Pengukuran Kadar Glukomanan pada Konjak – Widjanarko, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 4 p.1584-1588, September 2015
ANALISIS METODE KOLORIMETRI DAN GRAVIMETRI PENGUKURAN KADAR GLUKOMANAN PADA KONJAK (Amorphophallus Konjac) Comparation between Colorimetric and Gravimetric Methods of Glucomannan Analysis to Konjac Simon Bambang Widjanarko1*, Johana Megawati1 1) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, FTP Universitas Brawijaya Malang Jl. Veteran, Malang 65145 *Penulis Korespondensi, Email:
[email protected] ABSTRAK Kemurnian glukomanan adalah indikator utama dalam mengevaluasi kualitas tepung glukomanan komersial. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan metode yang lebih akurat dan presisi antara gravimetri dan kolorimetri dalam menentukan kadar glukomanan yang hingga saat ini belum disepakati secara internasional. Sampel yang diujikan adalah Konjac glukomanan komersial yang merupakan ekstrak glukomanan dari umbi Amorphophallus Konjac. Glukomanan komersial diuji dengan kedua metode sebanyak 10 kali ulangan lalu dibandingkan akurasi dan presisinya. Metode kolorimetri dengan reagen 3,5-DNS menunjukkan akurasi yang lebih tinggi (93.21%) dibandingkan dengan metode gravimetri (63.49%) terhadap literatur (90%). RSD kolorimetri (1.36%) lebih kecil dibandingkan gravimetri (4.92%), menunjukkan bahwa kolorimetri lebih presisi dibandingkan gravimetri. Kata kunci: Akurasi, DNS, Presisi ABSTRACT Glucomannan purity is the main indicator in evaluating the quality of commercial glucomannan flour. The aim of this research was to determine which method is more accurate and precision between gravimetric and colorimetric, which have not been globally agreed yet. Samples tested are commercial Konjac glucomannan that has been extracted from Konjac (Amorphophallus Konjac) tuber. Commercial Konjac glucomannan was tested by both methods with 10 repetitions each to compare the accuracy and precision. 3,5-DNS colorimetric method (93.21%) is closer to the literature (90%) than gravimetric method (63.49%) . RSD colorimetry (1:36%) is smaller than the gravimetric one (4.92%). It showed that colorimetric is more precise than gravimetry. Colorimetric method is recommended to measure the levels of glucomannan because its accuracy and precision are better than gravimetric. Keywords: Accuracy, DNS, Precision. PENDAHULUAN Glukomanan adalah senyawa polisakarida yang banyak digunakan sebagai agen pembuat gel, pengental makanan, dan dietary fiber [1]. Glukomanan juga memiliki kemampuan untuk menurunkan kadar kolesterol dan gula darah, mengurangi berat badan, meningkatkan kesehatan pencernaan dan daya tahan tubuh [2]. Dewasa ini glukomanan yang telah banyak dikonsumsi di Jepang dan China didapatkan dari umbi Amorphophallus konjac:[3]. Penyetaraan standar sangat diperlukan untuk menilai dan menentukan kualitas produk glukomanan komersial, namun aturan standar tentang pengujian tepung glukomanan 1584
Pengukuran Kadar Glukomanan pada Konjak – Widjanarko, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 4 p.1584-1588, September 2015 belum ada yang disepakati secara internasional [3]. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan metode manakah diantara gravimetri [4,5] dan kolorimetri [3] yang paling akurat dan memiliki tingkat ketelitian lebih tinggi untuk mengetahui kadar glukomanan. Gravimetri walaupun merupakan teknik tertua dalam analisis kuantitatif, namun dinilai masih relevan dalam menentukan kadar terutama senyawa-senyawa organic [6]. BAHAN DAN METODE Bahan Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tepung glukomanan komersial merk “Konjac Glucomannan Powder” produksi Konjac Foods China, Sedangkan bahan yang digunakan untuk analisis meliputi: fenol, NaOH, deionized water (DI water), asam format, potassium natrium tartrat, 3,5-Dinitrosalisilat (3,5-DNS), H2SO4, Na2SO3,H2SO3, garam aluminium sulfat, etanol 100%, aquades, isopropyl alcohol, dan glukosa. Bahan-bahan analisis tersebut memiliki kemurnian pro analitik (p.a), dan dibeli di toko Makmur Sejati. Alat Peralatan yang digunakan dalam pembuatan tepung porang dan suweg serta pemurnian tepung metode bertingkat meliputi : glassware, timbangan analitik (Denver Instrument M-310), pisau stainless steel, slicer, loyang, blender kering (Philips), ayakan 80 mesh, dan homogenizer (Stirrer). Sedangkan alat yang digunakan untuk analisis pada penelitian meliputi : glassware, kertas saring, kompor listrik (Maspion), oven kering (Memmert), desikator, shaker (Heidolph), spektrofotometer (Medilab), kuvet, vortex (LW Scintific Inc), sentrifuse (Universal Model : PLC-012E), dan Magnetic Stirrer (LH Velp Scientifica). Metode Penelitian Rancangan penelitian yang digunakan yaitu deskriptif. Metode deskriptif digunakan untuk membandingkan kedua metode (Gravimetri, dan Kolorimetri) menggunakan sampel berupa Konjak Glucomannan (KGM) komersial dengan merk “Konjak Glucomannan Powder” produksi Konjac Foods China yang dilakukan 10 kali ulangan untuk masing-masing metode. Tahapan Penelitian Pengujian metode gravimetri. 1. Sampel dan garam aluminium sulfat (0.10 kali massa sampel) dilarutkan dalam air hangat suhu 75oC dengan perbandingan 1:10 (b/v) sambil diaduk selama 35 menit. 2. Endapan sampel dipisahkan menggunakan sentrifuse 2000 rpm selama 30 menit dan diambil supernatan. 3. Supernatan ditambahkan isopropil alkohol dengan perbandingan 1:1 (v/v) sambil diaduk hingga terbentuk gumpalan. 4. Gumpalan disaring dengan kertas saring dan dikeringkan pada suhu 60oC selama 24 jam lalu ditimbang. 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐺𝑙𝑢𝑘𝑜𝑚𝑎𝑛𝑛𝑎𝑛 = 𝑥 100% 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑚𝑢𝑙𝑎 − 𝑚𝑢𝑙𝑎 Pengujian Metode Kolorimetri 1. Pembuatan reagen 3,5-DNS dengan mencampurkan larutan A dan B. Larutan A dibuat dengan mencampurkan fenol (0.70g), 10% (w/w) natrium hidroksida (1.50ml), Deionized Water (5 ml) dan Natrium Bisulfit (0.70 g). Larutan B dibuat dengan mencampurkan Natrium Kalium Tartrat (22.50 g), 10% Natrium Hidroksida (30 ml) dan 1% (w/w) 3,5-DNS (88 ml). 2. Sampel ditimbang sebanyak 0.20 gram lalu ditambahkan buffer asam format – natrium hidroksida sebanyak 50 ml dan diaduk pada suhu ruang selama 4 jam. Campuran kemudian diencerkan hingga 100 ml dengan menambahkan buffer. 1585
Pengukuran Kadar Glukomanan pada Konjak – Widjanarko, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 4 p.1584-1588, September 2015 3. Campuran disentrifugasi 4500 rpm selama 40 menit untuk diambil supernatannya. Supernatan tersebut merupakan ekstrak glukomanan. 4. Ekstrak glukomanan diambil 5 ml dan dihidrolisis menggunakan asam sulfat 3M 2.50 ml dengan pemanasan dan pengadukan selama 90 menit. Hasil hidrolisis didinginkan pada suhu ruang dan dinetralkan dengan penambahan Natrium Hidroksida 6M 2.50 ml, kemudian diencerkan dengan Deionized water hingga 25 ml. Hasil yang didapat merupakan hidrolisat glukomanan. 