Pengaruh Perlakuan terhadap Kadar Residu Pestisida Metidation pada Tomat Sudana Atmawidjaja*, Daryono Hadi Tj*, Rud Sudana Atmawidjaja*, Daryono Hadi Tjahjono, Rudiyanto Unit Bidang Ilmu Farmasi Analisis, Departemen Farmasi FMIPA, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesa 10 Bandung 40132 (Diterima 26 Februari 2004; disetujui 18 Juni 2004) Abstrak Telah ditentukan kadar residu metidation dalam tomat yang diperlakukan dengan berbagai cara seperti perebusan, pencucian menggunakan air suling dan detergen. Penentuan residu dilakukan dengan cara kromatografi gas dilengkapi detektor fotometri nyala, kolom OV-17 pada suhu 220 o C, laju alir gas pembawa nitrogen 35 ml/menit, suhu injektor dan detektor 230 o C. Pada kondisi tersebut diperoleh waktu retensi metidation rata-rata 8,45 menit. Buah tomat yang telah diperlakukan tersebut, diekstraksi dengan etilasetat. Nilai perolehan kembali residu metidation rata-rata adalah 93,5% dengan koefisien variasi 3,3%. Sampel tomat yang telah mengalami perlakuan menunjukkan kadar residu pestisida yang lebih rendah. Sampel tomat yang diambil secara acak di pasar Lembang Kabupaten Bandung mengandung residu metidation yang tidak melewati batas maksimum residu pestisida. Kata kunci : residu pestisida, metidation, tomat, kromatografi gas. Abstract Metidation pesticide residue in treated tomatoes had been determined by gas chromatography using OV-17 column at 220 o C, flame photometric detector, nitrogen carrier gas with a flow rate of 35 ml/minute, injector and detector temperature of 230 o C. This conditions yielded metidation retention time of 8.45 minutes. The tomatoes were treated by boiling in water, washing with distilled water, or with detergent. The treated tomatoes were extracted with ethyl acetate. The average recovery of metidation pesticide residue was 93.5% with a coefficient of variation of 3.3%. Tomato samples randomly obtained from a market in Lembang Bandung contained metidation residues not exceeding the maximum residues limit for pesticides. Key words : pesticide residue, metidation, tomato, gas chromatography Pendahuluan Untuk memenuhi kebutuhan makanan penduduk yang meningkat dari waktu ke waktu terutama di negara berkembang, upaya produksi pangan sering menghadapi kendala serangan hama yang menyebabkan gagal panen atau minimal hasil panen berkurang. Salah satu cara yang terbukti meningkatkan produksi hasil tanaman pangan adalah penggunaan pestisida, namum di sisi lain karena pestisida adalah bahan kimia beracun, pemakaian pestisida berlebihan dapat menjadi sumber 72 - Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004
pencemar bagi bahan pangan, air dan lingkungan hidup. Residu sejumlah bahan kimia yang ditinggalkan melalui berbagai siklus, langsung atau tidak langsung, dapat sampai ke manusia, terhirup melalui pernafasan, dan masuk ke saluran pencernaan bersama makanan dan air minum [1-3]. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh data mengenai penurunan kadar residu pestisida metidation dalam sampel tomat setelah mengalami penanganan tertentu yang diukur secara kromatografi gas. Metode ini terpilih karena memberikan beberapa keuntungan di antaranya; memungkinkan analisis sekaligus berbagai pestisida yang mungkin terdapat dalam suatu sampel yang diuji. Metode ini dengan detektor yang spesifik dapat diterapkan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif pestisida yang kadarnya rendah (tingkat ng atau pg), sehingga memungkinkan analisis residu pada tingkat kandungan bpj (bagian per juta) atau bpm (bagian per milyar) [1,4,10]. Teknik pengerjaannya relatif mudah dibandingkan dengan teknik analisis yang lain [5]. Kandungan residu pestisida yang terdapat dalam sampel dapat dicocokkan dengan data ADI (acceptable daily intake) untuk mengetahui aman tidaknya pengkonsumsian suatu sampel [2,3]. Percobaan Bahan Sampel tomat yang telah disemprot larutan pestisida 2 dan 6 hari sebelum dipanen, tomat tanpa disemprot, tomat disemprot pestisida kemudian dicuci dengan air suling dan detergen larutan pencuci sayuran, tomat disemprot pestisida kemudian direbus, dan jus tomat dari Lembang dan dari suatu kantin, tomat tidak diketahui riwayatnya dari Lembang, dan saus tomat, etil asetat, natrium sulfat anhidrat, baku pestisida metidation (99,30 %) (diperoleh dari Komisi Pestisida), air. Alat Alat pencincang, penyaring vakum, alat penguap putar, alat ekstraksi khusus, corong pisah, alat kromatografi gas (G-5000 A Hitachi) dilengkapi dengan detektor fotometri nyala dan alat perekam kromatogram, generator hidrogen Whatman 25-32, pompa udara, kolom OV-17 panjang 1,2 m dan diameter 3 mm, alat gelas umum yang biasa dipakai di laboratorium analisis, timbangan analitik listrik, pemanas dan blender. Prosedur : 1. Perlakuan tomat praekstraksi Sampel dibagi dalam beberapa kelompok berdasarkan cara perlakuan yang berbeda, yaitu tomat yang telah disemprot larutan pestisida 2 dan 6 hari sebelumnya, tomat yang disemprot pestisida dicuci dengan air suling, sampel tomat yang disemprot pestisida direbus hingga mendidih selama 30 menit, sampel jus tomat Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004-73
dari pasar Lembang, sampel jus tomat dari suatu kantin, sampel tomat yang disemprot pestisida dicuci dengan larutan detergen pencuci sayuran dan sampel tomat yang tidak disemprot pestisida. 2. Ekstraksi Sejumlah 300 g tomat dari hasil perlakuan pra ekstraksi dicincang lalu ditimbang sebanyak 25 g, ditambah 25 g natrium sulfat anhidrat dan 50 ml etilasetat, kemudian diekstraksi selama 10 menit dengan alat ekstraksi khusus. Ekstrak disaring dengan penyaring vakum, ampas diekstraksi kembali dengan 25 ml etilasetat selama 10 menit, kemudian disaring kembali dengan penyaring vakum, filtrat kedua dicampur dengan filtrat pertama. Hasil kedua campuran kemudian dipekatkan dengan rotavapor pada suhu 35 o C hingga menghasilkan ekstrak pekat sebanyak 1-3 ml [5, 8]. 3. Penentuan kondisi optimum sistem kromatografi gas Sistem KG dengan detektor fotometri nyala menggunakan filter fosfor kolom OV- 17 suhu 220 o C, fase gerak gas nitrogen dengan kecepa-tan aliran 35 ml/ menit, suhu detektor dan injektor 230 o C, tekanan nitrogen, oksigen, hidrogen berturutturut 20, 250, 75 kpa dan FPD amplifier1000 [7,8,9]. 