UNIVERSITAS GADJAH MADA FAKULTAS KEDOKTERAN PROGRAM STUDI S1 GIZI KESEHATAN Jl. Farmako, Sekip Utara, Yogyakarta 55281, Telp./Fax.: 0274-547775
BAB 1 PENDAHULUAN DAN METODE SAMPLING Modul Pembelajaran Pertemuan ke-1 (KULIAH)
ANALISIS ZAT GIZI Semester 2/ 3 SKS /KUG1215 oleh 1. Lily Arsanti Lestari, STP., MP. 2. Fatma Zuhrotun Nisa’, STP., MP. 3. Ir. Sudarmanto S., MS.
Didanai dengan dana BOPTN P3-UGM Tahun Anggaran 2012 Desember 2012
Deskripsi Singkat Pertemuan pertama ini dibagi menjadi 2 sesi @ 50 menit. Pada sesi 1 akan disampaikan kepada mahasiswa kontrak belajar selama mengikuti perkuliahan Analisis Zat Gizi. Isi RPKPS yang meliputi topik dan sub topik bahasan, tujuan pembelajaran, learning outcome, metode pembelajaran (kuliah, tutorial, dan praktikum), serta cara evaluasi/penilaian akan dijelaskan kepada mahasiswa. Pada sesi 2 akan diberikan materi mengenai ruang lingkup analisis zat gizi, pentingnya analisis zat gizi, jenis analisis, metode sampling yang benar, kesahihan / validitas data, presisi dan akurasi, dan jenis-jenis error.
Manfaat Penjelasan mengenai kontrak belajar dan isi RPKPS dapat memandu mahasiswa dalam mengikuti pembelajaran mata kuliah ini sehingga di akhir pembelajaran, mahasiswa diharapkan mendapat nilai yang bagus. Materi metode sampling yang benar merupakan dasar yang penting untuk diketahui mahasiswa karena pada pertemuan-pertemuan selanjutnya akan dibahas mengenai metode analisis zat-zat gizi yang lebih spesifik.
Relevansi Topik dan sub topik yang dibahas pada pertemuan ini sangat relevan untuk mendukung kompetensi yang akan dicapai.
Learning Outcome Mengidentifikasi cara melakukan sampling dan metode analisis yang benar sesuai dengan komoditas bahan yang akan dianalisis
MATERI PENDAHULUAN DAN METODE SAMPLING Ruang lingkup analisis zat gizi Analisis dapat diartikan sebagai usaha pemisahan suatu kesatuan pengertian ilmiah (dalam ilmu-ilmu sosial) atau suatu kesatuan materi bahan menjadi komponen-komponen penyusunnya sehingga dapat dikaji lebih lanjut. Dalam cabang ilmu
kimia,
analisis berarti
penguraian
bahan menjadi
senyawa-senyawa
penyusunnya yang kemudian dapat dipakai sebagai data untuk menetapkan komposisi (susunan) bahan tersebut. Cara analisis ini juga dikenal dalam cabangcabang ilmu lain misalnya matematik, psikologi, ekonomi, dan lain-lain. Kata analisis atau analisis berasal dari kata Yunani kuno yang masuk ke dalam bahasa Latin modern yaitu kata analusis yang berarti melepaskan. Kata analusis sendiri terdiri dari dua suku kata yaitu ana yang berarti kembali dan luein yang berarti melepas sehingga analuein berarti melepas kembali atau mengurai. Kata analusis ini kemudian terserap ke dalam bahasa Inggris menjadi analysis (kalau tunggal) atau analyses (kalau jamak). Kata analysis tersebut kemudian menjadi kosa kata bahasa Indonesia dan juga bahasa-bahasa lain. Dengan perkembangan teknologi elektronika yang sangat pesat dalam akhir abad ke-20, tata cara atau prosedur analisis kimia-fisika juga berkembang sangat pesat dengan berbagai pilihan yang semakin luas. Prosedur-prosedur analisis yang telah dipakai berpuluh-puluh tahun yang lalu, serta merta menjadi kuno dan ketinggalan jaman. Alat peralatan analisis, secara pasti dan meyakinkan mengarah ke sistem digital dan komputer melalui perkembangan mikroelektronik. Sistem pengamatan berskala secara manual atau analog (jarum penunjuk) semakin banyak ditinggalkan. Prosedur resmi yang dianjurkan oleh AOAC (Association of Official Analytical Chemists) selalu diperbarui setiap lima tahun. Dalam dasa warsa terakhir abad ke-20 ini, prosedur resmi tersebut berkembang dengan pesat, terutama dalam penggunaan alat peralatan yang lebih mutakhir. Hal ini tentunya sangat merepotkan negara-negara berkembang seperti Indonesia dalam mengikuti tata cara analisis yang mutakhir karena keterbatasannya dalam penyediaan peralatan yang lebih baru. Namun demikian, meskipun cara lama mungkin kurang cepat dan kurang efisien, kalau dilaksanakan dengan baik tidak kurang tepat dan
cermatnya dengan cara-cara baru. Analisis zat gizi dalam bahan makanan meliputi analisis : kadar air total, abu total, karbohidrat, protein, lemak dan minyak, vitamin, mineral, dan komponen non gizi.
