BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat-alat - Spektrofotometri Serapan Atom AA-6300
Shimadzu
- Alat-alat gelas
pyrex
- Pipet volume
pyrex
- Hot Plate
Fisons
- Oven
Fisher
- Botol akuades - Corong - Spatula - Kertas saring
Whatman No.42
- pH meter
Hanna
3.2 Bahan-bahan - Bubuk kopi - Larutan induk seng 1000 mg/L - Larutan induk tembaga 1000 mg/L - Akuades - HNO3
65 %
E.Merck
Universitas Sumatera Utara
- H2SO4
97 %
E.Merck
- H2O2
30 %
E.Merck
3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Penyediaan Sampel Bubuk kopi dimasukkan kedalam cawan penguap, lalu dikeringkan didalam oven pada suhu 105oC selama 5 jam dan dimasukkan kedalam desikator. 3.3.2 Pembuatan larutan standar Seng 100 mg/L Sebanyak 5 mL larutan induk logam seng 1000 mg/L dimasukkan kedalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan aquades sampai garis tanda lalu dihomogenkan. 3.3.3 Pembuatan larutan standar Seng 10 mg/L Sebanyak 5 mL larutan induk logam seng 100 mg/L dimasukkan kedalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan aquades sampai garis tanda lalu dihomogenkan. 3.3.4 Pembuatan larutan standar Seng 5 mg/L Sebanyak 25 mL larutan induk logam seng 10 mg/L dimasukkan kedalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan aquades sampai garis tanda lalu dihomogenkan. 3.3.5 Pembuatan larutan Seri Standar Seng 0,5 ; 1,0 ; 1,5 dan 2,0 mg/L Sebanyak 5; 10; 15 dan 20 mL larutan seng 5 mg/L dimasukkan dalam 4 buah labu takar 50 mL kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda dan dihomogenkan sehingga diperoleh larutan seri standar seng 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0 mg/L. 3.3.6 Pembuatan Kurva Standar Larutan seri standar seng 0,5 mg/L dibuat pH 3 kemudian diukur absorbansinya dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada λspesifik = 213,9 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak 3 kali dan dilakukan hal yang sama untuk larutan seri standar 1,0; 1,5; dan 2,0 mg/L.
Universitas Sumatera Utara
3.3.7 Pembuatan larutan standar Tembaga 100 mg/L Sebanyak 5 mL larutan induk logam Tembaga 1000 mg/L dimasukkan kedalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan aquades sampai garis tanda lalu dihomogenkan. 3.3.8 Pembuatan larutan standar Tembaga 10 mg/L Sebanyak 5 mL larutan induk logam Tembaga 100 mg/L dimasukkan kedalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan aquades sampai garis tanda lalu dihomogenkan. 3.3.9 Pembuatan larutan standar Tembaga 5 mg/L Sebanyak 25 mL larutan induk logam Tembaga 10 mg/L dimasukkan kedalam labu takar 50 mL lalu diencerkan dengan aquades sampai garis tanda lalu dihomogenkan. 3.3.10 Pembuatan larutan Seri Standar Tembaga 0,5 ; 1,0 ; 1,5 dan 2,0 mg/L Sebanyak 5; 10; 15 dan 20 mL larutan Tembaga 5 mg/L dimasukkan dalam 4 buah labu takar 50 mL kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda dan dihomogenkan sehingga diperoleh larutan seri standar seng 0,5; 1,0; 1,5; dan 2,0 mg/L. 3.3.11 Pembuatan Kurva Standar Larutan seri standar Tembaga 0,5 mg/L dibuat pH 3 kemudian diukur absorbansinya dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada λspesifik = 324,8 nm. Perlakuan dilakukan sebanyak 3 kali dan dilakukan hal yang sama untuk larutan seri standar 1,0; 1,5; dan 2,0 mg/L. 3.3.12 Penentuan Kadar Seng dan Tembaga pada Sampel Sebanyak 5 g sampel kering
dimasukkan kedalam gelas erlenmeyer 250 mL
kemudian ditambahkan 10 ml HNO3 pekat dan 2 mL H2SO4 pekat dicampur ratakan sehingga diperoleh larutan sampel. Larutan sampel tersebut ditambahkan 5 mL HNO3 pekat dan 3 mL H2O2 30 % kemudian dipanaskan diatas hot plate selama 30 menit sampai terbentuk larutan berwarna kuning jernih lalu didinginkan.
