganya berbeda atau merupakan gabungan dari dua asam lemak yang sama dan satu asam lemak berbeda disebut lipid campuran (mixed fat).

22 Komposisi Lemak dan Minyak Lemak dan minyak yang dapat dimakan (edible fat) dihasilkan oleh alam yang dapat bersumber dari bahan nabati atau hewani. Dalam tanaman atau hewan, minyak berfungsi sebagai sumber cadangan energi. Adapun perbedaan umum antara lemak nabati dan hewani adalah : 1. Lemak hewani mengandung kolesterol sedangkan lemak nabati mengandung fitosterol 2. Kadar asam lemak jenuh dalam lemak hewani lebih kecil dari lemak nabati (Ketaren, 1986). Struktur lemak pada umumnya sama, yaitu merupakan triester yang terbentuk dari triol gliserol dan asam karboksilat yang mempunyai tiga rantai panjang dan disebut asam lemak. Senyawa triester ini disebut triasilgliserol atau trigliseraldehid tanpa memperhatikan apakah senyawa tersebut diisolasi dari lemak atau minyak. Perbedaan lemak dan minyak terdapat pada sifat fisiknya. Pada temperatur ruangan, lemak bersifat padat dan minyak bersifat cair (Fessenden, 2010). Lemak dan minyak pada umumnya merupakan trigliserida yang tidak homogen dengan beberapa pengecualian. Oleh sebab itu, kebanyakan trigliserida mengandung dua atau tiga asam lemak yang berbeda, misalnya satu asam palmitat, satu asam stearat dan satu asam oleat sebagai esternya. Golongan asam lemak yang spesifik yang ada dalam trigliserida tergantung pada jenis spesies dan kondisi lainnya, misalnya makanan yang dimakan dan temperatur yang mempengaruh kehidupannya. Hewan berdarah panas cenderung melakukan biosintesis lemak yang berbentuk cair pada temperatur tubuhnya. Tumbuhtumbuhan yang hidup pada temperatur yang lebih rendah lebih banyak membentuk trigliserida yang mempunyai titik leleh lebih rendah. Klasifikasi dan sifat asam lemak dapat dilihat pada Tabel 2.1

23 8 Tabel 2.1 Klasifikasi dan Sifat Asam Lemak Nama Jumlah karbon Formula Titik leleh Jenuh Laurat 12 CH 13 (CH 2 ) 10 CO 2 H 44 Miristat 14 CH 3 (CH 2 ) 12 CO 2 H 58 Palmitat 16 CH 3 (CH 2 ) 14 CO 2 H 63 Stearat 18 CH 3 (CH 2 ) 16 CO 2 H 70 Arakidonat 20 CH 3 (CH 2 ) 18 CO 2 H 75 Tidak Jenuh Palmitoleat 16 CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH(CH 2 ) 7 CO 2 H 32 Oleat 18 CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 7 CO 2 H 7 Linoleat 18 CH 3 (CH 2 ) 4 CH=CHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 7 CO 2 H -5 Linolenat 18 CH 3 (CH 2 CH=CH) 3 (CH 2 ) 7 CO 2 H -11 Arakidonat 20 CH 3 (CH 2 ) 4 (CH=CHCH 2 ) 4 CH 2 CH 2 CO 2 H -50 [Sumber: Fessenden, 2010] Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan tunggal pada rantai hidrokarbonnya. Asam lemak jenuh mempunyai rantai zig-zag yang dapat cocok satu sama lain, sehingga gaya tarik masing-masing rantai hidrogen sangat kuat sehingga dibutuhkan energi lebih banyak untuk mengubah bentuk padat dari trigliserida (bentuk umum padatan). Sedangkan asam lemak tak jenuh merupakan asam lemak yang mempunyai ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya. Asam lemak yang mempunyai lebih dari satu ikatan rangkap tak lazim, terutama terdapat pada minyak nabati, minyak ini disebut poliunsaturat. Ikatan rangkap dalam bentuk cis suatu asam lemak tidak jenuh mengubah bentuk rantai hidrokarbon sehingga rangkaian atomnya tidak begitu berdekatan. Dengan demikian, adanya ikatan rangkap dapat menurunkan gaya tarik yang mengikat rangkaian hidrokarbon. Ikatan yang longgar ini menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk memecah trigliserida lebih sedikit sehingga titik leleh trigliserida asam lemak tak jenuh lebih rendah daripada titik leleh trigliserida asam lemak jenuh. Kandungan asam lemak pada minyak nabati dan hewani berbeda-beda seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2.

24 9 Tabel 2.2 Perbedaan Komposisi Asam Lemak Minyak Nabati dan Hewani Lemak atau Minyak Komposisi % a Palmitat Stearat Oleat Linoleat Lemak Hewani Lard Mentega Lemak manusia Minyak nabati Kelapa Jagung Kedelai Olive [Sumber : Fessenden,2010] Klasifikasi Lemak dan Minyak Klasifikasi minyak dan lemak dapat dilihat sebagai berikut : Lipid Lipid sederhana nana Lipid majemuk (compound lipid) Lipid turunan (derived lipid) 1. Lemak netral Monoglisrida, digliserida dan trigliserida (ester asam lemak dengan gliserol) 2. Ester asam lemak dengan alkohol berberat molekul tinggi a. Malam b. Ester sterol c. Ester nonsterol d. Ester vitamin A dan Ester vitamin D 1. Fosfolipida 2. Lipoprotein 1. Asam lemak 2. Sterol a. Kolesterol dan ergosterol b. Hormon steroida c. Vitamin D d. Garam empedu 3. Lain-lain a. Karotenoid dan vitamin A b. Vitamin K c. Vitamin E [Sumber: Almatsier, 2002] Gambar 2.2 Skema Klasifikasi Lipid

25 10 Berdasarkan ada tidaknya ikatan rangkap yang dikandung asam lemak maka asam lemak dapat dibagi menjadi : 1. Asam lemak jenuh (Saturated Fatty Acid), yaitu mempunyai ikatan tunggal atom karbon (C), dimana masing-masing atom karbon ini akan berikatan dengan atom hidrogen (H). Contoh, asam butirat (C4), asam kaproat (C6), asam kaprilat (C8) dan asam kaprat (C10), umumnya sampai dengan C10 ini sifat asam lemak adalah cair dan mulai C12-C24 bersifat padat. 2. Asam lemak tak jenuh tunggal (Mono Unsaturated Fatty Acid) yaitu asam lemak ini selalu mengandung paling sedikit 2 atom hidrogen (H) dan mempunyai satu ikatan rangkap disebut asam lemak tidak jenuh tunggal. Contoh, asam palmitoleat (C16) dan asam oleat (C18). Asam lemak ini bersifat cair dan umumnya banyak terdapat pada lemak nabati maupun hewani. 3. Asam lemak tak jenuh banyak (Poly Unsaturated Fatty Acid) yaitu asam lemak yang mengandung lebih dari satu ikatan rangkap. Contoh asam linoleat (C8) berikatan rangkap dua, asam lemak linoleat (C18) berikatan rangkap tiga dan asam arakhidonat (C20) berikatan rangkap empat. Umumnya sifat fisik PUFA ini cair dan mudah teroksidasi Sifat-Sifat Fisik Lemak dan Minyak Lemak dan minyak meskipun serupa dalam struktur kimianya, menunjukan keragaman yang besar dalam sifat-sifat fisiknya: 1. Kelarutan Sifat fisik yang paling jelas adalah tidak larut dalam air. Hal ini disebabkan oleh adanya asam lemak berantai karbon panjang dan tidak adanya gugus-gugus polar. Namun begitu, karena adanya suatu substansi tertentu yang dikenal sebagai agen pengemulsi, dimungkinkan terbentuknya campuran stabil antara minyak dan air. Campuran ini dinamakan emulsi. Emulsi ini dapat berupa emulsi minyak dalam air maupun air dalam minyak (Gaman & Sherrington, 1994).

