METODE CEPAT PENENTUAN SIMULTAN KADAR KAFEIN, VITAMIN B 2 DAN B 6 DALAM MINUMAN BERENERGI DENGAN TEKNIK ZERO- CROSSING MIRANTI SAFITRI

Transkripsi

1 METODE CEPAT PENENTUAN SIMULTAN KADAR KAFEIN, VITAMIN B 2 DAN B 6 DALAM MINUMAN BERENERGI DENGAN TEKNIK ZERO- CROSSING MIRANTI SAFITRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

2 ABSTRAK MIRANTI SAFITRI. Metode Cepat Penentuan Simultan Kadar Kafein, Vitamin B 2 dan B 6 dalam Minuman Berenergi dengan Teknik Zero-crossing. Dibimbing oleh ELLY SURADIKUSUMAH dan MOHAMAD RAFI. Kafein, vitamin B 2 dan B 6 merupakan senyawa organik yang banyak terdapat pada berbagai macam formula si obat, makanan, dan minuman. Spektrofotometri derivatif ultraviolet (SDUV) dengan teknik zero-crossing telah dikembangkan untuk analisis simultan kadar senyawa-senyawa tersebut dalam minuman berenergi karena cepat, mudah, dan tidak memerlukan pemisahan terlebih dahulu. Spektrum serapan standar dan sampel diukur menggunakan spektrofotometer Shimadzu 1700 PC dengan piranti lunak UV-Probe versi Hasil penentuan kadar kemudian dibandingkan dengan metode kromatografi cair kinerja tinggi secara statistik menggunakan uji-f dan uji-t. Kondisi terbaik untuk pengukuran simultan kafein, B 2, dan B 6 adalah pada orde turunan ketiga dengan nilai?? 8 dengan panjang gelombang pengukuran kafein, vitamin B 2 dan B 6 masing-masing 267.2, 245, dan 316 nm. Kondisi tersebut dilakukan dengan kecepatan penyapuan sedang dan faktor skala Kadar kafein, vitamin B 2 dan B 6 berturut-turut sebesar , , dan mg dalam satu kemasan minuman berenergi. Analisis statistika yang dilakukan dengan uji-f dan uji-t menunjukkan metode SDUV dengan teknik zero-crossing dapat digunakan untuk analisis simultan kafein dan vitamin B 6, tapi tidak dapat digunakan untuk pengukuran simultan kadar kafein, vitamin B 2 dan B 6 dalam minuman berenergi. ABSTRACT MIRANTI SAFITRI. Rapid Method For The Simultaneous Determination of Caffeine, B 2 and B 6 -Vitamins by Zero-Crossing Technique. Supervised by ELLY SURADIKUSUMAH and MOHAMAD RAFI. Caffeine, B 2 and B 6 -vitamins are organic compound widely used in several formulation of drugs, foods, and drinks. Ultraviolet derivative spectrophotometry with zero-crossing technique has been developed for the determination of caffeine, B 2 and B 6 in energy drinks because it is fast and simple method without any pre-separation. The absorbance of standard and sample was measured with Shimadzu 1700 PC spectrophotometer and analysed by UV-Probe version 2.21 software. The result of determination was compared statistically with HPLC method using F-test and t-test. The result showed that the best condition for measurement was in third derivative order with λ 8. The wavelength for measurement of caffeine, B 2 and B 6 -vitamins were nm, 245 nm and 316 nm.. The condition was performed with medium scan speed and 1000 scale factor. The result showed the content of caffeine, B 2 and B 6 -vitamins were mg, mg and mg, respectively. Result from F-test and t-test showed that ultraviolet derivative spectrophotometry with zero-crossing technique can be used for the simultaneous determination of caffeine and vitamin B 6, but cannot be used for simultaneous determination of caffeine, B 2 and B 6 -vitamins in energy drink.