Universitas Sumatera Utara
Hasil dekstruksi disaring dengan kertas saring Whatman No.42 kemudian filtrat diencerkan dengan akuades sampai garis tanda dalam labu takar 50 mL dan diatur pH=3. Absorbansi larutan seng dan tembaga diukur dengan Spektrofotometer Serapan Atom pada λspesifik = 213,9 nm dan λspesifik = 324,8 nm. (Perlakuan dilakukan sebanyak 3 kali dan dilakukan hal yang sama untuk kopi bubuk buatan rumah tangga).
3.4 Bagan Penelitian 3.4.1. Preparasi Sampel Sampel kopi bubuk
Dimasukkan kedalam cawan penguap Dikeringkan didalam oven pada suhu 105 oC selama 5 jam Dimasukkan kedalam desikator Sampel kering homogen
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.Analisis Sampel dengan Metode Dekstruksi Basah (SNI 01-3551-2000) 500 g sampel kering
Dimasukkan kedalam gelas erlenmeyer 250 ml Ditambahkan 10 mL HNO3 pekat Ditambahkan 2 mL H2SO4 pekat Dipanaskan diatas hot plate selama 30 menit Didinginkan Larutan sampel
Ditambahkan 5 ml HNO3 pekat Ditambahkan 3 ml H2O2 30 % larutan kuning jernih
Dipanaskan diatas hot plate selama 30 menit Didinginkan Disaring dengan kertas saring whatman No.42
Filtrat
Residu
Diencerkan dengan aquades dalam labu takar 50 mL Dibuat pH = 3 Diukur absorbansi Zn dengan Spektrofotometer Serapan Atom pada λspesifik = 213,9 nm Diukur absorbansi Cu dengan Spektrofotometer Serapan Atom pada λspesifik = 324,8 nm hasil
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Logam Zn
Kondisi alat Spektrofotometer Serapan Atom(SSA) pada pengukuran konsentrasi logam Zn dapat dilihat pada table 4.1 Tabel 4.1 Kondisi Alat SSA Merek Shimadzu Tipe AA-6300 pada Pengukuran Konsentrasi Logam Zn
No
Parameter
Logam Zn
1
Panjang gelombang (nm)
213,9
2
Tipe Nyala
3
Kecepatan aliran gas pembakar(L/min)
2,0
4
Kecepatan aliran udara (L/min)
15,0
5
Lebar celah (nm)
0,7
6
Ketinggian tungku(mm)
Udara-C2H2
7
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Data Absorbansi Larutan Seri Standart Zn
Konsentrasi (mg/L)
Absorbansi Rata-Rata
0,0000
0,0035
0,5000
0,2317
1,0000
0,4043
1,5000
0,5604
2,0000
0,7719
Gambar 4.1 Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Seng (Zn)
4.1.2 Logam Cu
Kondisi alat Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) pada pengukuran konsentrasi logam Cu dapat dilihat pada table 4.3
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Kondisi Alat SSA Merek Shimadzu Tipe AA-6300 pada Pengukuran Konsentrasi Logam Cu
No
Parameter
Logam Zn
1
Panjang gelombang (nm)
324.8
2
Tipe Nyala
3
Kecepatan aliran gas pembakar(L/min)
1,8
4
Kecepatan aliran udara (L/min)
15,0
5
Lebar celah (nm)
0,7
6
Ketinggian tungku(mm)
Udara-C2H2
7
