Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT (Kromatografi (Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan Annina Sabrina, Surjani Wonorahardjo, Neena Zakia Universitas Negeri Malang
[email protected], com, E-mail: E-mail:
[email protected], S_Wonorahardjo@yahoo.
[email protected] Abstrak: Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui kadar asam benzoat dan kafein dalam teh kemasan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT, serta untuk mengetahui perbandingan metode tersebut.Tahapan penelitian antara lain, preparasi sampel, pembuatan larutan, dan analisis kadar menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT yang dilanjutkan dengan analisis data. Pada analisis KCKT dilakukan tahapan optimasi fasa gerak (metanol-buffer ammonium asetat pH 4). Hasil penelitian sebagian besar kadar asam benzoat dan kafein lebih tinggi jika dianalisis menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis. Kata Kunci : asam benzoat, KCKT, kafein, spektrofotometri UV-Vis
Kimia analitik adalah cabang dari ilmu kimia yang mempelajari tentang karakteristik suatu zat, meliputi analisis kuantitatif dan kualitataif. Analisis kualitatif adalah analisis yang bertujuan untuk mengetahui senyawa-senyawa yang terkandung dalam dalam sampel, sedangkan analisis kuantitatif adalah analisis yang bertujuan untuk mengetahui mengetahui kadar suatu senyawa dalam sampel. Dalam kimia analitik terdapat beberapa tahap pada proses analisis yaitu penentuan masalah, penetapan metode, perolehan sampel, persiapan sampel untuk untuk analisis, pemisahan, pengukuran, perhitungan perhitungan hasil, dan pelaporan (Christian,2003). Tahapan Tahapan penetapan metode merupakan tahapan untuk untuk menentukan banyaknya banyaknya sampel, preparasi sampel, dan metode analisis yang digunakan.Metode digunakan.Metode analisis dibagi menjadi dua macam yaitu metode analisis konvensional dan modern.Metode analisis modern lebih mengarah pada penggunaan instrumen.Prinsip dari metode analisis modern dikelompokkan menjadi tiga yaitu metode elektrokimia, metode spektrofotometri, dan metode kromatografi. Dalam bidang industri metode analisis diperlukan untuk menganalisis proses produksi, produk dan dan limbah yang dihasilkan. Salah satu contoh contoh penerapan analisis dari hasil industri adalah analisis analis is kadar komponen yang terkandung dalam produk minuman teh kemasan. kemasan. Beberapa metode analisis modern dalam industri adalah metode analisis spektrofotometri UV-Vis dan KCKT (kromatografi cair kinerja tinggi). Spektrofotometri UV-Vis merupakan salah satu metode analisis yang memiliki prinsip spektrofotometri dan merupakan proses pengukuran dalam tahapan analisis. KCKT memiliki prinsip kromatografi, yang didalamnya terdapat proses pemisahan dan sekaligus pengukuran. pengukuran. Penelitian dengan metode spektrofotometri UV-Vis telah dilakukan oleh Suherman, dkk.(2011) tentang penentuan kadar campuran kafein dan natriu m benzoat dalam minuman berenergi dengan metode spektrofotometri UV-Vis. Analisis yang dilakukan dengan menggunakan pelarut HCl 0,01 M, panjang gelombang maksimum yang dihasilkan adalah 272,60 nm untuk kafein dan 229,80 nm untuk asam benzoat.