3 METODE CEPAT PENENTUAN SIMULTAN KADAR KAFEIN, VITAMIN B 2 DAN B 6 DALAM MINUMAN BERENERGI DENGAN TEKNIK ZERO- CROSSING MIRANTI SAFITRI Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007

4 Judul : Metode Cepat Penentuan Simultan Kadar Kafein, Vitamin B 2 dan B 6 dalam Minuman Berenergi dengan Teknik Zero-Crossing Nama : Miranti safitri NIM : G Menyetujui: Pembimbing I, Pembimbing II, Ir. Elly Suradikusumah, M.S. NIP Mohamad Rafi, S.Si. NIP Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuann Alam Institut Pertanian Bogor Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S. NIP Tanggal lulus :

5 PRAKATA Berjuta syukur tercurahkan kepada Sang Maha Pengasih dan Penyayang, Allah SWT atas limpahan karunia-nya yang tak berbatas sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul Metode cepat penentuan simultan kadar kafein, vitamin B 2 dan B 6 dalam minuman berenergi dengan teknik zero-crossing. Karya ini disusun berdasarkan hasil penelitian dari bulan Juni 2006-Februari 2007 di Laboratorium Kimia Analitik dan Laboratorium Bersama Departemen Kimia FMIPA IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir Elly Suradikusumah MS, dan Mohamad Rafi S.Si atas limpahan ilmu, bimbingan, dan motivasi selama melakukan penelitian. PT Bintang Toedjoe (Ibu Yumi, Bapak Hardi, Mbak Tini, dan Bapak Pramas) atas bantuannya untuk penyediaan standar, sampel minuman berenergi, serta analisis dengan metode KCKT. Bapak Rudi Heryanto M.Si atas bantuan jurnal-jurnalnya. Om Eman, Ibu Nung, Pak Kosasih, Pak Ridwan, Om Dede, Pak Manta, Kak Zulhan, dan Mbak Wulan serta staf Laboratorim Kimia Analitik atas bantuan dan motivasinya. Mbak Rahma dan Kak Zaim atas kemudahan dan bantuan yang telah diberikan. Terima kasih juga tercurah kepada rekan-rekan seperjuangan, Henny, Diaz, Yudi PH, Ari, Mirah, Nita, dan Analitik 39 atas bantuan, motivasi, dan tawanya. Terima kasih juga terucap untuk Bapak, Mamah, Asha, Hilman dan semua keluarga atas dorongan semangat, tuturan do a, serta kasih tak terhingga. Teman-teman ex-apipb, Ucriet, Mbak Nobie, Naoki, Uchie, Mbak Pinky, Bunda Eni, Mbak Gadi, rekan-rekan Kimia 39, dan untuk semua orang yang tidak bisa disebut namanya satu persatu. Sebaik-baik manusia adalah yang paling banyak memberikan manfaat kepada orang-orang di sekelilingnya. Semoga karya ini bermanfaat. Bogor, April 2007 Miranti Safitri

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Cianjur pada tanggal 23 Juni 1985 dari ayah Ade Hamidin dan ibu Yayah Rohayati. Penulis merupakan putri kedua dari empat bersaudara. Tahun 2002 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Cianjur dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar I alih tahun ajaran 2004/2005, Spektroskopi D3 tahun ajaran 2004/2005, Kimia Analitik untuk program studi teknologi Pangan, Budidaya Pertanian dan Biokimia tahun ajaran 2005/2006, Kimia TPB alih tahun ajaran 2006/2007 dan semester ganjil 2006/2007, Kromatografi I dan II D3 tahun ajaran 2006/2007, Kimia Analitik Dasar D3 tahun ajaran 2006/2007, Spektroskopi II tahun ajaran 2006/2007, dan Kimia Lingkungan D3 tahun ajaran 2006/2007. Selain itu, penulis juga pernah aktif di Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika) sebagai staf Departemen Kewirausahaan (2002/2003), staf Departemen Keilmuan (203/2004), Sekretaris Umum (2005/2006), dan Dewan Pengawas (2006/2007). Penulis melaksanakan praktik lapang di PT Hexpharm Jaya, Cipanas dan saat ini aktif sebagai staf pengajar Bimbingan Tes Alumni (BTA), Bogor.