Peran analisis zat gizi Pangan menyediakan unsur-unsur kimia tubuh yang dikenal sebagai zat gizi. Pada gilirannya, zat gizi tersebut menyediakan tenaga bagi tubuh, mengatur proses dalam tubuh dan membuat lancarnya pertumbuhan serta memperbaiki jaringan tubuh. Beberapa di antara zat gizi yang disediakan oleh pangan tersebut disebut zat gizi esensial, mengingat kenyataan bahwa unsur-unsur tersebut tidak dapat dibentuk dalam tubuh, setidak-tidaknya dalam jumlah yang diperlukan untuk pertumbuhan dan kesehatan yang normal. Jadi zat gizi esensial yang disediakan untuk tubuh yang dihasilkan dalam pangan, umumnya adalah zat gizi yang tidak dibentuk dalam tubuh dan harus disediakan dari unsur-unsur pangan di antaranya adalah asam amino esensial. Semua zat gizi esensial diperlukan untuk memperoleh dan memelihara pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan yang baik. Oleh karena itu, pengetahuan terapan tentang kandungan zat gizi dalam pangan yang umum dapat diperoleh penduduk di suatu tempat adalah penting guna merencanakan, menyiapkan, dan mengkonsumsi makanan seimbang. Analisis bertujuan untuk menguraikan suatu kesatuan bahan menjadi unsurunsurnya (constituents) atau untuk menentukan komposisi kesatuan bahan tersebut. Tujuan analisis dapat dijabarkan sebagai berikut : 1. menguraikan komponen-komponen suatu bahan makanan kemudian menentukan jenis atau jumlahnya sehingga dapat disusun komposisi keseluruhan bahan tersebut, 2. menentukan adanya suatu komponen bahan makanan dan kemudian memastikan berapa kadarnya sehingga dapat ditentukan kualitas bahan makanan tersebut. Penentuan kualitas ini dapat berkaitan dengan adanya penentuan formal atau aturan perundangan maupun dalam kaitannya dengan kebutuhan obyektif teknologi pengolahan maupun nilai gizi,
3. menentukan komponen bahan atau nutrisi yang terkandung dalam suatu bahan makanan sehingga dapat dipakai sebagai patokan untuk menyusun menu seharihari pada umumnya atau diet khusus,
Cara / metode sampling yang benar Contoh atau sampel yang diambil untuk dianalisis harus bersifat representatif artinya mewakili sifat keseluruhan bahan. Yang paling ideal tentunya apabila keseluruhan bahan dianalisis, akan tetapi hal ini tidak praktis, boros, dan tidak perlu. Sampel yang representatif akan cukup baik mewakili seluruh (populasi) bahan. Untuk mengambil sampel hanya diperlukan sebagian kecil bahan yang akan dianalisis. Tidak ada aturan statistik yang pasti berapa bagian dari bahan yang harus diambil untuk sampel, dapat diambil antara 5-20% apabila sudah cukup memadai, namun apabila terlalu banyak, cukup diambil akar pangkat dua dari berat (atau volume bahan seluruhnya). Sampel tersebut harus diambil dari sebanyak mungkin tempat (bagian) sehingga seluruh bagian terwakili. Sebenarnya, apabila bahan sudah memiliki tingkat homogenitas yang tinggi, jumlah sampel cukup sedikit saja. Selama menunggu saat analisis, kemungkinan besar sampel yang telah diambil akan mengalami perubahan-perubahan. Oleh karena itu untuk bahan (atau komponen) yang mudah mengalami perubahan harus diusahakan untuk segera dianalisis atau didahulukan dari bahan lain yang lebih stabil. Perubahan-perubahan yang mungkin terjadi selama menunggu saat analisis misalnya : 1. perubahan kimiawi : misalnya oksidasi. Untuk menghindari oksidasi ini dapat dilakukan dengan menempatkan sampel dalam wadah yang kering, dingin, dan kedap udara, atau kalau dirasa perlu disimpan dalam wadah yang berisi gas inert. 2. perubahan biokimiawi atau enzimatis. Untuk bahan-bahan yang diambil dari organisme hidup (tanaman atau hewan) kemungkinan besar masih mengalami