Metode KCKT memiliki beberapa kelebihan yaitu waktu analisis cepat, volume sampel yang diperlukan sedikit, kepekaan ti nggi, kolom dapat digunakan kembali, dan dapat digunakan untuk sampel organik ataupun a norganik. Penelitian dengan menggunakan metode KCKT pada penetapan kandungan aspartam, asam benzoat, kafein dan sakarin dalam minuman ringan telah dilakukan oleh Ree, M. dan Stoa, E. (2011).Instrumen yang digunakan adalah KCKTfase gerak metanol buffer fosfat pH 3 (20:80), dengan panjang gelombang 220 nm dan 270 nm. Ittipon, T. dan Surakarnkul, R. (2007) telah melakukan analisis asam benzoat dan asam sorbat pada minuman ringan menggunakan KCKT dengan fase gerak ammonium asetat – metanol dengan perbandingan tetap (isokratik) 60:40. Fase gerak yang digunakan pada penelitian tersebut selanjutnya menjadi dasar pengguaan fase gerak pada penelitian ini. Umumnya produk minuman kemasan, termasuk teh kemasan tidak mencantumkan komposisi yang jelas pada kemasannya, ataupun kadar senyawa tertentu yang terkandung. Permasalahan ini menyebabkan kualitas keamanan untuk konsumsi teh perlu diperhatikan, oleh karena itu perlu dilakukan analisis lebih lanjut.Teh kemasan merupakan minuman kemasan yang banyak dikonsumsi.Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dalam teh kemasan terdapat asam benzoat yang digunakan sebagai bahan pengawet. Kandungan bahan pengawet tersebut umumnya tidak terlalu besar, tetapi jika dikonsumsi secara terus-menerus akan menimbulkan efek yang buruk bagi kesehatan. Wanyika, dkk. (2010) telah melakukan penelitian kandungan kafein pada beberapa produk teh dan kopi instan yang beredar di pasar Kenya. Penelitian tersebut dilakukan dengan cara membandingkan metode penetapan kadarnya menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT detektor photodiode array, panjang gelombang yang digunakan 278 nm, dan fase ger ak air-asam asetat-metanol (79,9:0,1:20).Berdasarkan penelitian tersebut pada penelitian ini selain asam benzoat, komponen teh kemasan yang akan diteliti adalah kafein. Berdasarkan uraian tersebut dilakukan penelitian tentang perbandingan metode analisis spektrofotometri UV-Vis dan KCKT pada kandungan asam benzoat dan kafein dalam teh kemasan. Teh kemasan yang digunakan sebagai sampel dilakukan tahap ekstraksi dengan menggunakan pelarut kloroform.Pada metode analisis KCKT, fase gerak metanol-buffer ammonium asetat pH 4.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar asam benzoat dan kafein yang terkandung dalam teh kemasan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan menggunakan metode KCKT, serta mengetahui perbandingan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT untuk analisis kadar asam benzoat dan kafein dalam teh kemasan. METODE Rancangan Penelitian Tahapan penelitian antara lain, persiapan sampel, pembuatan larutan dan analisis kadar asam benzoat dan kafein menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT yang dilanjutkan dengan analisis data. Sampel yang digunakan dalam penelitian adalah teh kemasan sampel A (komposisi: air, gula, teh, trikalium fosfat, natrium, dan karbohidrat) dan sampel B (komposisi: air, gula, ekstrak teh, natrium bikarbonat, antioksidan, karbohidrat, dan natrium).