4. Penentuan kecermatan dan keseksamaan Kecermatan diukur dengan cara spike recovery sampel. Untuk penentuan kecermatan dibuat larutan baku metidation dengan konsentrasi 1 ; 2,5; 5 bpj dalam etilasetat. Kemudian 25 g sampel tomat yang telah dicincang halus di spike dengan larutan baku metidation tersebut, lalu diekstraksi sesuai dengan prosedur ekstraksi, lalu disuntikkan pada kromatografi gas dan perolehan kembali dari sampel terhadap kadar larutan baku yang ditambahkan dapat dihitung menurut persamaan berikut ini : % PK = (Xr/Xa) 100 % dengan Xr adalah kadar yang diperoleh dari hasil pengukuran ekstrak sampel dan Xa adalah kadar sebenarnya larutan baku yang ditambahkan. Keseksamaan metode ditentukan dengan memperhitungkan harga koefisien variasi uji perolehan kembali. Keseksamaan sistem dilakukan dengan cara pengukuran larutan baku pembanding dengan kadar 1 bpj sebanyak 6 kali pengukuran, kemudian dihitung simpangan baku dari simpangan baku relative menurut persamaan berikut ini : SBR = (SB/X) 100% Dengan SBR adalah harga simpangan baku relatif, X adalah nilai rata-rata dari hasil analisis dan SB adalah harga simpangan baku [4,8]. 74 - Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004
5. Pembuatan kurva kalibrasi Pembuatan kurva kalibrasi dari larutan baku pembanding metidation dengan kadar 0,1 ; 0,5 ; 1 ; 5 ; 10 bpj di dalam pelarut etilasetat, jumlah penyuntikan adalah 2 µl kemudian dibuat kurva kalibrasi (persamaan garis antara area kromatogram terhadap kadar) [8]. 6. Penentuan linearitas, batas deteksi, kuantisasi dan determinasi Linearitas dari metode diperoleh dengan menghitung koefisien korelasi (r) dari persamaan garis yang diperoleh dari pembuatan kurva kalibrasi dan harga r yang menunjukan linearitas metode yang masih dapat digunakan adalah r > 0,99. Batas deteksi (BD) dan batas kuantisasi (BK) dapat dihitung menurut Milles dan Miller Batas determinasi metode pada analisis residu pestisida adalah batas nilai terkecil dari residu pestisida dalam sampel yang dapat diukur dengan metode analisis residu pestisida [4, 8]. 7. Penetapan kadar residu pestisida metidation Sebanyak 1-2 µl ekstrak disuntikkan pada KG, yang sebelumnya telah diatur pada kondisi optimum pengukuran kadar residu pestisida. Detektor yang digunakan fotometri nyala dengan filter fosfor, diatur pada penguatan 1000 x. Sebelum ekstrak sampel disuntikkan pada injektor KG, tekanan gas hidrogen pada generator harus stabil pada 1,5 bar, kolom harus dipanaskan pada suhu 220 o C. Selanjutnya penentuan kuantitatif dilakukan dengan membandingkan area kromatogram antara larutan baku dan sampel dengan persamaan : R = (Au/Ab) [(Cb Vb)Vu] (Ve/Wu) Dengan R kadar residu pastisida (mg/kg), Au area kromatogram sampel, Ab area kromatogram standar/baku, Cb konsentrasi standar (bpj),vb volume larutan standar yang disuntikan (µl),vu volume larutan sampel yang disuntikkan (µl), Ve volume ekstrak sampel (ml) dan Wu berat sampel (g) [1, 5]. 8. Penetapan kadar residu pestisida metidation dalam tomat Dilakukan uji terhadap 10 macam ekstrak sampel tanaman tomat. Sampel yang digunakan dibagi menjadi beberapa perlakuan yang berbeda yaitu ; sampel tomat yang telah disemprot 2 dan 6 hari sebelumnya, sampel tomat yang disemprot pestisida dengan pencucian air suling, sampel tomat yang disemprot pestisida dengan direbus hingga mendidih selama 30 menit, sampel jus tomat dari pasar Lembang, sampel jus tomat dari Kokesma, sampel tomat yang disemprot pestisida dicuci dengan detergen larutan pencuci sayuran dan sampel tomat tanpa disemprot pesti- Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004-75