26 11 2. Viskositas Viskositas minyak dan lemak biasanya bertambah dengan bertambahnya panjang rantai karbon, berkurang dengan naiknya suhu dan berkurang dengan tidak jenuhnya rangkaian karbon (Buckle, et al., 1985). 3. Plastisitas Plastisitas lemak disebabkan karena lemak merupakan campuran trigliserida yang masing-masing mempunyai titik cair tersendiri, ini berarti bahwa pada suatu suhu sebagian dari lemak akan cair dan sebagian lagi dalam bentuk kristal- kristal padat (Gaman & Sherrington, 1994). Titik cair kristal-kristal suatu lemak dapat berbeda-beda berdasarkan dua mekanisme utama. Pertama karena heterogenitas kristalkristal. Karena lemak dan minyak merupakan campuran trigliserida, maka komposisi trigliserida kristal lemak juga dapat berbeda-beda. Pada umumnya, pendinginan lemak cair secara cepat akan menghasilkan kristal yang terdiri dari campuran trigliserida. Kristal semacam itu mencair pada suhu lebih rendah dari pada kristal lemak yang lebih homogen. Kedua, oleh karena bentuk polimorfik yang berbeda-beda. Trigliserida murni dapat mempunyai beberapa bentuk kristal yaitu menunjukan polimorfisme. Masing-masing bentuk ditandai titik cair, berat jenis, panas laten dan stabilitasnya masing-masing dan juga bentuk-bentuk lainnya. Bentuk yang paling stabil mempunyai titik cair serta berat jenis dan panas laten tinggi (Buckle, et al., 1985). Tabel 2.3 Sifat-Sifat Kristal Lemak Ukuran Bentuk polimer Sifat (µm) α Rapuh, transparan, pipih 5 β Jarum halus 1 β Besar-besar dan berkelompok 25-50, terkadang 100 [Sumber : Winarno, 1984]

27 12 4. Titik cair Lemak mencair jika dipanaskan. Karena lemak adalah campuran trigliserida mereka tidak mempunyai titik cair yang jelas tetapi akan mencair pada suatu rentang suhu (Gaman & Sherrington, 1994). Kekuatan ikatan antara radikal asam lemak dalam kristal mempengaruhi pembentukan kristal. Hal ini juga berarti mempengaruhi titik cair lemak. Makin kuat ikatan antar molekul asam lemak, makin banyak panas yang diperlukan untuk mencairkan kristal. Asam lemak dengan ikatan yag tidak begitu kuat memerlukan panas yang lebih sedikit, sehingga energi panas yang diperlukan untuk mencairkan kristal-kristalnya makin sedikit dan titik lebur juga akan lebih rendah. Titik lebur suatu lemak atau minyak juga dipengaruhi oleh sifat asam lemak, yaitu daya tarik antar asam lemak yang berdekatan dalam kristal. Gaya ini ditentukan oleh panjang rantai C, jumlah ikatan rangkap dan bentuk cis atau trans pada asam lemak tak jenuh. Makin panjang rantai C, titik cair akan semakin tinggi, misalnya asam butirat dengan C sebanyak 14 mempunyai titik cair -7,9 ºC, sedangkan asam stearat dengan C sebanyak 18 mempunyai titik cair 64,6 ºC. Titik lebur menurun dengan bertambahnya jumlah ikatan rangkap. Hal ini dapat diterangkan sebagai berikut: ikatan antarmolekul asam lemak tidak jenuh kurang kuat, sebab rantai pada ikatan rangkap cis tidak lurus. Makin banyak ikatan rangkap, ikatan makin lemah, berarti titik cair akan lebih rendah. Demikian pula dapat dimengerti bahwa asam lemak jenuh mempunyai titik lebur lebih tinggi daripada asam lemak tidak jenuh. Adanya bentuk trans pada asam lemak akan menyebabkan lemak mempunyai titik lebur yang lebih tinggi daripada adanya bentuk cis (Winarno, 1984) Isolasi Lemak dan Minyak Cara-cara yang digunakan untuk memisahkan lemak dan minyak dari sumbernya yang berupa tumbuh-tumbuhan atau hewan sangat berbeda sesuai dengan sifat daripada sumber itu. Tujuan proses ekstraksi adalah : a. Untuk memperoleh minyak atau lemak tanpa dirusak oleh proses itu dan dalam keadaan semurni mungkin

28 13 b. Untuk memperoleh hasil minyak atau lemak setinggi mungkin c. Untuk menghasilkan sisa (residu) yang bernilai setinggi mungkin. 1. Perlakuan awal sumber Bahan dari hewan memerlukan sedikit perlakuan awal. Pada umumnya bahan dibersihkan dari bagian-bagian yang bukan lemak dan dipotong kecil-kecil lalu dicuci sebelum ekstraksi disebut rendering. 2. Pemasakan lemak hewan Metode utama yang digunakan untuk memisahkan lemak hewan dari bahan bakunya: dalam pemasakan kering, bahan dipanaskan, cairan dipisahkan dan sisa diperas. Cairan hasil pemasakan dan pemerasan dicampur dan setelah didiamkan disentrifuge, disaring dan diperoleh minyak Minyak Babi Minyak babi adalah lemak yang diambil dari jaringan lemak hewan babi. Babi adalah hewan monogastrik dan simpanan lemak mereka menyerupai asupan makanan sehingga derajat ketidakjenuhan lemak babi ditentukan oleh jumlah dan komposisi asam lemak dari minyak dalam makanan yang mereka makan (O Brien, 2009). Lard yang diambil dari dinding perut babi merupakan yang paling tinggi kualitasnya. Bagian tersebut mempunyai rasa yang lembut, berwarna putih dan memiliki nilai asam yang tidak lebih dari 0,8. Lard dari organ lain dan bagian belakang mempunyai nilai asam maskimal 1,0. Minyak babi diperoleh dengan cara dry rendering. Dry rendering merupakan suatu cara yang digunakan untuk mengekstraksi minyak hewan dengan cara pemanasan tanpa air (Winarno, 1997). Minyak babi memiliki kandungan trigliserol yang lebih sedikit dari pada trigliserol yang berada pada lemak sapi. Oleh sebab itu, lemak babi melebur pada temperatur yang lebih rendah (Belitz & Grosch, 1987). Komposisi dan sifat fisik minyak babi dapat dilihat pada Tabel 2.4 dan Tabel 2.5.

29 14 Tabel 2.4 Komposisi dan Sifat Fisik Minyak Babi Karakteristik Khas Batas Angka Saponifikasi Kandungan Tokoferol α- tokoferol β- tokoferol γ- tokoferol δ- tokoferol Komposisi Asam Lemak (%) C-10:0 Capric C-12:0 Lauric C-14:0 Myristic C-14:1 Myristoleic C-15:0 Pentadecanoic C-16:0 Palmitic C-16:1 Palmitoleic C-17:0 Margaric C-17:1 Margaroleic C-18:0 Stearic C-18:1 Oleic C-18:2 Linoleic C-18:3 Linolenic C-20:0 Arachidic C-20:1 Gadoleic C-20:2 Eicosadienoic C-20:4 Eicosatetraenoic C-20:0 Behenic ,1 0,1 1,5-0,1 26,0 3,3 0,4 0,2 13,5 43,9 9,5 0,4 0,2 0,7 0, ,5 2,5 <0,2 <0,1 20,0 32,0 1,7 5,0 <0,5 <0,5 5,0 24,0 36,0 62,0 3,0 16,0 <0,5 <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 [Sumber: O Brien, 2009]

30 15 Tabel 2.5 Sifat Fisik Minyak Babi Sifat Fisik Deskripsi Densitas 0,917 Titik leleh C Kelarutan Tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol, larut dalam benzen,kloroforom, eter, karbon disulfida, petroleum eter Bilangan saponifikasi [Sumber : International Journal of Toxicology, 2001] Minyak Zaitun Minyak zaitun adalah minyak yang diperoleh dari buah pohon zaitun (Olea europaea). Proses pembuatan minyak zaitun dimulai dari penggilingan buah zaitun yang sudah dibersihkan sampai berbentuk pasta. Pasta tersebut akan tiga proses lanjutan yaitu perasan hidrolik, sentrifugasi berkelanjutan dan penyaringan adhesi. Tiga fraksi dipisahkan dari pasta zaitun yaitu minyak, sisa air dan residu. Residu dikeringkan dan diekstraksi sisa minyaknya dengan pelarut kemudian didapat dua tipe minyak yaitu minyak zaitun yang didapat dari perasan dan tanpa proses lebih lanjut dan minyak pomace yang diperoleh dari ekstraksi pelarut dari residu pasta zaitun dan ini tidak dapat dikatakan minyak zaitun (O Brien, 2009). Minyak zaitun telah digunakan dalam obat pencahar, liniment, salep dan sabun serta telah digunakan dalam kapsul oral dan larutan. Minyak zaitun digunakan secara luas dalam industri makanan sebagai minyak goreng dan untuk menyiapkan salad dressing. Dalam kosmetik, minyak zaitun digunakan sebagai pelarut dan juga sebagai kondisioner kulit dan rambut. Jenis produk yang mengandung minyak zaitun termasuk sampo dan kondisioner rambut, produk pembersih, krim topikal, lotion, dan produk sunscreen (Sheskey, 2006). Analisis minyak zaitun menunjukkan kadar asam lemak tak jenuh yang tinggi. Komposisi asam lemak dalam minyak zaitun ditunjukan dalam Tabel 2.6 sebagai berikut :