Prosedur Kerja Persiapan Sampel Sampel yang akan dianalisis diekstraksi terlebih dahulu. Ekstraksi sa mpel pada penelitian ini dibagi menjadi dua bagian yaitu, ekstraksi sampel asam benzoat dan kafein.kemudian dilakukan preparasi sampel untuk tahap analisis. Tahap ekstraksi asam benzoat, sebanyak 50 mL sampel ditambah NaCl 10 mL, dibuat basa dengan NaOH 10 %, dan ditambah NaCl kembali sampai tanda batas.Campuran tersebut dipindahkan ke dalam gelas kimia 50 mL, diaduk 2 jam, dan disaring. Filtrat dinetralkan dengan HCl dan dilakukan ekstraksi bertahap dengan kloroform sebanyak 17,5 mL; 12,5 mL; 10 mL; dan 7,5 mL (Marshall, R.T., 1993).Tahap ekstraksi kafein, sebanyak 100 mL larutan sampel ditambahkan 2 gram Na 2CO3, dipanaskan sampai setengah campuran, didinginkan, dimasukkan dalam corong pisah, dan diekstraksi dengan kloroform sebanyak 25 mL (Soraya, 2008). Masing-masing fase organik tiap ekstraksi diuapkan pada suhu 30°C dengan cara destilasi, sampai kloroform tersisa kurang lebih 5 mL, dan dikeringkan pada suhu kamar hingga terbentuk padatan. Padatan yang dihasilkan selanjutnya diencerkan sebanyak 50 kali. Pembuatan Larutan Pembuatan larutan standar asam benzoat dan kafein, masing-masing dibuat dari larutan induk 200 ppm.larutan standar asam benzoat 5 ppm, 10 ppm, dan 20 ppm. dihasilkan larutan standar kafein 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, dan 50 ppm. Analisis Kadar Asam Benzoat dan Kafein Menggunakan Metode Spektrofotometri UV-Vis Analisis kadar asam benzoat dan kafein menggunakan metode spektrofotometri UV-Vismenggunakan instrumen Spektrofotometer UV-Visible Pharmaspec UV-1700 merek Shimadzu. kurva kalibrasi asam benzoat dibuat dari larutan standar asam benzoat 5 ppm, 10 ppm, dan 20 ppm. Kurva kalibrasi kafein dibuat dari larutan standar 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm dan 50 ppm. Analisis Kadar Asam Benzoat dan Kafein Menggunakan Metode KCKT Analisis kadar asam benzoat dan kafein menggunakan metode KCKTmenggunakan instrumen KCKT merek Shimadzu tipe LC-20AT/SPD-20A yang terdiri dari pompa tipe LC-20AT, detektor UV-Vis tipe SPD-20A serta kolom VP-ODS (250 L x 4,6 mm). Preparasi Fasa Gerak Fasa gerak yang digunakan dalam penelitian adalah metanol-buffer ammonium asetat pH 4. Sebelum digunakan seluruh fasa gerak disaring terlebih dahulu dengan kertas saring cellulosenitrat 0,2 μm untuk aquabides dan buffer, sedangkan metanol menggunakan kertas saring PTFE 0,5 μm. Penetuan Panjang Gelombang Maksimum pada Detektor KCKT dengan Menggunakan spektrofotometer UV-Vis Masing-masing larutan standar asam benzoat dan kafein 5 ppm ditentukan panjang gelombang maksimum dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Penentuan panjang gelombang tersebut digunakan untuk detektor KCKT, karena detektor yang digunak detektor UV-Vis. Optimasi Fasa Gerak Optimasi fasa dilakukan untuk mencari perbandingan yang dapat memberikan kromatogram terbaik dengan menggunakan variasi perbandingan
fasa gerak (40:60, 50:50, dan 60:40) yang dilakukan pada panjang gelombang 222 nm untuk asam benzoat dan 272 nm untuk kafein. Pembuatan Kurva Kalibrasi Kurva kalibrasi asam benzoat dibuat dari larutan standar asam benzoat 5 ppm, 10 ppm, dan 20 ppm. Kurva kalibrasi kafein dibuat dari larutan standar asam benzoat 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm dan 50 ppm. Analisis Data Data pada penelitian ini diperoleh dari masing-masing metode analisis.Pada data hasil analisis spektrofotometri UV-Vis diperoleh data panjang gelombang dan spektrum yang digunakan sebagai analisis kualitatif.Analisis kuantitatif untuk spektrofotometri UV-Vis dilakukan dengan memasukan data absorbansi sampel yang dianalisis ke dalam persamaan regres i yang diperoleh dari kurva kalibrasi.Pada analisis KCKT hasil yang didapat berupa kromatogram, dari hasil tersebut didapat waktu retensi yang digunakan untuk analisis kualitatif. Analisis kuantitatif KCKT dilakukan dengan memasukan data luas area setiap sampel yang dianalisis ke dalam persamaan garis yang diperoleh dari kurva kalibrasi. HASIL Ekstraksi Asam Benzoat dan Kafein Hasil ekstraksi asam benzoat dan kafein dalam teh kemasan berupa padatan putih. Berat ekstrak asam benzoat sampel A11,0 mg dan sampel B 11,1 mg, sedangkan kafein sampel A 6,2 mg dan Sampel B 11,2 mg. Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan Menggunakan Spektrofotometri UV-Vis Pada analisis kadar ekstrak asam benzoat dan kafein dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis menggunakan blanko berupa aquabides. Spektrum asam benzoat menunjukkan absorbansi sebesar 0,383 pada panjang gelombang 222 nm dan kafein menunjukkan absorbansi 0,475 pada panjang gelombang 272 nm. Spektrum asam benzoat dan kafein dapat dilihat pada Gambar 1. a
b
Gambar 1. Spektrum Larutan Standar Asam Benzoat (a) dan Kafein(b)
Data absorbansi dan konsentrasi masing-masing sampel hasil ekstraksi yang dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Data Absorbansi dan Konsentrasi Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dari Teh Kemasan dengan Menggunakan Spektrofotometer UV-Vis Asam Benzoat Sampel A B
Absorbansi 0,308 0,463
Konsentrasi (ppm) 5,07 7,75
Kafein Absorbansi 0,331 0,651
Konsentrasi (ppm) 5,56 14,45
Berdasarkan konsentrasi masing-masing asam benzoat dan kafein tersebut diperoleh kadar tiap sampel dengan perhitungan pengenceran sebanyak 50 kali. Kadar asam benzoat dari sampel A 137,5 ppm dan sampel B 170 ppm, sedangkan kadar kafein dari sampel A 336,5 ppm dan sampel B 652,0 ppm. Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan Menggunakan KCKT Data optimasi fasa gerak untuk asam benzoat dengan panjang gelombang 222 nm pada Tabel 2. Tabel 2.Data Perbandingan Fasa Gerak Metanol – Buffer ammonium asetat pH 4 untuk Asam Benzoat Perbandingan Fasa Gerak Metanol – Buffer Ammonium Asetat pH 4
Waktu Retensi (menit)
Keterangan
40:60 50:50 60:40
7,159 5,015 3,921
pelebaran puncak
Berdasarkan optimasi fasa gerak untuk asam benzoat, perbandingan yang digunakan adalah 50:50. Data optimasi fasa gerak untuk kafein dengan panjang gelombang 272 nm pada Tabel 3. Tabel 3.Data Perbandingan Fasa Gerak Metanol – Buffer ammonium asetat pH 4 untuk Kafein Perbandingan Fasa Gerak Metanol – Buffer Ammonium Asetat pH 4
Waktu Retensi (menit)
Keterangan
40:60 50:50 60:40
5,181 3,97 3,46
Terjadi pelebaran puncak
Berdasarkan hasil optimasi fasa gerak untuk kafein, perbandingan yang digunakan adalah 50:50.Setelah tahapan optimasi, dibuat kurva kalibrasi standar untuk asam benzoat dan kafein. Tiap larutan standar dianalisi dengan cara menginjeksikan larutan tersebut ke injektor KCKT. Hasil dari analisis tersebut akan didapat luas area yang digunkan dalam pembuatan kurva kalibrasi. Kromatogram sampel hasil ekstraksi asam benzoat, untuk sampel A dan sampel B dengan panjang gelombang 222 nm pada detektor UV-Vis dapat dilihat pada Gambar 2. mV Detector A Ch2:222nm 100
75
A
50
25
5 8 9 . 3 /
3 1 0 . 5 /
0
3.5 4.0 mV 150 Detector A Ch2:222nm
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
min
125
100
75
50
25
9 9 9 .
5 /
0
3.5
B
0 3 0 .
3 /
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
min
Gambar 2. Kromatogram Asam Benzoat dari Sampel A dan Sampel B dengan Fasa Gerak Metanol-Buffer Ammonium Asetat pH 4 Perbandingan (50:50)
Kromatogram sampel hasil ekstraksi kafein, untuk sampel A dan sampel B dengan panjang gelombang 272 nm pada detektor UV-Vis dapat dilihat pada Gambar 3. mV Detector A:272nm
8 5 9 .