sida. Ekstrak sampel tomat yang dibuat, langsung disuntikkan ke dalam KG sebanyak 2 µl secara kuantitatif. Hasil dan pembahasan Pada analisis residu pestisida dengan metode kromatografi gas langkah yang pertama dilakukan adalah mencari kondisi optimum dan kesesuian sistem kromatografi gas yang akan digunakan agar sistem dapat memisahkan residu pestisida metidation dalam tomat dengan baik. Sistem kromatografi gas seperti pada tabel 1 dapat memisahkan pestisida dengan baik.. Tabel 1 : Kondisi optimal sistem kromatografi gas dalam pemisahan Parameter Kolom Fase gerak Laju alir gas pembawa Suhu kolom Suhu detektor Suhu injektor Tekanan Nitrogen Tekanan Hidrogen Tekanan Oksigen FPD Amplifier Kondisi optimal OV-17 Gas nitrogen 35 ml/menit 220 o C 230 o C 230 o C 20 kpa 75 kpa 250 kpa 1000 Kromatograf gas yang dilengkapi dengan kolom kemas OV-17 yang mengandung fase diam poli(fenilmetil)siloksan(50% fenil) yang bersifat semipolar dapat memisahkan dengan baik pestisida organofosfat yang diuji. Ekstraksi pestisida dari sampel dilakukan dengan etil asetat dengan penambahan natrium sulfat anhidrat. Suhu kolom yang digunakan 220 o C dan suhu injektor dan detektor 230 o C. Suhu detektor lebih tinggi dibandingkan dengan suhu kolom sehingga komponen yang dianalisis dapat terdorong keluar dari kolom menuju detektor, badan detektor diprogram suhunya 160 o C, untuk mengeliminasi terjadinya embun yang dapat menggangu kestabilan nyala api dari detektor. Detektor fotometri nyala yang dilengkapi dengan filter P hanya mendeteksi senyawa yang mengandung fosfor, menjadikan detektor ini sangat tepat digunakan dalam analisis pestisida golongan organofosfat, tanpa terganggu oleh adanya pengotor di dalam matriks sampel. Sebelum detektor dinyalakan, laju aliran gas pembawa N 2 diukur dengan flowmeter dengan mengatur knob column head pressure karena laju aliran gas pembawa nitrogen sangat berpengaruh terhadap waktu retensi. Laju aliran gas pembawa nitrogen dalam sistem KG yang digunakan sekitar 35 ml/menit. Setelah itu, tekanan gas N 2, O 2,H 2 diatur sehingga komposisi ke 3 gas tersebut menghasilkan nyala detektor FPD yang sem- 76 - Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004
purna. Tekanan kurang atau lebih gas tersebut berpengaruh terhadap nyala api detektor yaitu nyala api yang terlalu besar atau terlalu kecil. 140000 120000 Area kromatogram (mv) 100000 80000 60000 40000 20000 y = 11858x + 1040,6 r = 0,999 0 0 2 4 6 8 10 12 Konsentrasi (bpj ) Gambar 1 : Kurva kalibrasi metidation dengan volume penyuntikan 2 µl Berdasarkan kurva kalibrasi dari larutan pembanding metidation diperoleh persamaan y = 11858 x + 1040,6 dari persamaan garis dapat diperoleh koefisien korelasi (r) 0,999 yang menunjukkan kelinieran dari respons detektor sangat baik. Batas deteksi dan kuantisasi dari hasil penelitian ini diperoleh 0,106 µg/ml dan 0,354 µg/ml. Nilai ini tidak terlampau jauh dari batas maksimum residu metidation pada tomat yaitu 0,1 mg/kg. sedangkan batas determinasi yang diperoleh dari penelitian ini jauh di bawah batas maksimum residu (BMR) untuk sampel tomat, hal ini menunjukkan bahwa metode ini dapat digunakan untuk menganilisis apakah kadar residu pestisida yang ada dalam sampel tomat melewati batas maksimum residu metidation. Adapun pertimbangan senyawa metidation yang dianalisis pada penelitian ini adalah karena pestisida ini termasuk jenis pestisida yang sering digunakan oleh petani dikombinasikan dengan pestisida yang lain, dimana metidation mempunyai BMR yang relatif kecil sehingga kemungkinan terjadinya toksisitas relatif tinggi Kecermatan metode ini dapat dilihat dari harga persen perolehan kembali residu metidation dalam matriks sampel tomat. Prasyarat metode ini memiliki kecermatan yang baik apabila persen perolehan kembali berada pada rentang 80%-110%. Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004-77