31 16 Tabel 2.6 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Zaitun Asam lemak Jumlah Myristic acid (14 : 0) 40.5% Palmitic acid (16 : 0) % Palmitoleic acid (16 : 1) % Hepatodecenoic acid (17 : 1) 40.3% Stearic acid (18 : 0) % Oleic acid (18 : 1) % Linoleic acid (18 : 2) % Linoleic acid (18 : 3) 40.9% Arachidic acid (20 : 0) 40.6% Eicosaenoic acid (20 : 1) 40.4% Behenic acid (22:0) 40.2% Lignoceric acid (24:0) 41.0% [Sumber : Sheskey, 2006] 2.3. Spektroskopi Inframerah Infrared spectroscopy atau spektroskopi inframerah adalah satu dari teknik spektroskopi yang paling umum digunakan oleh kimia organik dan anorganik. Secara sederhana, pengukuran serapan dari perbedaan frekuensi infra merah pada sampel yang ditempatkan pada sebuah beam inframerah. Tujuan utama analisa spektroskopi inframerah adalah menentukan gugus-gugus fungsi molekul (Mulja & Suharman, 1995). Jika kita menyinari sampel senyawa organik dengan sinar inframerah yang mempunyai frekuensi tertentu, kita akan mendapatkan beberapa frekuensi tersebut diserap oleh senyawa tersebut. Berapa banyak frekuensi tertentu yang melewati senyawa tersebut diukur sebagai presentasi transmitasi (percentage transmittance). Presentasi transmitasi dengan nilai 100 berarti semua frekuensi dapat melewati senyawa tersebut tanpa diserap sama sekali. Spektrum adalah grafik dari panjang gelombang dan energi yang diadsorpsi oleh suatu senyawa. Spektrum inframerah adalah plot intensitas penyerapan terhadap bilangan

32 17 gelombang yang dinyatakan dengan jumlah gelombang dalam satuan cm -1. Bilangan gelombang adalah radiasi di daerah vibrasi inframerah dari spektrum elektromagnetik. Bilangan gelombang dari vibrasi inframerah membentang dari cm -1. Sebuah molekul hanya menyerap frekuensi (energi) radiasi inframerah tertentu. Absorpsi radiasi inframerah berhubungan dengan rentang frekuensi getaran yang meliputi stretching dan bending dari kebanyakan ikatan molekul kovalen Instrumentasi Dua tipe spektroskopi inframerah yang biasa digunakan di dalam laboratorium organik yaitu, spektroskopi infra merah dispersif (konvensional) dan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR). Kedua tipe instrumen ini, menetapkan spektrum sebuah senyawa pada batasan cm -1. Meskipun keduanya memberikan spektrum yang sama terhadap senyawa yang diberikan, spektroskopi FTIR memberikan spektrum IR jauh lebih cepat dari spektroskopi inframerah konvensional (dispersive instrument) (Pavia, 2001). a. Spektrometer Inframerah Dispersif [Sumber: Pavia, 2001] Gambar 2.3 Skema Spektrometer Inframerah Dispersif

33 18 Instrumen pada spektrometer inframerah dispersif terdiri dari sumber radiasi, kompartemen sampel, monokromator, detektor, amplifier dan rekorder. Spektrometer inframerah dispersif menggunakan suatu monokromator untuk memilih masing-masing bilangan gelombang secara berurutan untuk memantau intensitasnya setelah radiasi telah melewati sampel. Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang berbeda (terdispersi). Sumber radiasi dipanaskan untuk memancarkan sinar. Jika sinar telah melewati sampel. Sinar tersebut didispersikan sehingga satu bilangan gelombang atau sedikit bilangan gelombang dapat dipantau secara berurutan oleh detektor yang melintasi rentang spektrum tersebut. b. Spektrometer inframerah Transformasi Fourier (Fourier Transform Infrared) Instrumen pada spektrometer Fourier Transform Infrared (FTIR) secara umum sama dengan spektrometer inframerah dispersif hanya yang membedakan adalah pada spektrometer jenis ini tidak menggunakan monokromator melainkan menggunakan interferometer. Interferometer menggunakan cermin bergerak unutk memindahkan bagian radiasi yang dihasilkan oleh satu sumber sehingga menghasilkan suatu interferogram yang dapat diubah menggunakan suatu persamaan yang disebut transformasi fourier untuk mengekstraksi spektrum dari satu seri frekuensi yang bertumpang tindih. Interferogram merupakan sebuah sinyal kompleks, seperti sebuah gelombang berbentuk susunan gambar yang terdiri dari semua frekuensi-frekuensi yang dapat memperbaiki spektrum inframerah. Keuntungan dari teknik ini adalah seluruh hasil pindai spektrum didapat dalam waktu satu detik, berbeda dengan spektrometer inframerah dispersif yang memerlukan waktu dua sampai tiga menit untuk mendapatkan satu spektrum.

34 19 [Sumber: Pavia, 2001] Gambar 2.4 Skema Spektrometer Fourier Transform Infrared Keuntungan dari FTIR adalah dapat menghasilkan interferogram dalam waktu kurang dari satu detik. Ini sangat mungkin untuk mengumpulkan lusinan interferogram dari sampel yang sama dan mengumpulkannya dalam memori sebuah komputer. Maka spektroskopi FTIR memiliki kemampuan lebih cepat dan lebih sensitif dibandingkan dengan spektrometer dispersif (Pavia, 2001) Kemometrik Kemometrik adalah disiplin ilmu kimia yang menggunakan matematika, statistik dan logika formal yang digunakan untuk merancang atau memilih prosedur eksperimental yang optimal serta untuk memberikan informasi kimia maksimum yang relevan dengan menganalisis data kimia (Hopke, 2003). Teknik kemometrika yang umum digunakan untuk analisis kimia adalah sebagai berikut :

35 20 1. Pengolahan data: Dapat berupa derivatisasi hasil spektrum. 2. Pengelompokkan a. Pengenalan pola tersupervisi (Discriminant analysis) b. Pengenalan pola tidak tersupervisi (PCA, Cluster Analysis) 3. Analisis Kuantitatif a. Kalibrasi Multivariat (Classical least square, SMLR, PCR dan PLS) Salah satu bentuk kemometrik adalah kalibrasi multivariat. Teknik kalibrasi multivariat ini antara lain berupa Multiple Linear Regrestion (MLR), Principle Componen Regression (PCR), Partial Least Square (PLS) dan Artificial Neural Network (ANN) (Miller, 2005). PCR dan PLS yang sering digunakan dalam analisis spektrum kuantitatif untuk mendapatkan informasi yang selektif dari data yang tidak selektif. Regresi PLS merupakan sebuah teknik analisis multivariat yang sangat canggih, oleh sebab itu penggunaannya meningkat pada spektroskopi inframerah kuantitatif. Ketika sebuah spektrum dari sample yang tidak diketahui dianalisis, PLS mencoba untuk merekonstruksi spektrum dari spektra pemuat dalam memprediksi konsentrasi sampel yang tidak diketahui. Penggunaan PLS dapat memberikan perbaikan yang signifikan dalam ketelitian relatif pada metode-metode yang hanya meggunakan sebuah nilai batas frekuensi. PLS memperlakukan konsentrasi lebih baik dari pada intensitas spektral sebagai variabel independen (Pare J.R, 1997).

36 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alur Penelitian Jaringan Lemak Babi Ekstraksi Minyak Babi Minyak Babi Ampas Jaringan Formulasi Krim Pelembab Wajah Dibuang Formulasi Minyak Babi/ Minyak zaitun Krim Wajah dengan Minyak Babi F1 F2 F3 F4 F5 F6 Minyak Babi (%) Minyak zaitun (%) Dibuat campuran minyak babi dan minyak zaitun dengan konsentrasi : Campuran Minyak Babi/ Minyak zaitun Analisis dengan FTIR C1 C2 C3 C4 C5 C6 Minyak Babi (%) Minyak zaitun (%) Pembuatan Krim Pelembab Wajah Ekstraksi Minyak Analisis Sampel Minyak dengan Spektroskopi FTIR Analisis Data 21

37 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Halal food and Drug Analysis (PHA) dan Pharmacy Medicine Chemistry (PMC) Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan dan Laboratorium Pangan Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Waktu pelaksanaan pada bulan April 2013 sampai dengan Juni Alat dan Bahan Alat Spektrofotometer FTIR One Parkin Elmer, vacuum rotary evaporator (Eyela), hot plate (Are), timbangan analitik (Wiggen Hauser), waterbath, centrifuge (EBA), oven (Memmert), lemari pendingin, lumpang, alu, gelas kimia, gelas ukur, corong pisah, vial, pipet, cawan penguap, batang pengaduk, termometer, kaca arloji Bahan Jaringan lemak babi (PD. Dharmajaya, Kapuk, Jakarta Barat), minyak zaitun (PT. Brataco), asam stearat (PT. Brataco), setilalkohol (PT. Brataco), triethanolamina, kloloroform, HCl, dan aseton. 3.4 Prosedur Kerja Preparasi Minyak Babi Sejumlah 1000 gram jaringan lemak babi dicuci, dipotong kecil-kecil dan dimasukan kedalam beker glass. Selanjutnya sampel dimasukan kedalam oven pada suhu C selama 2 jam hingga jaringan lemak mencair. Lemak yang sudah mencair disaring menggunakan 3 lapis kain, kemudian dihilangkan sisa air dengan Na 2 SO 4 anhidrat dan disentrifugasi dengan kecepatan rpm selama 20 menit. Lapisan minyak didekantasi secara langsung, lalu dikocok kuat, disentrifugasi lagi dan kemudian di saring dengan menggunakan kertas saring whatman. Minyak yang telah disaring kemudian disimpan dalam wadah tertutup rapat sampai digunakan untuk pembuatan krim pelembab.