60
3 /
50
A
40 30 20 10 0
0.0 1.0 mV Detector A:272nm
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
min
8 6 9 . 3 /
30
20
B
10
0
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
min
Gambar 3. Kromatogram Kafein dari Sampel A dan Sampel B dengan Fasa Gerak Metanol Buffer Ammonium Asetat pH 4 Perbandingan (50:50)
Analisis sampel hasil ekstraksi yang dianalisis dengan menggunakan KCKT dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5.Data Luas Area Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dari Teh Kemasan dengan Menggunakan KCKT
Sampel A B
Asam Benzoat Luas Area Konsentrasi (ppm) 93.420 2,75 44.027 3,40
Luas Area 900.571 496.568
Kafein Konsentrasi (ppm) 6,73 13,04
Berdasarkan konsentrasi masing-masing asam benzoat dan kafein tersebut diperoleh kadar tiap sampel dengan perhitungan pengenceran sebanyak 50 kali. kadar asam benzoat dari sampel A 137,5 ppm dan sampel B 170 ppm, sedangkan kadar kafein sampel A 336,5 ppm dan sampel B 652,0 ppm. PEMBAHASAN
Ekstraksi Asam Benzoat dan Kafein Pada tahapan ekstraksiasam benzoat, sebelum dilakukan ekstraksi bertahap dengan kloroform, dilakukan penambahan NaCljenuhyang berfungsi untuk mengubah asam benzoat dalamsampel menjadi garam natrium benzoat. Natrium benzoat lebih larut dalam air dibanding dengan asam benzoat karena garam asam benzoat berada dalam bentuk ion, kemudian dilakukan penambahan NaOH sampai basa.Sebelum dilakukan ekstraksi dengan kloroform campuran tersebut ditambah dengan HCl agar netral, untukmengubah garamnatrium benzoatkembalimenjadi asambenzoat yang berada dalam bentuk molekul ke dalam suasana asam. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: C6H5COOH (aq)+ NaCl(aq) C6H5COONa (aq) + HCl (aq) …(1.1) Tahapan untuk ekstraksi kafein, larutan sampel ditambahkan dengan natrium karbonat, penambahan tersebut bertujuan untuk mengikat ta nin yang terkandung dalam sampel larut dalam air.Perlakuan selanjutnya adalah, pemanasan yang bertujuan agar tanin yang ada dapat terpisah membentuk endapan.Campuran tersebut dapat diekstrak dengan menggunakan kloroform.
Kafein bersifat polar sehingga dapat larut dalam CHCl3. Fase organik dari masing-masing tahapan ekstraksi diuapkan dengan cara destilasi pada suhu kurang lebih 30°C, disisakan sekitar 5 mL, diuapkan kembali pada suhu kamar sampai diperoleh padatan putih ekstrak asam benzoat dan kafein. Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan Menggunakan Metode Spektrofotometri UV-Vis Pada analisis kadar ekstrak asam benzoat dan kafein dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis menggunakan blanko berupa aquabides. Spektrum yang dihasilkan dari larutan standar asam benzoat dan kafein masing-masing 5 ppm menunjukkan panjang gelombang 222,6 nm untuk asam benzoat dan 272 nm untuk kafein. Panjang gelombang yang dihasilkan merupakan daerah pada sinar UV.Data dari pengukuran panjang gelombang tersebut digunakan untuk penelitian selanjutnya dan sebagai data panjang gelombang pada analisis KCKT karena detektor instrumen tersebut adalah detektor UV-Vis. Berdasarkan spektrum asam benzoat dari hasil penelitian didapat tinggi puncak kurva (panjang gelombang maksimum) yang dihasilkan pada rentang 222-225 nm, jika dibandingkan dari data spektrum hasil penelitian Talrose, dkk. (2011) tinggi puncak kurva yang dihasilkan muncul pada rentang yang tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian ini. Spektrum untuk kafein dengan menggunakan pelarut air dari hasil penelitian Atomssa, dkk (2010) muncul tinggi puncak kurva pada rentang 205-300 nm, jika dibandingkan dengan data hasil penelitian ini, maka rentang tinggi puncak yang dihasilkan adalah sama.Spektrum hasil analisis dan spektrum pembanding dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4.