Hasil percobaan menunjukkan bahwa persen perolehan kembali residu metidation dalam matriks tomat sebesar 93,49%. Penentuan keseksamaan terbagi dalam keseksamaan metode dan sistem. Keseksamaan sistem ditunjukkan untuk mengetahui kinerja alat pada kondisi pengukuran yang ditetapkan dari koefisien variasi hasil pengukuran larutan baku standar konsentrasi 1 bpj. Menurut Horwitz (4), koefisien variasi yang memunuhi syarat adalah apabila kurang dari 16%. Diperoleh hasil KV untuk area kromatogram 8,57% dan untuk waktu retensi yang dihasilkan 1,49%. Dengan demikian sistem yang digunakan seksama. Penentuan keseksamaan metode ditetapkan dari hasil koefisien variasi perolehan kembali. Kriteria keseksamaan metode yang memenuhi syarat adalah apabila nilai koefisien variasinya kurang dari 5%. Hasil percobaan menunjukkan bahwa nilai koefisien variasi yang diperoleh adalah 3,82% Dari hasil data tersebut menunjukkan bahwa metode yang dipakai memenuhi syarat keseksamaan metode. Setelah validasi metode dilakukan, langkah berikutnya adalah menganalisis dan menghitung pengurangan residu pestisida dari ekstrak sampel tomat 2 hari setelah penyemprotan dengan ekstrak sampel tomat yang diberi perlakuan (seperti dicuci detergen pencuci sayuran dan direbus). Perlakuan sampel tomat dengan proses perebusan dan pencucian merupakan representatasi perlakuan yang sering dilakukan oleh masyarakat. Gambar 2 : Kromatogram ekstrak dari sampel tomat tanpa peptisida metidation (volume penyuntikkan 2 µl) 78 - Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004
Gambar 3 : Kromatogram ekstrak sampel tomat 2 hari setelah penyemprotan mengandung residu 0,86 mg/kg (volume penyuntikkan 2 µl) Gambar 4 : Kromatogram ekstrak sampel tomat 6 hari setelah penyemprotan mengandung residu 0,11 mg/kg (volume penyuntikkan 2 µl) Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004-79
Gambar 5 : Kromatogram ekstrak dari sampel tomat yang dicuci air suling mengandung residu 0,86 mg/kg (volume penyuntikan 2 µl) Tabel 2 : Data hasil pengujian akurasi metode penentuan kadar metidation dan tomat Konsentrasi teoritis (µg/g) 1 1 1 2,5 2,5 2,5 5 5 5 Konsentrasi hasil penetapan (µg/g) 0,94 0,98 0,94 2,25 2,19 2,26 4,87 4,85 4,62 Persen perolehan kembali (%) 94,41 98,01 94,18 90,08 87,92 90,30 97,28 96,93 92,37 80 - Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004
Tabel 3 : Data penentuan keseksamaan sistem penyuntikan 2 µl (metidation 1 bpj) Penyuntikan 1 2 3 4 5 6 Waktu Retensi (menit) 8,430 8,443 8,453 8,460 8,470 8,473 Area kromatogram metidation (mv) 139263 144565 118175 138920 151725 123422 Hasil pengujian dari ekstrak sampel tomat tersebut di atas menunjukkan adanya pengurangan residu pestisida. Pengurangan atau degradasi residu pestisida dapat disebabkan oleh beberapa faktor antara lain (1) Penguapan, sebagian pestisida akan berkurang karena menguap dari permukaan tanaman [2] Perlakuan