Tabel 4.4 Data Absorbansi Larutan Seri Standar Cu
Konsentrasi (mg/L)
Absorbansi Rata-Rata
0,0000
0,0004
0,5000
0,0521
1,0000
0,1126
1,5000
0,1410
2,0000
0,2083
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Tembaga (Cu)
4.2 Pengolahan Data
4.2.1 Logam Zn
4.2.1.1 Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square
Hasil pengukuran absorbansi larutan seri standar seng pada tabel 4.2 diplotkan terhadap konsentrasi sehingga diperoleh kurva kalibrasi berupa garis linier. Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi ini dapat diturunkan dengan metode least square dengan data terdapat pada tabel 4.5.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square untuk Zn No
Xi
Yi
(Xi-X)
(Yi-Y)
(Xi-X)2
(Yi-Y)2
(Xi-X) (Yi-Y)
1
0,0000
0,0035
-1,0000
-0,3909
1,0000
0,1528
0,3909
2
0,5000
0,2317
-0,5000
-0,1627
0,2500
0,0265
0,0814
3
1,0000
0,4043
0,0000
0,0099
0,0000
0,0001
0,0000
4
1,5000
0,5604
0,5000
0,1660
0,2500
0,0275
0,0830
5
2,0000
0,7719
1,0000
0,3775
1,0000
0,1425
0,3775
∑
5,0000
1,9718
0,0000
0,0002
2,5000
0,3503
0,9328
X=
∑ Xi 5,0000 = =1 n 5
Y=
∑ Yi 1,9718 = = 0,3944 n 5
Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan garis y = αx + b Dimana : α = slope b = intersept Selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan mengunakan metode least square sebagai berikut :
α =
∑( Xi − X )(Yi − Y ) ∑( Xi − X ) 2 b = y - αx
Dengan mensubtitusikan harga-harga yang tercantum pada table 4.5 pada persamaan ini maka diperoleh :
α=
0,9328 = 0,3731 2,5000
b = 0,3944 – 0,3731(1)
= 0,0213
Universitas Sumatera Utara
Maka diperoleh persamaan garis :
y = 0,3731x + 0,0213
4.2.1.2Koefisien Korelasi
Koefisien korelasi dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
r=
∑( Xi − X )(Yi − Y )
[∑( Xi − X )
2
− (Yi − Y ) 2
]
1 2
Maka koefisien korelasi untuk Seng (Zn) adalah :
r=
0,9328
[2,5 x0,3503]
1 2
=
0,9328
[0,8758]
1 2
=
0,9328 = 0,9968 0,9358
4.2.1.3. Penentuan Konsentrasi
Untuk menghitung konsentrasi dari logam Zn, maka diambil salah satu data hasil pengukuran absorbansi pada logam Zn dari sampel kopi bubuk pada minggu tertentu.Data dapat dilihat pada tabel 4.6. Tabel 4.6. Data Hasil Pengukuran Absoransi Logam Zn Pada Kopi Bubuk Industri Pabrik dan Industri Rumah Tangga dengan Metode Dekstrusi Basah Secara SSA Sampel
Minggu
KBP
I II III IV I II III IV
KBRT
A1 0,2407 0,3820 0,2508 0,3795 0,5036 0,5498 0,4863 0,5012
Absorbansi A2 0,2405 0,3838 0,2507 0,3773 0,5023 0,5471 0,4892 0,5033
A3 0,2408 0,3842 0,2508 0,3788 0,5006 0,5509 0,4709 0,5023
Absorbansi RataRata (A) 0,2407 0,3833 0,2508 0,3785 0,5022 0,5493 0,4821 0,5023
Universitas Sumatera Utara
Keterangan : KBP
: Kopi Bubuk Industri Pabrik