38 Analisis Campuran Minyak dengan Spektroskopi FTIR Dibuat campuran minyak babi dan minyak zaitun dalam pelarut kloroforom dengan konsentrasi campuran minyak pada Tabel 3.1 berikut : Tabel 3.1 Konsentrasi Minyak dalam Campuran Campuran Minyak Babi / Minyak zaitun C1 C2 C3 C4 C5 C6 Minyak Babi (%) Minyak zaitun (%) Campuran tersebut kemudian dianalisis dengan menggunakan FTIR Penentuan Formulasi Krim Pelembab Wajah Formulasi krim berdasarkan Formularium Kosmetika Indonesia terdiri dari minyak 28%, gliserin 1%, asam stearat 4%, TEA 1% dan aquadest 66%. Perbandingan minyak zaitun dan minyak babi dalam formulasi krim ditampilkan pada Tabel 3.2 berikut : Tabel 3.2. Konsentrasi Minyak dalam Formulasi Krim Formulasi Minyak Babi / Minyak zaitun F1 F2 F3 F4 F5 F6 Minyak Babi (%) Minyak zaitun (%) Pembuatan Krim Pelembab Wajah Setiap 50 gram krim terdiri dari minyak babi/minyak zaitun 14 g, gliserin 0,5 g, asam stearat 2 g, trietanolamina (TEA) 0,5 g dan air destilasi 33 g. Cara pembuatannya yaitu trietanolamina dan gliserin dileburkan bersama dengan air pada suhu 70 C (fase air). Asam stearat dan minyak babi/minyak zaitun dipanaskan pada suhu 70 C (fase minyak). Fase minyak dituangkan ke dalam fase air dan diaduk dengan pengaduk magnetik hingga mencapai suhu ruang selama 30

39 24 menit. Krim yang diperoleh selanjutnya dilakukan ekstraksi cair-cair untuk mengekstrak minyak dari formulasi krim Ekstraksi Minyak Sejumlah 10 gram sampel krim ditambahkan 1 ml HCl pekat dan 9 ml air dan dikocok kuat. Filtrat dipindahkan ke corong pemisah dan diekstraksi menggunakan kloroform 3 x 15 ml. Ekstrak kloroform yang telah tercampur dan dikeringkan dimasukan ke dalam labu bulat 250 ml untuk dievaporasi dengan rotari evaporator pada suhu 40 C. Ekstrak lemak dimasukan kedalam vial dan ditambahkan kloroform sampai volume 25 ml. Minyak yang didapat selanjutnya dianalisis dengan menggunakan FTIR spektrometer Pengujian dengan spektroskopi FTIR Sampel ditempatkan pada plat kristal tersebut. Analisis dibuat pada frekuensi cm -1. Setiap selesai pengukuran plat dibersihkan dengan hexane sebanyak dua kali dan acetone sampai tidak ada sampel minyak yang tertinggal lalu keringkan dengan menggunakan tissue. Setelah proses scan selesai, spektrum udara diambil. Semua pengukuran diulang sebanyak tiga kali Analisis data Data hasil spektrum FTIR yang diperoleh diolah menggunakan program analisis kemometrik dengan software The Unscrambler 10.3, microsoft word dan microsoft excel dalam perangkat komputer.

40 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ekstraksi minyak dari lemak babi Minyak babi yang digunakan dalam penelitian ini merupakan hasil ekstrasi dari jaringan lemak bagian abdomen Lemak babi didapatkan dari rumah pemotongan hewan khusus babi PD. Dharmajaya di daerah Kapuk, Jakarta barat. Lemak kemudian dibersihkan dan dipanaskan dalam oven suhu 95 C selama 2 jam hingga jaringan lemaknya mencair. Lalu minyak disaring menggunakan kain dan hasil saringan dicampurkan dengan Na 2 SO 4 anhidrat untuk menghilangkan air. Na 2 SO 4 anhidrat yang berbentuk serbuk bersifat higroskopik sehingga dapat menarik air yang terdapat pada minyak (Sheskey, et al, 2006). Air yang terdapat dalam minyak dapat menggangu kemurnian minyak yang dihasilkan. Kemudian disentrifugasi dengan kecepatan rpm selama 20 menit. Proses sentrifugasi dilakukan untuk memisahkan minyak dengan sisa serbuk Na 2 SO 4 anhidrat dan lemak padatan yang kemungkinan ikut tersaring. Lapisan minyak lalu didekantasi, dikocok kuat dan disentrifugasi lagi pada kecepatan yang sama selama 20 menit. Kemudian minyak disaring dengan menggunakan kertas saring. Minyak yang telah disaring disimpan dalam wadah tertutup rapat sampai digunakan untuk pembuatan krim pelembab. Berdasarkan hasil penelitian sebanyak 1000 gram lemak babi didapatkan 554 ml minyak babi murni. Pembuatan minyak babi ini dilakukan karena kami tidak menemukan sediaan minyak babi di pasaran. Secara organoleptis, minyak babi yang dihasilkan bening dan tidak berwarna dan memiliki bau yang tidak enak. Gambar 4.1 Minyak Babi Hasil ekstraksi 25

41 26 Setelah minyak didapat lalu ditempatkan dalam wadah tertutup rapat dan disimpan dalam suhu ruang untuk digunakan dalam pembuatan krim selanjutnya. Setelah disimpan semalaman pada suhu ruang, terbentuk dua lapisan pada minyak babi seperti terlihat pada Gambar 4.2. Lapisan atas berupa cairan minyak yang jernih sedangkan lapisan bawah merupakan endapan. Endapan yang terbentuk terlihat seperti kristal-kristal yang mengendap. Hal ini disebabkan karena minyak merupakan campuran trigliserida yang masing-masing mempunyai titik cair tersendiri; ini berarti bahwa pada suatu suhu, sebagian dari lemak akan cair (minyak) dan sebagian lagi dalam bentuk kristal-kristal padat (Gaman & Sherrington, 1994). Gambar 4.2. Minyak Babi yang Disimpan pada Suhu Ruang Minyak babi merupakan salah satu minyak yang mempunyai titik cair yang cukup rendah yaitu 36º-42ºC (American College of Toxicology, 2001). Komposisi minyak babi hampir sama seperti minyak hewani pada umumnya yaitu terdiri dari berbagai macam asam lemak. Pada minyak babi, asam lemak paling besar jumlahnya antara lain asam oleat, asam palmitat dan asam sterat. Namun yang paling tinggi jumlahnya adalah asam oleat (O Brien, 2009). Hal ini juga didukung oleh hasil analisis Gas Chromatography Mass Spectroscopy (GCMS) pada minyak babi yang menunjukan adanya asam oleat dalam jumlah yang cukup tinggi. Asam oleat (C 18 H 36 O 2 ) merupakan asam lemak tak jenuh yang terdapat pada minyak hewani maupun nabati dan mempunyai sifat fisik cair. Kristal-kristal padat minyak babi yang terbentuk pada suhu ruang diduga merupakan campuran trigliserida yang terdiri dari asam palmitat dan asam stearat. Kedua asam lemak ini merupakan asam lemak jenuh yang mempunyai titik leleh 62,9ºC untuk asam palmitat dan 70,1ºC untuk asam stearat sehingga menyebabkan terbentuknya