5. Ekstrak glukomanan, hidrolisat glukomanan, dan Deionized Water (sebagai blanko), masing-masing 2.00 ml, ditempatkan ke dalam gelas ukur 25 ml diikuti dengan penambahan reagen 3,5-DNS (1.50 ml) dan kemudian diaduk dan diinkubasi dalam wadah tertutup berisi air mendidih selama 5 menit. Larutan didinginkan hingga suhu ruang, lalu diencerkan hingga 25 ml menggunakan Deionized Water. 6. Masing-masing sampel diukur nilai absorbansinya menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm. Kandungan glukosa pada larutan sampel dan hidrolisat ditentukan dengan memasukkan nilai absorbansi pada persamaan garis lurus regresi kurva standar glukosa. 𝜀 5000𝑓(5𝑇 − 𝑇𝑜) 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑔𝑙𝑢𝑘𝑜𝑚𝑎𝑛𝑛𝑎𝑛 (%) = 𝑚 f = faktor koreksi (0.90), T = kadar glukosa hidrolisat KGM (mg), To = kadar glukosa larutan sampel KGM (mg), m = massa tepung konjak (200 mg). Prosedur Analisis Data pertama berupa perbandingan metode akan dideskripsikan berdasarkan ratarata dan variasi data yang terbentuk. Dari data tersebut akan ditentukan metode manakah yang memiliki akurasi dan presisi yang lebih tinggi. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Validasi Metode Gravimetri dan Kolorimetri Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah tepung konjak glukomanan komersial. Konjak glukomanan komersial diuji kadar glukomanannya dengan metode gravimetri dan kolorimetri sebanyak 10 kali ulangan yang hasilnya ditampilkan pada Tabel 1. Berdasarkan Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa nilai RSD metode gravimetri (4.218%) lebih besar dibandingkan dengan metode kolorimetri (1.356%). Artinya, variasi data gravimetri lebih besar dibandingkan metode kolorimetri. Metode kolorimetri lebih repeatable dan presisi dibandingkan gravimetri. Nilai RSD kolorimetri juga memenuhi standar presisi suatu analisis kimiawi oleh CIPAC [7], sesuai dengan persamaan 𝑅𝑆𝐷 < 2(1 − 0.5 log 𝐶) 𝑥 0.67 , yaitu lebih kecil dari 1.361 sehingga metode kolorimetri merupakan suatu analisis yang presisi. Gambar 1 memperkuat bukti bahwa kolorimetri lebih presisi dibandingkan dengan gravimetri. Sebaran titik pada gravimetri lebih jauh dan trendline membentuk garis yang lebih curam dibandingkan dengan metode kolorimetri. Tabel 1 Kadar Glukomanan Tepung Konjak Diukur dengan Gravimetri dan Kolorimetri Kadar glukomanan KGM komersial (%) Gravimetri Kolorimetri Rata-rata 63.49 93.21 SD 3.12 1.26 RSD 4.918% 1.356%
1586
Pengukuran Kadar Glukomanan pada Konjak – Widjanarko, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 4 p.1584-1588, September 2015 100,00
Kadar Glukomanan (%)
90,00
Gravimetri
80,00
Kolorimetri
70,00
Literatur
60,00 50,00 40,00 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ulangan
Gambar 1 Trend Hasil Pengukuran Kadar Glukomanan Tepung Konjak Diukur dengan Gravimetri dan Kolorimetri Terdapat banyak cara untuk menentukan akurasi suatu metode. Salah satu diantaranya adalah dengan membandingkan hasil analisis dengan hasil yang telah dipublikasikan [8]. Kemasan KGM komersial telah mempublikasikan bahwa kandungan glukomanan dalam sampel adalah sebesar 90%. Rata-rata hasil kandungan glukomanan yang didapat dari metode gravimetri adalah 63.49%, sangat jauh selisihnya (26.51%) dibandingkan dengan metode kolorimetri yang rata-rata mendeteksi terdapat 93.21% glukomanan dalam sampel (selisih 3.21%) . Hal ini menunjukkan bahwa metode kolorimetri lebih akurat jika dibandingkan dengan metode gravimetri. Rendahnya hasil pengukuran kadar glukomanan dengan gravimetri diduga akibat proses koagulasi dan presipitasi yang tidak sempurna. Proses koagulasi dan ukuran koagulan dipengaruhi oleh 3 faktor, yaitu