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL...viii DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR LAMPIRAN... ix PENDAHULUAN...1 TINJAUAN PUSTAKA Kafein...1 Vitamin B 2 (Riboflavin)...2 Vitamin B 6 (Piridoksin)...2 Spektrofotometri Derivatif Ultra Violet (SDUV)...2 Teknik Zero-Crossing...3 Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)...3 Evaluasi Parameter Analitik...4 BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat...4 Metode Penelitian...5 HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Kondisi Optimum...6 Evaluasi Parameter Analitik SDUV...9 Perbandingan Metode SDUV dengan Metode KCKT SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 15

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 Kondisi optimum kuantifikasi kafein, vitamin B 2 dan B Persamaan linear kurva standar kafein, vitamin B 2 dan B Hasil uji linearitas, presisi, LD, dan LK kafein, vitamin B 2 dan B 6 sampel minuman berenergi Data perolehan kembali pada uji akurasi Hasil uji-f dan uji-t dari metode SDUV dan metode KCKT DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur kafein (a), riboflavin (b), dan piridoksin (c) Spektrum turunan pita serapan Gaussian Spektrum serapan standar kafein, vitamin B 2 dan B 6 12,5 µgml -1 (a), dan Spektrum serapan standar kafein 12,5 µg ml -1, vitamin B 2 dan B 6 1,25 µg ml -1 serta spektrum serapan sampel (b) Tumpang tindih spektrum orde 0 (a), turunan pertama (b), turunan kedua (c), dan turunan ketiga (d) standar kafein, vitamin B 2 dan B 6 dengan kecepatan penyapuan lambat, sedang, dan cepat Spektrum kafein, vitamin B 2, dan B 6 turunan ketiga?? 8 (a), turunan ketiga?? 16 (b), dan turunan keempat?? 16 (c) Spektrum turunan ketiga?? 8 (a),?? 16 (b), dan turunan keempat?? 16 (c), deret standar kafein 2,5-15 µg ml -1, serta standar vitamin B 2 dan B µg ml

9 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Bagan alir penelitian Spektrum deret standar kafein, vitamin B 2 dan B 6 pada berbagai orde turunan dan?? Pengukuran linearitas, limit deteksi dan limit kuantitasi Hasil pengukuran kadar kafein, B2 dan B6 dengan metode SDUV Hasil uji akurasi Kromatogram hasil KCKT PT Bintang Toedjoe Hasil pengukuran kadar kafein, vitamin B 2 dan B 6 dengan metode KCKT Hasil uji-f dan uji-t Komposisi sampel minuman berenergi... 30