a
b
c
d
Spektrum Asam Benzoat dan Kafein: (a)Asam Benzoat Hasil Penelitian (b) Asam Benzoat Talrose, dkk. (2010) (c) Kafein Hasil Penelitian (d) Kafein Atomssa,dkk. (2011)
Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan Menggunakan KCKT Fase gerak yang digunakan untuk analisis ini adalah metanol dan buffer ammonium asetat pH 4, jika dilihat dari deret elutropi untuk metanol lebih tinggi dibandingkan dengan asetonitril. Penggunaan buffer ammonium asetat pH 4 pada analisis ini bertujuan agar penstabilan yang dilakukan pada instrument berjalan cepat. Seluruh fase gerak yang akan digunakan harus disaring terlebih dahulu
dengan menggunakan kertas saring Cellulose Nitrate Membrane Filters 0,2 µm untuk aquabides dan kertas saring PTFE (Polytetrafluoroethylene) 0,5 µm menggunakan pompa vakum, hal ini bertujuan agar fas e gerak yang masuk kedalam kolom KCKTterbebas dari pengotor. Fase gerak yang telah disaring dimasukkan dalam wadah fase gerak yaitu botol kaca, selanjutnya dilakukan purging jika terdapat gelembung dalam selang agar tidak masuk kedalam kolom, diatur laju alir 1 mL/menit, dan panjang gelombang digunakan. Sebelum analisis, dilakukan pencucian kolom dengan dialiri metanol-aquabides (70:30), pencucian ini dilakukan sampai stabil. Optimasi fase gerak untuk standar asam benzoat dilakukan pada panjang gelombang 222 nm.Waktu retensi yang dibutuhkan masing-masing kromatogram disajikan pada Tabel 4.3.Berdasarkan hasil ketiga waktu retensi tersebut kromatogram C memiliki waktu retensi yang cukup singkat, tetapi dilihat dari hasil kromatogram terdapat pelebaran.Fase gerak yang memberikan hasil optimum untuk asam benzoat adalah perbandingan 50:50. Kromatogram hasil dari potimasi fase gerak metanol-buffer asetat 40:60, 50:50, dan 60:40 untuk standar asam benzoat dapat dilihat pada Gambar5.
A
B
C
Gambar 5.
Kromatogram Standar Asam Benzoat dengan Perbandingan Fase Gerak Metanol-Buffer Ammonium Asetat (A) 40:60 (B) 50:50 (C) 60:40
Pada kromatogram hasil analisis ekstrak asam benzoat untuk sampel A dan sampel B terdapat puncak yang muncul pada waktu retensi 3,9 menit yang kemungkinan besar merupakan senyawa kafein karena standar kafein juga memiliki waktu retensi 3,9 menit. Kromatogram hasil optimasi dari fase gerak metanol-buffer ammonium asetat pH 4 dengan perbandingan 40:60, 50:50, dan 60:40 untuk standar kafein dapat dilihat pada Gambar6.
\
A
B
C
Gambar 6.
Kromatogram Standar Kafein dengan Perbandingan Fase Gerak MetanolBuffer Ammonium Asetat pH 4 Perbandingan (A) 40:60, (B) 50:50, (C) 60:40
Optimasi fase gerak untuk standar kafein dilakukan dilakukan pada panjang gelombang 272 nm. Waktu retensi yang dibutuhkan masing-masing kromatogram disajikan pada Tabel 3. Berdasarkan hasil ketiga waktu retensi tersebut kromatogram C memiliki waktu retensi yang cukup singkat tetapi dilihat dari hasil kromatogramnya terdapat pelebaran.Perbandingan fase gerak yang optimum untuk asam benzoat adalah 50:50.Optimasi fase gerak yang telah dihasilkan dari asam benzoat dan kafein mengalami pergeseran waktu retensi.Pergeseran tersebut dipengaruhi oleh perbandingan komposisi fase gerak yang diubah pada tiap analisis. Optimasi fase gerak dilakukan untuk menentukan fase gerak yang memberikan hasil optimum dengan menggunakan perbandingan fase gerak yang berbeda.Hasil optimasi yang diharapkan adalah waktu retensi yang cukup singkat dan puncak kromatogram yang tidak terlalu melebar. Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan Prinsip dasar antara metode Spektrofotometri UV-Vis dengan metode KCKT berbeda. Untuk metode Spektrofotometri UV-Vis memiliki prinsip dasar absorbansi, sedangkan untuk KCKT memiliki prinsip dasar kromatografi. KCKT yang digunakan pada penelitian ini menggunakan detektor UV yang prinsipnya sama dengan Spektrofotometri UV-Vis. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan perbandingan metode yang digunakan, kadar dari sampel hasil ekstraksi antara analisispektrofotometri UV-Vis dengan KCKT memiliki nilai yang berbeda. Data perbandingan hasil analisis ekstraksi asam benzoat dan kafein dari teh kemasan dengan menggunakan spektrofotometri UV-Vis dan KCKT disajikan dalam Tabel 5.