42 27 kristal-kristal padat pada suhu ruang. Hal ini didukung dengan hasil analisis minyak pada GCMS yang menunjukan keberadaan asam lemak tersebut pada sampel minyak babi. 4.2 Hasil Pembuatan Krim Pelembab Wajah dengan Minyak Babi dan Minyak Zaitun Dari proses pembuatan krim yang dilakukan, didapat krim dengan berat dan homogenitas seperti yang terdapat pada Tabel 4.1 Tabel 4.1 Hasil Evaluasi Krim No. Komposisi Bentuk Krim Evaluasi Homogenitas berat (gram) 1 MB 0% MZ 100% Homogen foaming MB 20% MZ 80% Homogen foaming ++ 46,5 3 MB 40% MZ 60% Homogen foaming MB 60% MZ 40% Homogen +++ foaming ++ 47,6

43 28 5 MB 80% MZ 20% Homogen foaming ++ 46,7 6 MB 100% MZ 0% Homogen foaming Keterangan: MB = Minyak Babi; MZ = Minyak Zaitun ; + = cukup; ++ = banyak; +++ = sangat banyak Formulasi krim yang digunakan dalam penelitian ini diambil dari Formularium Kometika Indonesia, Departemen Kesehatan Indonesia. Formulasi terdiri dari campuran minyak zaitun dan minyak babi dengan presentase kadar minyak dalam krim sebesar 28%, asam stearat 4%, gliserin 1%, TEA 1% dan air. Campuran bertujuan untuk mengetahui perbedaan spektrum FTIR minyak babi dalam campuran dengan minyak zaitun pada masing-masing formulasi. Dalam penelitian ini dibuat 6 macam formulasi krim dengan perbandingan minyak seperti pada Tabel 4.1. Asam stearat selain digunakan sebagai campuran fase minyak juga bahan pengemulsi seperti trietanolamin (TEA). TEA dicampurkan dalam fase air bersama gliserin. Gliserin digunakan sebagai bahan humectant atau pelembab. Bahan humectant bekerja dengan cara mengikat dan menyerap molekul air dari udara agar meningkatkan kelembapan kulit. Setelah krim terbentuk dilakukan evaluasi terhadap krim tersebut. Evaluasi pertama yang dilakukan adalah menimbang berat krim yang terbentuk pada setiap formulasi. Hasil penimbangan dapat dilihat pada Tabel 4.1. Evaluasi krim selanjutnya yaitu pemeriksaan homogenitas untuk melihat apakah terbentuk emulsi yang homogen atau tidak. Hal ini penting untuk memastikan campuran minyak pada krim tercampur dengan baik agar pada proses ekstraksi nanti didapat campuran minyak yang homogen. Hasil evaluasi dapat dilihat pada Tabel 4.1. Krim yang hanya menggunakan minyak zaitun sebagai fase minyak cenderung mempunyai bentuk yang lebih cair dari pada krim umumnya. Namun

44 29 seiring dengan penambahan konsentrasi minyak babi, bentuk krim pun semakin kental. Hal ini terlihat dari konsistensi krim dari berbagai konsentrasi yang ada. Hal ini menunjukan fungsi dari minyak babi yang disebutkan oleh Food and Drug Administration (FDA) yaitu sebagai bahan peningkat viskositas. Secara keseluruhan krim yang dihasilkan foaming dan formulasi kurang baik. Terbentuknya foam (busa) pada krim dapat disebabkan oleh beberapa faktor. Salah satunya proses pengadukan yang terlalu kencang sehingga menimbulkan busa. Dilihat dari formulasi yang dipakai, kadar air yang digunakan sebanyak 66% dimana kadar air yang umumnya digunakan untuk pembuatan krim adalah tidak lebih dari 60% (FI ed.iii, 1979). Hal ini menyebabkan viskositas lebih rendah dari krim pada umumnya. Sebanyak 6 formulasi krim yang telah dibuat selanjutnya akan dilakukan proses ekstraksi cair-cair untuk memperoleh minyak dari formulasi krim tersebut. Ekstraksi cair-cair ini dipakai karena metode ini dinilai paling tepat karena senyawa-senyawa yang ada dalam krim terutama asam lemak, tidak mempunyai kromofor kuat dan dapat mengkontaminasi kolom kromatografi. Kontaminasi bahan-bahan lipofilik dapat menghilangkan bentuk puncak kromatografi (Watson, 2010). Sejumlah 10 gram sampel krim ditambahkan 1 ml HCl pekat dan 9 ml air dan dikocok kuat. Penambahan HCl pekat tersebut bertujuan untuk memisahkan fase minyak dan air dan pengocokan dilakukan untuk membantu mempercepat proses tersebut. Filtrat kemudian dipindahkan ke corong pemisah dan diekstraksi menggunakan kloroform 15 ml dengan tiga kali pengulangan. Kloroform bersifat semipolar sedangkan minyak bersifat nonpolar. Namun minyak dapat larut dalam klorofom (FI ed.iii, 1979). Hal ini menyebabkan kloroform dapat melarutkan minyak yang masih terikat dengan fase air karena sifat semipolarnya. Ekstrak minyak dalam kloroform yang telah dipisahkan dimasukan ke dalam labu bulat 250 ml untuk diuapkan pelarutnya dengan rotary evaporator pada suhu 40 C. Ekstrak minyak yang sudah hilang pelarutnya dimasukan ke dalam vial dan ditambahkan kloroform sampai volume 25 ml. Tujuan dari penambahan ini adalah agar ekstrak minyak larut dalam pelarut klorofom murni bukan sisa dari proses ekstraksi. Proses ekstraksi dilakukan secara triplo pada setiap sampel krim.

45 30 Minyak yang didapat selanjutnya dianalisis dengan menggunakan spektrometer FTIR. 4.3 Hasil Spektrum FTIR Hasil pembacaan spektrum minyak babi dan minyak zaitun murni dengan menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR) pada panjang gelombang 3400 cm -1 sampai dengan 500cm -1 dapat dilihat pada Gambar 4.3. (a) (b) Gambar 4.3 Hasil Pembacaan Spektrum FTIR Minyak Murni dengan keterangan a. Minyak zaitun dan b. minyak babi) Analisis spektoskopi FTIR dilakukan berdasarkan serapan dari radiasi elektromagnetik sinar inframerah yang ditembakan pada sampel sehingga menyebabkan transisi energi rotasi dan vibrasi dari tingkat energi terendah (Pare

46 31 & Belanger, 1997). Hasil yang didapat dalam bentuk data transmitan dan absorban. FTIR telah banyak digunakan untuk analisis dibidang pangan maupun farmasi karena dinilai sebagai metode yang lebih mudah, cepat, murah dan ramah lingkungan dibandingkan metode analisis lain Gas Choromatography Mass Spectrometry (GCMS) dan High Performance Liquid Choromatography (HPLC). FTIR dinilai lebih mudah dan cepat karena preparasi sampelnya yang sederhana dan memerlukan waktu yang cukup singkat. FTIR juga relatif tidak menggunakan pelarut organik yang merusak lingkungan (Che Man & Rohman, 2010). Campuran minyak yang telah diekstraksi dari krim selanjutnya dianalisis dengan menggunakan spektroskopi FTIR. Pada penelitian sebelumnya FTIR telah berhasil mendeteksi campuran dengan minyak lain seperti VCO (Virgin Coconut Oil) dan minyak kelapa sawit (Rohman, 2011). Alat FTIR yang digunakan merupakan jenis Spectrum One Perkin Elmer dengan frekuensi 4000 cm cm -1. Sebelum dilakukan pengujian terhadap sampel, terlebih dahulu dilakukan scanning terhadap minyak babi murni dan minyak zaitun murni. Hasil perbedaan sperktrum kedua minyak tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.4. Kedua minyak ini menunjukan pola spektrum yang hampir sama karena komponen utama dalam kedua minyak ini adalah trigliserida (A. Rohman, et al., 2010). Perbedaan yang dapat terlihat yaitu tinggi atau rendahnya serapan pada masing-masing pola spektrum. Beberapa perbedaan yang dapat dilihat pada Gambar 4.4. Laboratory Test Result Minyak Zaitun Laboratory Test Result A Minyak Zaitun Minyak Babi Gambar 4.4 Pola Spektrum Minyak Zaitun dan Minyak Babi