KBRT : Kopi Bubuk Industri Rumah Tangga Konsentrasi logam Zn untuk sampel kopi bubuk industri pabrik dapat dihitung dengan mensubtitusikan nilai Y (absorbansi) minggu I untuk perlakuan I kepersamaan garis regresi y = 0,3731x + 0,0213 Maka diperoleh A1 = 0,2407 A2 = 0,2405 A3 = 0,2408
X1 = 0,5880
(X1 – X)2 = 0,0001 x 10-4
X2 = 0,5875
(X2 – X)2 = 0,0016 x 10-4
X3 = 0,5883
(X3 – X)2 = 0,0016 x 10-4
X = 0,5879
∑ (Xi – X)2 = 0,0033 x 104
Konsentrasi dinyatakan dalam bentuk : X ± d (mg/L) dimana : d = t(P.dk)Sx
S=
=
∑( Xi − X ) = n−i 0,0033 x10 −4 2
= 0,0406 x 10-2
Sx =
s n
=
0,0406 x10 −2 = 0,002 1,7321
Dari daftar t student untuk n=3, dengan derajat kebebasan (dk) = n-1 = 3-1 = 2.Untuk derajat kepercayaan 95% (P = 0,05) nilai t = 4,30 maka :
Universitas Sumatera Utara
d=t(P.dk)Sx d=4,30 x 0,1x0,0002 d=86 x 10 -5 mg /L
Dari data hasil pengukuran kadar seng pada kopi bubuk industri pabrik pada minggu I untuk perlakuan I dengan metode dekstruksi basah adalah sebesar : 0,5879 ± 0,00086 mg /L.
4.2.1.4 Penentuan Kadar seng (Zn) Pada Kopi Bubuk Dalam Satuan mg/kg
Pengukuran kadar seng (Zn) dalam kopi bubuk industri pabrik pada minggu I untuk perlakuan I dengan metode dekstruksi basah dengan Spektrofotometer Serapan Atom : Kadar logam Zn =
=
XxVolumePelarut x10 6 mg / kg BeratContoh
0,5879mg / Lx 0,05 L x10 6 mg / kg 3 5 x10 mg
= 5,879 mg/kg Hasil perhitungan kadar seng (Zn) pada kopi bubuk industri pabrik dan kopi bubuk industri rumah tangga dapat dilihat pada tabel 1 dalam lampiran.
Universitas Sumatera Utara
4.2.2 Logam Cu
4.2.2.1 Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square
Tabel 4.7. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square untuk Cu No
Xi
Yi
(Xi-X)
(Yi-Y)
(Xi-X)2
(Yi-Y)2
(Xi-X) (Yi-Y)
1
0,0000
0,0004
-1,0000
-0,1025
1,0000
0,0105
0,1025
2
0,5000
0,0521
-0,5000
-0,0508
0,2500
0,0026
0,0254
3
1,0000
0,1126
0,0000
0,0097
0,0000
0,0001
0,0000
4
1,5000
0,1410
0,5000
0,0381
0,2500
0,0015
0,0191
5
2,0000
0,2083
1,0000
0,1054
1,0000
0,0111
0,1054
∑
5,0000
0,5144
0,0000
0,0001
2,5000
0,0258
0,2524
X=
∑ Xi 5,0000 = =1 n 5
Y=
∑ Yi 0,5144 = = 0,1029 n 5
Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan garis y = αx + b Dimana α = slope b = intersept Selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan mengunakan metode least square sebagai berikut :
α=
∑( Xi − X )(Yi − Y ) ∑( Xi − X ) 2 b = y - αx
Universitas Sumatera Utara
Dengan mensubtitusikan harga-harga yang tercantum pada table 4.7 pada persamaan ini maka diperoleh : α =
0,2524 = 0,1010 2,500
b = 0,1029 – 0,1010 (1) = 0,0019 Maka diperoleh persamaan garis : y = 0,1010x + 0,0019
4.2.2.2Koefisien Korelasi