mekanis dan fisis, pestisida berkurang karena terlarut akibat pencucian. [3] Kimiawi, mengalami penurunan/degradasi disebabkan oleh peristiwa kimia (pencucian dengan detergen). Sedangkan hasil pengujian ekstrak sampel tomat yang diambil secara acak di pasar Lembang menunjukkan bahwa ekstrak dari sampel tomat mengandung metidation. Hasil pengujian produk-produk dari buah tomat sepeti jus dan saus menunjukkan ekstrak dari sampel produk tomat tersebut tidak terdeteksi mengandung metidation. Tabel 4 : Data hasil uji sampel tomat Kadar residu metidation Perlakuan sampel (mg/kg) Tomat tanpa penyemprotan pestisida metidation td Tomat 2 hari setelah penyemprotan ( Tomat A ) 0,86 Tomat 6 hari setelah penyemprotan 0,11 Tomat A yang dicuci dengan air suling 0,08 Tomat A yang dicuci dengan detergen 0,07 Tomat A yang diiris kemudian direbus td Tomat A tanpa diiris (utuh) kemudian direbus 0,15 Sampel tomat dari pasar Lembang 0,09 Sampel jus tomat dari Lembang td Sampel jus tomat dari Kokesma td Sampel saus tomat td Keterangan : td = tidak terdeteksi Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004-81
Kesimpulan Terdapat pengurangan kadar residu metidation pada buah tomat setelah perlakuan. Kandungan residu pestisida awal (tomat 2 hari setelah penyemprotan) 0,86 mg/kg setelah dicuci dengan detergen pencuci sayuran menjadi 0,07 mg/kg (penurunan 92 %), dengan air suling menjadi 0,08 mg/kg (penurunan 91 %), sedang dengan direbus menjadi 0,15 mg/kg (penurunan 83 %) Hasil pengujian juga menunjukkan bahwa residu metidation berkurang sesuai dengan fungsi waktu. Sedangkan kadar residu pestisida yang diperoleh dari sampel tomat dari pasar Lembang adalah 0,09 mg/kg. Daftar pustaka 1. Atmawidjaja, S., Satiadarma K., Kisman S., Firman K. dan Ibrahim S., 1983, Pemeriksaan Residu Pestisida dalam Bahan Makanan dan Komponen Lingkungan, Laporan Penelitian No. 6064282, Ditjen Dikti, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta, 1-11, 21-22, 25-31. 2. Harthley, G.S. and West, T.F.,1969, Chemical for Pest Control, 1 st ed., Pergamon Press, Oxford, 26-33. 3 Komisi Pestisida, 2000, Pestisida untuk Pertanian dan Kehutanan, Departemen Pertanian RI, Jakarta, 202-218. 4. Mc Nair, H.M., Bonelli E.J., 1988, Dasar Kromatrografi Gas, terjemahan Padmawinata K., Penerbit ITB, Bandung, 1-44. 5. Skoog, D.A., Holler F.J. and Nieman T.A., 1998, Principles of Instrumental Analysis, 4 th ed., Harcourt Barce College, Orlando, 701-722 6. Ditjen Tanaman Pangan dan Hortikultura Departemen Pertanian RI, 1997, Keputusan Bersama Menteri Kesehatan dan Menteri Pertanian Tentang Batas Maksimum Residu Pestisida pada Hasil Pertanian, Departemen Pertanian RI, Jakarta, 60-90 7. Horwitz, W., Evaluation of Analytical Methods Used for Regulation of Foods and Drugs, Anal. Chem., 54 (1), 1082, 67A 76a. 8. Komisi Pestisida, 1997, Metode Pengujian Residu Pestisida dalam Hasil Pertanian, Departemen Pertanian RI, Jakarta, 5-7, 93-100, 211-214. 9. Rahim, A., 2002, Analisis Residu Pestisida Golongan Organofosfat pada Sayuran Menggunakan Teknik Kromatografi Gas dengan Detektor Fotometri Nyala, Departemen Farmasi, FMIPA Institut Teknologi Bandung, Bandung, 10-14, 17-21. 10. Robert, L.G., 1977, Modern Practice of Gas Chromatography, John Willey and Son Inc., New York, 266-269. 82 - Acta Pharmaceutica Indonesia, Vol. XXIX, No. 2, 2004