47 32 minyak zaitun murni sampel 3 minyak babi 100% minyak zaitun murni minyak babi murni sampel 3 minyak babi 100% minyak zaitun murni minyak babi murni sampel 3 minyak babi 100% minyak babi murni minyak zaitun minyak zaitun A A A minyak babi murni minyak babi murni d (a) (b) (c) Keterangan : : : minyak zaitun, : minyak babi Gambar 4.5 Gambar Perbesaran pada Daerah yang Menunjukan Perbedaan Pola Spektrum Kedua Minyak Berdasarkan Gambar 4.4, kedua spektrum memperlihatkan pola yang sampai di daerah 3008 cm cm -1. Pada minyak zaitun puncak pada daerah 3006,83 cm -1 merupakan vibrasi stretching dari ikatan rangkap olefinic (C=CH) trans dan cis (Guillen and Cabo, 1997). Puncak yang sama juga muncul pada pola spektrum minyak babi namun pada daerah 3006,83 cm -1 namun dengan intensitas yang lebih rendah dari minyak zaitun. Hal ini disebabkan karena minyak zaitun mempunyai ikatan rangkap olefinic yang lebih tinggi dari minyak babi. Jika diperhatikan lebih seksama pada kedua pola spektrum minyak, pada daerah 2953 cm -1 terdapat pundakan kecil yang disebabkan oleh vibrasi asymmetric stretching dari grup metil. Sedangkan puncak pada daerah 2924 cm -1 merupakan vibrasi asymmetric stretching dari grup metilen dan pada daerah 2853 cm -1 merupakan vibrasi symmetric stretching dari grup metilen (Guillen and Cabo, 1997). Namun, puncak pada daerah cm -1 tidak terlalu spesifik sehingga tidak dipakai lebih lanjut untuk analisis. Pada daerah serapan karbonil yaitu 1750 cm -1, terdapat serapan yang cukup tinggi pada kedua jenis minyak. Pada serapan C=O minyak zaitun Nampak dua puncak di daerah serapan tersebut seperti pada gambar 4.5 (a). Hal ini terjadi karena Fermi resonance (resonansi Fermi). Fermi resonance adalah fenomena umum dalam spektra infra merah dimana terjadi pada tingkat getaran pada jenis simetris yang sama dan interaksi antar grup yang berada dalam molekul sehingga

48 33 terjadi mechanical coupling (Silverstain, 1974). Akibat dari fenomena ini adalah munculnya dua puncak yang berdekatan seperti pada daerah 1750 cm -1 tersebut. Pada daerah 1655 cm -1 (Gambar 4.5) muncul serapan rendah pada pola spektrum dari minyak zaitun. Ini merupakan vibrasi dari ikatan rangkap tak jenuh disubtitusi C=C jenis cis-olefin yang menunjukan kandungan Mono Unsaturated Fatty Acid (MUFA) pada minyak zaitun (A.Rohman & Che Man, 2012). Sedangkan pada minyak babi serapan rendah muncul pada daerah 1700 cm -1. Ini merupakan serapan dari vibrasi ikatan rangkap C=C trans-olefin. Ikatan C=C jenis cis-olefin yang hanya dimiliki oleh minyak nabati memiliki serapan yang lebih tinggi dibandingkan ikatan C=C jenis trans-olefin yang hanya terdapat pada minyak hewani, bahkan terkadang tidak muncul sama sekali. Letak serapan ikatan C=C jenis cis-olefin dekat daerah 1650 cm -1 sedangkan untuk trans-olefin muncul di daerah dekat 1670 cm -1 (Silverstain, 1974). Asam oleat adalah asam lemak tak jenuh jenis Mono Unsaturated Fatty Acid (MUFA) yang merupakan komponen paling tinggi dalam minyak zaitun yaitu hingga mencapai 83% (Sheskey, et al, 2006). Berbeda dengan minyak babi yang memiliki kandungan asam oleat sebesar 45% (Fessenden, 2010) sehingga mempengaruhi intensitas serapan pada pola spektrum daerah tersebut. Serapan di daerah ini dapat digunakan untuk identifikasi yang spesifik untuk membedakan minyak zaitun dan minyak babi dalam suatu campuran. Pada daerah 1465 cm -1 muncul serapan pada kedua minyak yang merupakan vibrasi bending dari grup metilen. Sekilas pola serapan antara kedua jenis minyak pada daerah tersebut sama. Namun jika diperhatikan dan diperbesar lagi maka nampak puncak dengan serapan yang hampir sama pada daerah 1455 cm -1 pada pola spektrum minyak zaitun. Sementara pada daerah 1417 cm -1 muncul puncak dengan intensitas rendah pada pola spektrum minyak zaitun namun tidak muncul pada pola spektrum minyak babi. Ini merupakan hasil dari vibrasi rocking ikatan CH dari cis-olefin disubtitusi. Serapan pada daerah ini ada pada semua minyak nabati namun tidak muncul pada pola spektrum minyak hewani (Guillen and Cabo, 1997). Muncul serapan di daerah 1377 cm -1 pada pola spektrum minyak zaitun yang merupakan vibrasi bending simetrik dari grup metilen dimana pada pola

49 34 spektrum minyak babi hanya muncul serapan yang lemah pada daerah 1376 cm -1. Selanjutnya pada daerah cm -1, kedua pola spektrum ini sama-sama menunjukan overlapping pada 1119 cm -1 dan 1097 cm -1 pada pola minyak zaitun dan pada daerah 1118 cm -1 dan 1097 cm -1 pada pola spektrum minyak babi. Berbeda dengan minyak babi, intensitas serapan pada minyak zaitun lebih tinggi. Serapan ini merupakan vibrasi bending dari CH dan vibrasi deformasi CH dari asam-asam lemak. Inilah yang menjadi pembeda untuk menganalisis sampel dengan campuran minyak zaitun dengan minyak babi. Puncak-puncak serapan yang muncul pada daerah 1228 cm -1, 1163 cm -1, 1155 cm -1 dan 1033 cm -1 merupakan vibrasi stretching dari grup C-O dalam ester. Pada daerah antara 1000 cm -1 dan 800 cm -1 muncul beberapa puncak kecil yaitu 968 cm -1 dan 913 cm -1 pada spektrum minyak zaitun dan 967 cm -1 dan 914 cm -1 pada spektrum minyak babi. Puncak pada titik 968 cm -1 ataupun 967 cm -1 tersebut merupakan hasil vibrasi bending out-of-plane dari trans-olefin disubtitusi sedangkan pada 914 cm -1 ataupun 913cm -1 merupakan vibrasi bending dari grup cis-olefin disubtitusi. Pada daerah akhir tepatnya di 722 cm -1 muncul puncak serapak pada kedua pola spektrum minyak. Puncak ini merupakan hasil dari overlapping vibrasi rocking dari gugus metilen dan vibrasi bending out-of-plane dari cis-olefin disubtitusi (Silverstain, 1974). A Gambar 4.6 Pola Spektrum FTIR Campuran Minyak dalam Berbagai Konsentrasi

50 35 Secara umum pola spektrum minyak zaitun dengan minyak babi hampir sama. Hal ini disebabkan karena komponen dari kedua minyak tersebut hampir sama, yang membedakan hanyalah jumlah dari setiap komponen tersebut. Pada beberapa daerah serapan terdapat perbendaan antara kedua minyak yaitu pada daerah 1650 cm -1, 1119 cm -1 dan 1009 cm -1. Pada ketiga titik tersebut perbedaan kedua minyak ini dapat dianalisis secara kualitatif. Selebihnya, perbedaan spektrum antara kedua minyak ini dapat diukur dengan melihat intensitas dari serapan. Intensitas serapan bergantung pada jumlah gugus yang diserap oleh radiasi inframerah. Hal ini berbanding lurus dengan jumlah gugus-gugus dalam asam lemak yang terkandung dalam masing-masing minyak. Namun untuk analisis kuantitatif lebih lanjut perlu digunakan metoda statistik kimia (chemometric) tambahan untuk membantu analisis campuran kedua minyak ini. A Lard 0% Lard 20% Lard 40% Lard 60% Lard 80% Lard 100% Gambar 4.7 Pola Spektrum FTIR Campuran Minyak Hasil Ekstraksi Sampel Krim dengan Berbagai Konsentrasi 4.4 Pengolahan Data Menggunakan Principle Component Analysis (PCA) Salah satu metode yang digunakan untuk analisis kuantitatif untuk campuran minyak babi dalam minyak nabati adalah menggunakan kalibrasi multivariat dengan model Partial Least Square (PLS) (A.Rohman et al., 2011). Selain menggunakan PLS, terlebih dahulu kita dapat menggunakan Principal Component Analysis (PCA) untuk melihat pengelompokan sampel. PLS dapat