Tabel 5.Data Perbandingan Hasil Analisis Ekstraksi Asam Benzoat dan Kafein dari Teh Kemasan dengan Menggunakan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT Sampel
Konsentrasi (ppm) Hasil Analisis Spektrofotometri UV-Vis
Konsentrasi (ppm) Hasil Analisis KCKT
253,35 387,50
137,5 170,0
278,00 722,50
336,5 652,0
Asam Benzoat A B Kafein A B
Data konsentrasi hasil analisis asam benzoat sama seperti dengan penelitian Wanyika, dkk. (2010) yaitu data analisis dengan menggunakan spektrofotometri UV-Vis lebih tinggi dibandingkan dengan data hasil analisis menggunakan KCKT. Hasil pada penelitian sebelumya sama seperti penelitian yang telah dilakukan yaitu sebagian besar konsentrasi yang didapatkan dari analisis menggunakan spektrofotometri UV-Vis lebih besar dibandingkan dengan menggunakan KCKT. Data tersebut diperoleh karena pada saat analisis pelarut yang digunakan adalah air yang masuk dalam rentang UV, sedangkan asam benzoat dan kafein berada pada daerah UV sehingga menyebabkan pelarut tersebut dapat terserap dan membuat data absorbansi tinggi. Data yang telah dihasilkan pada analisis dengan menggunakan KCKT lebih rinci karena dalam instrumen tersebut terjadi pemisahan tiap-tiap komponen sehingga dapat diketahui kandungan dari sampel hasil ekstrasi. Data konsentrasi tersebut merupakan data dari hasil pengenceran sebanyak 50 kali.Data hasil perbandingan konsentrasi sampel asam benzoat dan kafein dari masing-masing metode disajikan dalam diagram batang pada Gambar 7. 800
Asam Benzoat Sampel A
600 Asam Benzoat Sampel B 400 Kafein Sampel A
200
Kafein Sampel B
0 Spektrofotometri UVVis
HPLC
Gambar 7. Diagram Batang DataKonsentrasi Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan dengan Menggunakan Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
Batas
penggunaan asam benzoat sebagai pengawet pangan adalah 600 ppm, maka sampel A dan sampel B dapat dikatakan aman untuk dikonsumsi. Batas konsumsi untuk kafein adalah 150 mg per hari. Dalam kemasan teh yang digunakan sebagai sampel, keduanya tidak dicantumkan kandungan kafein. Dari data kadar kafein pada Tabel 5 merupakan kadar kafein per 100 ml, jadi dapat diketahui jika menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis untuk sa mpel A didapat 27,8 gram dan sampel B didapat 7,225 gram dari data tersebut kafein dapat dikatakan aman untuk dikonsumsi .