10 PENDAHULUAN Kafein, vitamin B 2 dan B 6 merupakan senyawa organik yang banyak terdapat pada berbagai macam formulasi obat, makanan, dan minuman. Salah satu contohnya adalah minuman berenergi. Kafein memiliki efek farmakologis yang sangat bermanfaat secara klinis, dan umumnya digunakan dalam sediaan farmasi untuk menstimulasi susunan syaraf pusat dan otot jantung, serta relaksasi otot polos terutama otot polos bronkus. Kafein digunakan untuk mengobati migren, sakit kepala, dan sebagai stimulan pembentukan energi dalam minuman berenergi (Nurachman 2004). Vitamin B 2 dan B 6 pada dasarnya memiliki fungsi yang tidak jauh berbeda, kedua senyawa ini berperan penting dalam metabolisme pembentukan energi yang diperlukan sel-sel otak, sehingga kedua vitamin ini ditambahkan dalam minuman berenergi untuk menambah khasiatnya. Pemberian kafein secara berlebihan dapat menyebabkan gugup, gelisah, tremor, insomnia, hiperestesia, mual, dan kejang. Pemberian vitamin B 2 yang berlebihan sejauh ini tidak menimbulkan efek yang berbahaya, tapi konsumsi vitamin B 6 yang berlebihan dapat menyebabkan kerusakan syaraf pada tangan dan kaki (Office of Dietary Supplements 2006), karena itulah kadar kafein, vitamin B 2 dan B 6 dalam minuman berenergi perlu ditentukan agar tidak menimbulkan efek yang merugikan. Banyak metode telah dikembangkan untuk penentuan kadar kafein, yaitu metode titrimetri (British Pharmacopeia 1993), spektrofotometri (AOAC 1999), dan kromatografi cair kinerja tinggi (USP 1996), sedangkan metode yang dikembangkan untuk penentuan kadar vitamin B 2 dan B 6 diantaranya adalah metode fluorometri, titrimetri, dan spektrofotometri (Deuttsch 1984, diacu dalam Siong & Swan-Choo 1996), serta kromatografi cair kinerja tinggi (Siong & Swan-Choo 1996, Moreno & Salvado 2000, Heudi et al. 2005). Metode titrimetri dan fluorometri memerlukan sampel dan pereaksi kimia dalam jumlah banyak, waktu analisis yang lama, dan perlu adanya preparasi sampel terlebih dahulu. Metode kromatografi memerlukan peralatan yang mahal dan keahlian khusus untuk penggunaannya. Metode spektrofotometri konvensional adalah metode yang mudah dan cepat untuk analisis berbagai senyawa, tetapi metode ini tidak bisa digunakan untuk sampel dengan matriks yang kompleks. Spektrofotometri derivatif ultraviolet (SDUV) dengan teknik zero-crossing merupakan pengembangan dari teknik spektrofotometri konvensional. Teknik ini memiliki kelebihan seperti dapat memilih puncak yang tajam di antara spektrum yang lebar, meningkatkan resolusi dari spektrum yang tumpang tindih, serta dapat menghilangkan gangguan background pada spektrum (Popovic et al. 2000; O Haver 1979). Selain itu, teknik ini juga memberikan beberapa keuntungan seperti menghemat waktu dan biaya, karena penentuan zat dalam contoh dapat dilakukan secara sederhana, cepat, dan dapat digunakan untuk analisis simultan multikomponen. Alpdogan et al. (2002) telah menggunakan SDUV untuk menentukan kadar kafein dalam minuman cola, teh, dan kopi. Saprudin et al. (2006) menggunakan metode serupa dalam contoh minuman berenergi. SDUV menggunakan teknik zero -crossing juga telah digunakan dalam penentuan simultan vitamin B 1, B 6, dan B 12 dalam tablet (Ozgur & Koyuncu 2002a), serta quinoline yellow dan sunset yellow (Ozgur & Koyuncu 2002b). Banyaknya keuntungan dari metode SDUV serta telah dikembangkannya metode ini untuk analisis simultan berbagai senyawa, melandasi pengembangan metode yang sama untuk analisis simultan kafein, vitamin B 2 dan B 6 dalam minuman berenergi. Penelitian ini bertujuan menentukan kadar kafein, vitamin B 2 dan B 6 secara simultan menggunakan SDUV dengan teknik zero-crossing, serta melakukan evaluasi parameter analitik dari SDUV untuk melihat keakuratan dan ketelitiannya. TINJAUAN PUSTAKA Kafein Kafein atau 1,3,7-trimetilxantin (Gambar 1a) merupakan senyawa golongan alkaloid purin (Hesse 2002) dengan rumus molekul C 8 H 10 N 4 O 2. Kafein hasil isolasi maupun sintesis dapat berbentuk anhidrat atau hidrat yang mengandung satu molekul air. Senyawa ini mempunyai sifat fisik berupa serbuk putih atau bentuk jarum mengkilat putih, biasanya menggumpal, tidak berbau, dan berasa pahit seperti alkaloid pada umumnya. Kafein sukar larut dalam eter, agak sukar larut dalam air dan etanol, serta mudah larut dalam kloroform (Depkes RI 1995).