51 36 diaplikasikan untuk analisis minyak babi dalam minyak nabati dengan menggunakan seluruh bagian dari daerah spektrum, tidak hanya pada daerah yang spesifik saja (Faber & Rajko, 2007). Tabel 4.2 Data Absorban Sampel Krim yang Digunakan dalam Software Konsentrasi Minyak Babi Konsentrasi Minyak Data Absorbsn (cm -1 ) Zaitun Statistik Formula Krim % 20% 40% 60% 80% 100% 100% 80% 60% 40% 20% 0% ,29 0,435 0,32 0,365 0,3 0, ,29 0,45 0,36 0,36 0,32 0, ,29 0,47 0,33 0,365 0,305 0, ,235 0,385 0,235 0,28 0,22 0, ,175 0,35 0,21 0,265 0,2 0, ,24 0,4 0,25 0,3 0,23 0, ,23 0,385 0,25 0,285 0,23 0, ,435 0,545 0,545 0,46 0,325 0, ,47 0,565 0,59 0,48 0,545 0, ,31 0,485 0,425 0,405 0,395 0, ,25 0,445 0,285 0,33 0,265 0, ,25 0,435 0,28 0,325 0,26 0, ,21 0,33 0,205 0,25 0,19 0,235 Gambar 4.8 Data Pengelompokan Sampel Krim dengan Principal Component Analysis (PCA)

52 37 Nilai hasil PCA dapat menunjukkan titik masing-masing sampel formulasi krim disekitar titik-titik variabel panjang gelombang FTIR yang menjadi karakteristik sampel tersebut dalam suatu grafik. Data absorban dari panjang gelombang cm -1 dan 3008 cm -1 seperti yang ditampilkan pada tabel 4.2 dimasukan ke dalam software kemometrik The Unscrambler X Dua komponen utama (PC1, PC2) digunakan untuk menerjemahkan datadata karena keduanya telah dapat menjelaskan 89% dari total keragaman yang ada pada data. Hasil analisis PCA (PC1 75%; PC2 16%) menunjukkan bahwa masing masing sampel formulasi krim dikelompokkan ke dalam jarak yang berbeda satu sama lain. Jarak antara sampel menunjukan kesamaan antar sampel. Semakin jauh jarak, maka semakin sedikit kesamaan yang dimiliki oleh antara sampel tersebut (Miller, 2005). Dari Gambar 4.8 dapat dilihat bahwa sampel dengan kandungan minyak babi 100% dan 0% dipisahkan dalam kuadran yang berbeda dan jarak yang cukup jauh. Hal ini diartikan bahwa masing-masing dari sampel tersebut memiliki karakteristik yang dapat dibedakan satu sama lain. Gambar 4.9 Diagram Bi-Plot Antara Sampel Formulasi Krim dengan Variabel Panjang Gelombang Gambar 4.9 menunjukkan grafik Bi-plot yang menjelaskan hubungan antara sampel formulasi krim dan panjang gelombang FTIR (variabel) secara

53 38 keseluruhan. Grafik ini memberikan informasi mengenai hubungan antar variabel, kemiripan relatif antar objek pengamatan, posisi relatif antar objek pengamatan dengan variabel. Dari grafik Bi-plot kita dapat melihat variabel mana yang memberikan kontribusi atau pengaruh paling besar pada titik sampel dengan melihat jarak antara variabel maupun sampel. Jarak antara variabel maupun sampel menunjukkan hubungan di antara variabel maupun sampel tersebut. Semakin dekat jarak antara kedua titik variabel dan sampel maka semakin besar variabel tersebut berkontribusi pada sampel. Pada Gambar 4.9 menunjukan kedekatan antara titik variabel 1119 cm -1 dengan titik sampel yang mengandung minyak babi 100%, artinya panjang gelombang 1119 cm -1 adalah variabel yang paling berpengaruh pada sampel formulasi krim yang mengandung 100% minyak babi. Hal ini menunjukan bahwa serapan pada panjang gelombang 1119 cm -1 memberikan karakteristik pada sampel krim minyak babi 100% sehingga dapat dibedakan dengan sampel lainnya. Hubungan antara dua titik sampel dapat dilihat dengan membandingkan jaraknya dengan titik-titik dari variabel (Setyaningsih et al., 2010). 4.5 Pengolahan data menggunakan Partial Least Square (PLS) PLS merupakan sebuah teknik analisis multivariat yang sangat canggih, oleh sebab itu penggunaannya meningkat pada spektroskopi inframerah kuantitatif. Ketika sebuah spektrum dari sample yang tidak diketahui dianalisis, PLS mencoba untuk merekonstruksi spektrum dari spektra pemuat dalam memprediksi konsentrasi sampel yang tidak diketahui. Penggunaan PLS dapat memberikan perbaikan yang signifikan dalam ketelitian relatif pada metodemetode yang hanya meggunakan sebuah nilai batas frekuansi. PLS memperlakukan konsentrasi lebih baik dari pada intensitas spektral sebagai variabel independen (Pare J.R, 1997). Sebelumnya PLS berhasil digunakan untuk deteksi campuran palm oil dan extra virgin olive oil dengan nilai R 2 sebesar 0,999 (A.Rohman and Che Man, 2012). Data spektrum campuran standar minyak dengan konsentrasi 0-100% pada daerah panjang gelombang 3008 cm -1 dan cm -1 dipilih untuk kalibrasi PLS agar dihasilkan nilai R 2 yang tinggi dan nilai kesalahan yang kecil. Daerah

54 cm cm -1 merupakan daerah finger print yang spesifik untuk menganalisis perbedaan antara kedua minyak murni. Selain itu data absorban di daerah 3008 cm -1 juga dimasukan ke dalam software seperti yang ditampilkan pada Tabel 4.3. Konsentrasi Minyak Babi Konsentrasi Minyak Data Absorbsn (cm -1 ) Zaitun Tabel 4.3 Data Absorban campuran minyak Murni yang Digunakan dalam Software Statistik % 20% 40% 60% 80% 100% 100% 80% 60% 40% 20% 0% ,27 0,48 0,35 0,31 0,27 0, ,32 0,54 0,38 0,32 0,28 0, ,31 0,56 0,36 0,32 0,27 0, ,23 0,48 0,25 0,25 0,2 0, ,22 0,45 0,23 0,23 0,18 0, ,26 0,5 0,28 0,26 0,22 0, ,21 0,49 0,27 0,26 0,21 0, ,36 0,57 0,38 0,35 0,31 0, ,36 0,6 0,46 0,36 0,32 0, ,39 0,59 0,49 0,39 0,33 0, ,31 0,56 0,34 0,3 0,25 0, ,3 0,56 0,33 0,3 0,25 0, ,22 0,46 0,23 0,23 0,18 0,23 Data yang dimasukan merupakan absorbansi dari campuran minyak murni (standar). Dari data yang diola diperoleh persamaan linier kalibrasi tersebut yaitu y = 0,9772x + 0,0114 dengan R 2 = 0,977. Korelasi yang dihasilkan dari model ini cukup dekat sebesar 98%. Kesalahan kalibrasi meliputi akar dari kuadrat rataan kesalahan kalibrasi (RMSEC), akar kesalahan kalibrasi (SEC) dan bias. Nilai-nilai kesalahan kalibrasi yang didapat terbilang kecil seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.10 mengindikasikan metode FTIR cukup akurat untuk analisis minyak babi.

55 40 y = 0,9772x+0,0114 R 2 = 0,9774 Gambar 4.10 Hubungan Antara Nilai Konsentrasi Minyak Babi yang Sebenarnya (%) Dibandingkan dengan Nilai Absorbansi FTIR Menggunakan Kalibrasi PLS Pada Daerah 3008 cm -1 dan cm -1 Permodelan kalibrasi PLS juga dilakukan pada enam jenis formulasi krim. Hasil yang didapatkan persamaan linier kalibrasi y = 0,9825x + 0,0101 dengan R² = 0,9826. Korelasi yang dihasilkan dari model ini cukup dekat sebesar 98%. Grafik regresi linier dapat dilihat pada Gambar 4.11 Gambar 4.11 Hubungan Antara Nilai Konsentrasi Minyak Babi yang Sebenarnya (%) Dibandingkan dengan Nilai Absorbansi FTIR dari Formulasi Krim Menggunakan Kalibrasi PLS pada Daerah 3008 cm -1 dan cm -1

56 Batas Deteksi Batas Deteksi adalah jumlah terkecil suatu analit yang dapat dideteksi dengan menggunakan suatu metode khusus. Menurut Vlachos et al (2006), batas deteksi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : LOD = (ylod intercept)/ slope,dimana ylod = intercept + 3sb Dari rumus diatas didapat nilai batas deteksi sebesar 0,11925 v/v atau 11,925 %, artinya metode ini dapat mendeteksi jumlah terkecil analit minyak babi sebesar 11%.