Perbandingan analisis asam benzoat dan kafein dengan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT Perbandingan
Metode Analisis Spektrofotometri UV-Vis
Metode Analisis KCKT
Prinsip kerja
Spektrofotometri
Kromatografi
Preparasi
Tidak perlu fase gerak
Perlu adanya optimasi komposisi fase gerak
Biaya
Untuk pelarut yang digunakan tidak semahal fase gerak KCKT Tidak memerlukan waktu yang lama Tidak terlalu peka (karena signal berasal dari campuran)
Fase gerak yang digunakan cukup mahal Waktu analisis cukup singkat, tetapi waktu untuk mencapai kondisi stabil Dapat diketahui kandungan sampel benar-benar murni atau tidak (kepekaan tinggi dalam analisis)
Waktu Hasil analisis
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah diuraikan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.Kadar asam benzoat dan kafein yang terkandung dalam teh kemasan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis yaitu untuk asam benzoat dari sampel A 253,35 ppm dan sampel B 387,5 ppm, sedangkan kafein dari sampel A 278,0 ppm dan sampel B 722,5 ppm.Kadar asam benzoat dan kafein yang terkandung dalam teh kemasan menggunakan metode KCKT yaitu untuk asam benzoat dari sampel A 137,5 ppm dan sampel B 170,0 ppm sedangkan kafein dari sampel A336,5 ppm dan sampel B 652,0 ppm. Penggunaan metode spektrofotometri UV-Vis lebih efisien dalam segi biaya dan waktu dibanding dengan penggunaan metode KCKT, namun penggunaan metode KCKT memiliki kelebihan dibandingkan dengan metode spektrofotometri UV-Vis yaitu, pada hasil analisis KCKT dari kromatogram merupakan analisis senyawa murni sehingga lebih akurat. Saran Bedasarkan kesimpulan di atas, saran untuk penelitian selanjutnya adalah penggunaan fasa gerak selain metanol dan buffer amonium asetat pH 4,5 seperti asetonitril dan buffer lainnya (buffer fosfat) dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya pada penggunaan metode analisis dengan menggunakan KCKT. Metode analisis konvensional dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya yang dapat dibandingkan dengan penggunaan metode analisis modern seperti spektrofotometri UV-Vis dan KCKT. DAFTAR RUJUKAN
Atomssa, T. dan Gholap, A.V. 2011. Characterization of Caffeine and Determina tion of Caffeine in Tea Leaves using UV-Visible Spectrometer . African Journal of Pure and Applied Chemistry, (1): 1-8. (online), (http://www.Aca demicjournals.org/ajpac/pdf/pdf2011/Jan/Atomssa%20and%20Gholap.pdf), diakses 11 Januari 2012. Christian, D.G. 2003. Analytical Chemistry. Washington: John Wiley & Sons Inc.
Ittipon,T, dan Surakarnkul, R. 2007. Analysis of Benzoic Acid and Sorbic Acid in Thai Rice Wines and Distillates by Solid-Extraction and High Performance Liquid Chromatography. Journal of Food Composition and Analysis, 20: 220-225. Marshall, R.T. 1993. Standard Methods for the Examination of Dairy Product.Washington, D.C.: American Public Healt Association. Ree, M. dan Stoa, E. 2011.Simultaneous Determination of Aspartame, Benzoic Acid, Caffeine, and Saccharine in Sugar-Free Beverages using HPLC.Concordia College Journal of Analytical Chemistry, (1): 73-77. Soraya, N. 2008. Isolasi Kafein dari Limbah Teh Hitam CTC Jenis Powdery secara Ekstraksi.Skripsi tidak diterbitkan. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Suherman, A., Septiani, Y., dan Ekasari, K. 2011. Penentuan Kadar Campuran Kafeina dan Na-Benzoat dalam Minuman Berenergi dengan MetodeSpektrofotometri UV-Vis. Jurnal Kimia IPB, (Online), (http://www. chem.fmipa. ipb.ac.id), diakses 12 November 2012. Talrose, V., Stern , E.B., Goncharova, A.A., Me ssineva, N.A., Trusova, N.V., dan Efimkina, M.V. 2011.Benzoic Acid by the U.S. Secretary of Commerce on Behalf of the United States of America.(Online), (http://webbook.nist. Gov/ cgi/cbook), diakses 22 September 2012. Wanyika, H. N., Gatebe, E. G., Gitu L. M., Ngumba, E. K., dan Maritim, C. W. 2010.Determination of Caffeine Content of Tea and Instant Coffee Brands Found in the Kenyan Market. African Journal of Food Science Vol. 4(6):353 – 358.(online). (http://www.academicjournals.org/ajfs), diakses 21 April 2012.