pemanasan, pengadukan, dan penambahan elektrolit [9]. Pengadukan yang dilakukan dalam proses ini tidak seragam sehingga ukuran partikel tidak seragam juga. Hal ini mengakibatkan banyaknya presipitat ukuran kecil yang lolos kertas saring halus, sehingga tidak tertimbang dan tidak terhitung sebagai glukomanan. Ukuran partikel yang bervariasi menyebabkan jumlah partikel yang lolos kertas saring juga bervariasi, yang berakibat variasi data yang didapat menjadi tinggi dan presisinya menurun. Pada pengujian kadar glukomanan metode kolorimetri denngan reagen 3,5-DNS, sampel tepung konjak yang akan dianalisis dipreparasi terlebih dahulu dengan cara diaduk dengan magnetic stirrer dalam buffer asam format - NaOH selama 4 jam dalam suhu ruang untuk menghilangkan zat-zat yang tidak larut seperti pati dan selulosa. Larutan yang dihasilkan (disebut sebagai larutan sampel KGM) kemudian dihidrolisis dan jumlah gula reduksi (glukosa dan manosa) diukur. Jumlah gula reduksi dalam larutan sampel KGM sebelum hidrolisis juga ditentukan, kemudian jumlah gula reduksi setelah hidrolisis dikurangi gula reduksi sebelum hidrolisis. Hal ini dilakukan untuk mencegah error positif dalam penentuan kandungan glukomanan yang diakibatkan terukurnya senyawa non glukomanan seperti glukosa bebas dalam sampel [3]. SIMPULAN Metode kolorimetri dengan reagen 3,5-DNS menunjukkan akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode gravimetri. Hal ini ditunjukkan dengan rata-rata kadar glukomanan KGM komersial yang diukur dengan kolorimetri sebesar 93.21%, lebih mendekati literatur (90%) dibandingkan dengan pengukuran menggunakan gravimetri yang 1587
Pengukuran Kadar Glukomanan pada Konjak – Widjanarko, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 4 p.1584-1588, September 2015 menunjukkan kadar KGM sebesar 63.49%. RSD kolorimetri sebesar 1.36%, lebih kecil dibandingkan RSD gravimetri sebesar 4.92%, menunjukkan bahwa kolorimetri lebih presisi dibandingkan gravimetri. DAFTAR PUSTAKA 1)
2) 3)
4)
5)
6) 7) 8) 9)
Husniati, Devi, A. Fitria, Medikasari, dan Hanafi. 2009. Isolasi Senyawa Glukomanan dalam Tanaman Umbi Singkong, Walur, dan Gadung Indiginous Indonesia. Jurnal Sains MIPA. Vol. 15, No 3, Halaman 191-195. Zhang, Y., B. Xie, and X. Gan. 2005. Advance in Application of Konjac Glucomannan and its Derivatives. Carbohydrate Polimers 60 : 27–31. Chua, Melinda, K. Chan, J.T. Hocking, P. Williams, C. Perry, and T. Baldwin. 2012. Methodologies for the Extraction and Analysis of Konjac Glucomannan from Corms of Amorphophallus konjac K. Koch. Elsevier. Carbohydrate Polymers 87 (2012) halaman 2202-2210. Whistler. R. L. and E.L. Richards. 1970. Hemicelluloses, Dalam Pigman, W.D. The Carbohydrates, Chemistry and Biochemistry, 2nd ed. Vol. 2, Academic Press. New York. Harijono, T. Estiasih, W.B. Sunarharum, dan I.S. Rakhmita. 2010. Karakteristik Kimia Ekstrak Polisakarida Larut Air dari Umbi Gembili (Dioscorea esculenta) yang Ditunaskan. Jurnal Teknologi Pertanian Vol 11, No 3, halaman 162-169. Harris, D.C. 2003. Quantitative Chemical Analysis, 6th ed. W.H. Freeman and Co : New York, page 680-690. CIPAC. 2003. Guidelines on Method Validation to be Performed in Support of Analytical Methods for Agrochemical Formulations. Document No. 3807. Huber, Ludwig. 2007. Validation and Qualification in Analytical Laboratories. Intherpharm, Informa Healthcare. New York, USA. Widianto, Sonny. 2009. Kimia Analitik: Gravimetri. Diakses 31 Mei 2014. < http://staff.unila.ac.id/ sonnywidiartofiles/201109/GRAVIMETRI.pdf.>
1588