57 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Metode spektroskopi Fourier Transfor Infrared (FTIR) dapat membedakan spektrum minyak babi dalam campuran dengan minyak zaitun pada formulasi krim pelembab wajah secara kualitatif dengan bantuan Principal Component Analysis (PCA) dan secara kuantitatif dengan bantuan Partial Least Square (PLS) dengan batas deteksi 11,92 %. 5.2 Saran 1. Untuk peneliti selanjutnya, disarankan untuk dapat menggunakan formulasi yang lebih komplek agar dapat melihat pola spektrum FTIR-nya. 2. Untuk peneliti selanjutnya, disarankan mendeteksi sampel krim atau kosmetika lain yang terdapat dipasaran yang dicurigai mengandung minyak babi. 42

58 DAFTAR PUSTAKA Almatsier, Sunita, Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta; Gramedia Pustaka Utama American College of Toxicology Final Report on the Safety Assessment of Lard Glyceride, Hydrogenated Lard Glyceride, Lard Glycerides, Hydrogenated Lard Glycerides, Lard, and Hydrogenated Lard. International Journal of Toxicology 20: Ansel, H Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi Ed.IV. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI Press) Belitz, H. D., Grosch, W Food Chemistry. Canada : Spinger Verlag. Buckle, K.A., Edwards, R.A, Fleet, G.H., Wooton, M., Ilmu Pangan. Jakarta: UI-Press. Budavari, S., ed The Merck index: An encyclopedia of chemicals, drugs and biologicals, 10th ed., 847. International Journal of Toxicology, 20(Suppl. 2): Che Man, Y. B., Mirghani, M. E. S Detection of Lard Mixed with Body Fats of Chicken, Lamb, and Cow by Fourier Transform Infrared Spectroscopy. JAOCS, 78, 7. Che Man, Y.B., Rohman, A Analysis of Canola Oil in Virgin Coconut Oil Using FTIR Spectroscopy and Chemometrics. J.Food Pharm.Sci (2013), 5-9. Che Man, Y.B., Rohman, A Analysis of Lard in Cream Cosmetics Formulations Using FT-IR Spectroscopy and Chemometrics. Middle-East Journal of Scientific Research 7 (5): Che Man, Y.B., Rohman, A., Mansor, Y.S.T. (2011). Differentiation of Lard From Other Edible Fats and Oils by means of Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Chemometrics. J Am Oil Chem Sos, 88, Che Man, Y.B., Syahariza, Z.A., Mirghani, M.E.S., Jinap, S., Bakar, J Analysis of potential lard adulteration in chocolate and chocolate products using Fourier transform infrared spectroscopy. Food Chemistry 90: Che Man, Y.B, Syahariza, Z.A., dan Rohman, A. (2011). Discriminant Analysis of Selected Edible Fats and Oils and Those in Biscuit Formulation Using FTIR Spectroscopy. Food Anal Methods, 4, pp Codex Alimentarius Codex Standard For Olive Oil, Virgin And Refined,And For Refined Olive-Pomace Oil. Volume 8. Departemen Kesehatan RI Farmakope Indonesia ed IV. 43

59 44 Departemen Kesehatan RI Formularium Kometika Indonesia. Fessenden, R.J., Fessenden, J.S Dasar-Dasar Kimia Organik. Edisi Ketiga. Jilid kedua. Jakarta : Erlangga. Food and Drug Administration. (2006) Alphabetical List of SCOGS Substances. Gaman, P.M., Sherrington, K.B Ilmu Pangan. Yogyakarta. Gajah Mada University Press. Hans, R.K., Agrawal, N., Verma, K., Misra,R.B., Ray, R.S., Farooq, M Assessment of the phototoxic potential of cosmetic products. Food Chem. Tox., 46: Hopke, P. K Theevolution of chemometrics. Anal. Chim. Acta, 500, Iñón, F.A., Garrigues, J.M., Garrigues, S., Molina, A., Guardia, M Selection Of Calibration Set Samples In Determination Of Olive OilAcidity By Partial Least Squares Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Analytica Chimica Acta 489 (2003) Ketaren, S. (1986). Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia (UI Press). Le i, R J, Sr 1993 H ley e e he i l i ti ry, 12th e, 682 International Journal of Toxicology, 20(Suppl. 2): Lukitaningsih, E., S h, M., Purwanto, Rohman, A Quantitative Analysis of Lard in Cosmetic Lotion Formulation Using FTIR Spectroscopy and Partial Least Square Calibration. J Am Oil Chem Soc, 89,pp Manaf,M.A., Che Man, Y.B., Hamid, N.S.A., Ismail, A.,Abidin, H.Z Analysis Of Adulteration Of Virgin Coconut Oil By Palm Krnel Olein Using Fourier Transform Spectroscopy. Journal of Food Lipids 14: Miller, J. C.,Miller, J. N Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry Fifth Edition. Pearson Education Limited. Great Britain. Mulja, M., Suharman Analisis Instrumental. Airlangga University Press. Surabaya. Mursyidi, A The Role of Chemical Analysis in the Halal Authentication of Food and Pharmaceutical Products. J.Food Pharm.Sci, 1-4. O Brie, Ri h r Fats and Oils Third Edition. USA : CRC Press Taylor & Francis Group. Pare. J.R, Belanger. J. M Instrumental Methods In Food Analysis. Amsterdam : Elsevier science.

60 45 Paye, Marc, Barel, Andre, Maibach, Howard Handbook of Cosmeutical Science and Technology, p Pavia, D., Lapman, G., Kriz, G Introduction to Spectroscopy. USA : Thomson Learning Academic. Poiana1, M.A., Mousdis, G., Alexa, E., Moigradean, D., Negrea1, M., Mateescu, C Application of FT-IR spectroscopy to assess the olive oil adulteration. Journal of Agroalimentary Processes and Technologies 8 (4), pp Rohman, A., Che Man, Y. B Application of Fourier Transform Infrared Spectroscopy for Authentication of Functional Food Oils. Applied Spectroscopy Reviews, 47:1 13. Rohman, A., Cheman, Yaakob B Analysis of Lard in Cream Cosmetics Formulations Using FT-IR Spectroscopy and Chemometrics. Journal of Scientific Research 7 (5): Rohman, A., Che Man, Y. B Analysis of Water Content in Soap Formulation Using Fourier Transform Infrared (FTIR). Journal of Applied Sciences Research, 5(7): Rohman, A., Che Man, Y. B., Ismail, A., Puziah. H FTIR spectroscopy combined with multivariate calibration for analysis of cod liver oil in binary mixture with corn oil. International Food Research Journal 18: Rohman, A., Che Man, Y. B The Optimization of FTIR Spectroscopy Combined With Partial Least Square For Analysis Of Animal Fats In Quartenary Mixtures. IOS Press, Spectroscopy 25, PP Rohman, A., Che Man, Y.B FTIR spectroscopy combined with chemometrics for analysis of lard in the mixtures with body fats of lamb, cow, and chicken. International Food Research Journal, 17, pp Rohman, A., Kuwat, T., Retno, S., Sismindari., Yuny, E., and Tridjoko, W Fourier Transform Infrared Spectroscopy applied for rapid analysis of lard in palm oil. International Food Research Journal, 19 (3), pp Rohman, A., Sunarminingsih, R., Che Man, Y.B The Employment of FTIT Spectroscopy and Chemometrics for Classification and Quantification of Mutton Fat in Cod Liver Oil. American Journal of Food Technology 7 (3): Rowey, R.C., Sheskey, P.J., dan Owen, S.C Handbook of Pharmaceutical Excipients Fifth Edition. London: Pharmaceutical Press. Smaoui, S., Hlima, H.B., Jarraya, R., Kamoun, N.G., Ellouze, R., Damak, M Cosmetic emulsion from virgin olive oil: Formulation and bio-physical evaluation. African Journal of Biotechnology Vol. 11(40), pp

61 46 Vlachos, N., Skopelitis, Y., Psaroudaki, M., Konstantinidou, V., Chatzilazarou, A., Tegou, E Applications of Fourier transform-infrared spectroscopy to edible oils. Analytica Chimica Acta, pp , Wenninger, J. A., G. N. McEwen, Jr., eds International cosmetic ingredient dictionary and handbook, 7th ed., , 721.International Journal of Toxicology, 20(Suppl. 2):57 64 Winarno, F.G., Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama

62 47 Lampiran 1. Gambar Tempat Pemotongan Hewan, Kapuk Jakarta Bara Lampiran 2 Gambar campuran minyak babi dan minyak zaitun untuk kalibrasi Lampiran 3 Gambar campuran minyak babi dan minyak zaitun hasil ekstraksi krim pelembab wajah

63 48 Lampiran 4. Gambar alat yang digunakan dalam penelitian Gambar 1. Oven gambar 2. Alat Sentrifugasi Gambar 3 Rotary Evaporator gambar 4. Spektroskopi FTIR Perkin Elmer