aktivitas
fisiologis
yang
dapat
mempengaruhi
hasil
pengamatan analitis. Untuk menghindari kemungkinan perubahan biokimiawi atau enzimatis ini, sampel sebaiknya disimpan dalam alat pendingin (bahkan mungkin pembeku atau freezer) atau dapat pula
diperlakukan sedemikian rupa sehingga enzim menjadi inaktif tanpa mengubah sifat-sifat bahan yang lain. 3. perubahan yang disebabkan karena adanya kontaminasi mikrobiologis. Usaha pencegahan perubahan mikrobiologis ini misalnya penyimpanan sampel dalam suhu rendah atau dengan penambahan bahan pengawet anti mikrobia. 4. Perubahan fisis misalnya terjadinya penguapan sebagian komponen atau penyerapan air dari udara sekitar oleh sampel. Masalah ini dapat ditanggulangi dengan menyimpan sampel dalam botol bersih yang kering dan tertutup rapat. Dapat juga dibantu dengan menambahkan bahan pengering (adsorben). 5. perubahan mekanis, misalnya goncangan, pemanasan, pendinginan, dan sebagainya. Untuk menghindari masalah ini, sampel dapat disimpan dalam wadah yang kuat dan dapat menyerap goncangan atau bantingan.
Jenis Analisis Analisis Kualitatif: identifikasi unsur atau zat/senyawa apa yang ada/terkandung dalam suatu contoh / sampel. Analisis kuantitatif: penetapan banyaknya suatu unsur/zat tertentu yang ada dalam suatu contoh/sampel bahan. Bila kadar zat tersebut 1.0% contoh, maka zat tersebut termasuk senyawa major, jika kadar zat tersebut antara 0.01-1% contoh, maka zat tersebut termasuk senyawa minor; serta jika kadar zat 0.01% contoh, maka senyawa tersebut termasuk senyawa “trace” (runutan).
Tahapan Analisis 1. pengambilan/pencuplikan sampel (=sampling) 2. mengubah analit ke bentuk yang sesuai dengan alat ukur 3. pengukuran / metoda analisis 4. perhitungan dan penafsiran pengukuran
I PENGAMBILAN SAMPEL (SAMPLING) Analisis kimia biasanya hanya memerlukan sedikit bahan. Jika bahan yang ada sedikit dan tidak akan digunakan lagi untuk hal lain, maka semuanya dpt dipakai sebagai sampel. Jika bahannya sangat mahal, digunakan sesedikit mungkin sampelnya . Apabila samplenya homogen maka cara samplingnya sederhana; tetapi bila samplenya heterogen, perlu perlakuan atau tindakan khusus agar samplenya representatif (= mewakili apa yang dianalisis). Contoh : analisis protein bijian, diambil sedikit sampel dari tiap karung (tergantung jumlah yang ada), kemudian digabungkan untuk memperoleh gross sample (bisa beberapa kilogram). Gross sample dikecilkan ukuran-nya untuk memperoleh laboratory sample (beberapa puluh atau ratus gram); dari sini akan diambil beberapa gram atau miligram sebagai analysis sample . Pengecilan ukuran sampel dapat dilakukan berbagai cara, misalnya dengan mengambil bagian-bagiannya kemudian mencampurkan (dapat beberapa tahap), menggiling dan mengayak untuk mendapatkan bubuk yang homogen untuk dianalisis. Untuk bahan-bahan biologis biasanya perlu penanganan khusus. Bahan biologis (selsel/jaringannya masih aktif) perlu dijaga agar tidak mengalami perubahan kimiawi, dan dijaga agar tidak mengalami kontaminasi. Untuk mencegah perubahan dalam sampel dapat ditambahkan bahan pengawet yang sesuai atau penyimpanan beku .
Ukuran Sample Sampel harus cukup untuk semua uji yang akan dilakukan. Sampel homogen cukup 250 gram (atau mililiter). Sampel rempah kering & bijian sebanyak 100gr - 250gr; buahan dan sayuran segar sebanyak 1 – 2 kg; daging, ikan segar, serta olahannya sebanyak 0,5 – 1 kg.
II MENGUBAH ANALIT KE BENTUK SESUAI DENGAN ALAT UKUR Sebelum merencanakan suatu prosedur analisis, harus diketahui informasi apa yang diperlukan dan tipe sampel apa yang akan dianalisis:
bagaimana sampel harus diperoleh
seberapa banyak sampel diperlukan
seberapa sensitif/peka metoda yang akan dipakai
seberapa ketepatan dan kecermatan hasil yang dikehendaki
Ketepatan dalam Pemilihan Prosedur yang Ideal Jika kita memilih prosedur analisis yang tepat, maka data yang kita hasilkan akan bersifat : Sahih (valid) : berdasar ilmiah Tepat (accuracy) Cermat (precission) Cepat : waktu relatif singkat Hemat : berbiaya relatif rendah Aman : tidak berbahaya Keterulangan (reproducibility) tinggi Khusus (specific) Andal (reliable) Mantap (stable)
Ketepatan (akurasi) & kecermatan (presisi) Hasil yang tepat/akurat adalah hasil yang sangat mendekati nilai sejati dari besaran terukur. Pengukuran semakin tepat bila galat (simpangan / standard deviasi) semakin kecil. Pengukuran yang cermat (presisi) merujuk ke cocok tidaknya di antara sekelompok hasil-hasil pengukuran. Istilah cermat tidak menyiratkan hubungan antara hasil pengukuran dengan nilai sejati.
Contoh hasil pengukuran : Tabel 1. Contoh Data Hasil Analisis A
B
C
Hasil Analisis
10,1 10,0 10,2 10,2 10,1 10,0
8,1 8,0 8,3 8,2 8,0 8,0
13,0 9,2 10,3 11,1 13,2 8,2
Rata-rata hasil
10,1
8,1
10,8
Kesalahan
0,0
2,0
0,7
Kesimpulan
??
??
??
ERROR (GALAT) DATA, SIMPANGAN Error = selisih numerik antara nilai terukur dengan nilai sebenarnya (=nilai sejati). Ada 4 jenis error, yaitu : 1. Error terpastikan (=determinate) atau sistematik = error yang dapat dikaitkan ke sebab-sebab tertentu yang dapat diketahui. Error ini bersifat satu arah relatif terhadap nilai sejati; seringkali dapat diulang dan dapat diramal. Contoh sumber error terpastikan : anak timbangan yang berkarat, buret dengan skala tidak cermat dan kabur, reagensia tidak murni, endapan yang larut, reaksi samping/ikutan dalam titrasi; suhu terlalu tinggi. Ada 3 kelompok error terpastikan : (a) error metoda : akibat dari metoda analisisnya (b) error operasi : akibat kurang terampilnya analis (c) error instrumen: akibat dari alat pengukur tidak bekerja persis sesuai dengan standar yang dituntut. 2. Error tetap/konstan : error yang besarannya (magnitude) hampir konstan dalam sederet analisis, tidak peduli berapapun ukuran sampel. Error ini akan nampak berkurang/menurun dengan semakin besarnya sampel bila nilai error disajikan relatif terhadap kualitas yang diukur. 3. Error sebanding : error yang nilai relatifnya konstant dengan berubahnya
ukuran sampel, atau sebaliknya nilai mutlak galat berubah sesuai dengan berubahnya ukuran sampel. 4. Error tak terpastikan (=indeterminate) : Error yang timbul sebagai akibat dari variabel-variabel yang diluar kendali di dekat batas penampilan suatu instrumen alat. Contoh : penyimpangan alat baca analitis akibat fluktuasi tegangan listrik; getaran gedung akibat kendaraan melintas atau akibat gempa; variasi temperatur ruang atau pemanasan; ketidakmampuan mata mendeteksi perubahan yang sangat halus pada alat baca.
TES FORMATIF 1. Bagaimanakah cara sampling yang benar? 2. Apa yang dimaksud dengan presisi dan akurasi? 3. Tentukan jenis data yang ada pada Tabel 1, apakah memenuhi kriteria presisi dan akurat?