Koefisien korelasi dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : r=
∑( Xi − X )(Yi − Y )
[∑( Xi − X )
2
− (Yi − Y ) 2
]
1 2
Maka koefisien korelasi untuk tembaga (Cu) adalah : r=
0,2524
[2,5 x0,0258]
1 2
=
0,2528
[0,0645]
1 2
=
0,2528 = 0,9953 0,2540
4.2.2.3. Penentuan Konsentrasi
Untuk menghitung konsentrasi dari logam Zn, maka diambil salah satu data hasil pengukuran absorbansi pada logam Zn dari sampel kopi bubuk pada minggu tertentu.Data dapat dilihat pada tabel 4.8.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Logam Cu pada Kopi Bubuk Industri Pabrik dan Industri Rumah Tangga dengan Metode Dekstrusi Basah Secara SSA Sampel
Minggu
KBP
I II III IV I II III IV
KBRT
Absorbansi A2 0,1214 0,1449 0,1346 0,1412 0,1154 0,1219 0,1313 0,1221
A1 0,1228 0,1454 0,1356 0,1418 0,1145 0,1228 0,1326 0,1226
A3 0,1222 0,1440 0,1339 0,1416 0,1148 0,1219 0,1332 0,1229
Absorbansi Rata-Rata (A) 0,1221 0,1448 0,1343 0,1415 0,1149 0,1222 0,1324 0,1225
Keterangan : KBP
: Kopi Bubuk Industri Pabrik
KBRT : Kopi Bubuk Industri Rumah Tangga Konsentrasi logam Zn untuk sampel kopi bubuk industri pabrik dapat dihitung dengan mensubtitusikan nilai Y (absorbansi) minggu I untuk perlakuan I kepersamaan garis regresi : y = 0,1010x + 0,0019 Maka diperoleh A1 = 0,1228 A1 = 0,1214 A1 = 0,1222
X1 = 1,1970
(X1 – X)2 = 0,4356 x 10-4
X2 = 1,1832
(X2 – X)2 = 0,5184 x 10-4
X3 = 1,1911
(X3 – X)2 = 0,0049 x 10-4
X = 1,1904
∑ (Xi – X)2 = 0,9589 x 104
Konsentrasi dinyatakan dalam bentuk : X ± d (mg/L) dimana : d = t(P.dk)Sx
Universitas Sumatera Utara
S=
=
Sx =
∑( Xi − X ) n −1 0,9589 x10 −4 = 0,6924 x 10 -2 2
S n
=
0,6924 x10 −2 = 0,004 1,7321
Dari daftar t student untuk n=3, dengan derajat kebebasan (dk) = n-1 = 3-1 = 2. Untuk derajat kepercayaan 95% (P = 0,05) nilai t = 4,30 maka : d=t(P.dk)Sx d=4,30 x 0,1x0,004 d=0,00172 mg /L Dari data hasil pengukuran kadar tembaga pada kopi bubuk industri pabrik pada minggu I untuk perlakuan I dengan metode dekstruksi basah adalah sebesar : 1,1904 ± 0,00172 mg /L
4.2.2.4 Penentuan Kadar Tembaga (Cu) Pada Kopi Bubuk dalam Satuan mg/kg
Pengukuran kadar seng (Zn) dalam kopi bubuk industri pabrik pada minggu I untuk perlakuan I dengan metode dekstruksi basah dengan Spektrofotometer Serapan Atom :
Kadar Logam Cu=
=
XxVolumePelarut x10 6 mg / kg BeratConth 1,1904mg / Lx 0,05 L 5.10 3
= 11,904 mg/kg Hasil perhitungan kadar tembaga (Cu) pada kopi bubuk industri pabrik dan kopi bubuk industri rumah tangga dapat dilihat pada tabel 2 dalam lampiran.
Universitas Sumatera Utara
4.3 Pembahasan Penelitian ini dilakukan dengan membandingkan kadar Zn dan Cu pada kopi bubuk industri pabrik dan kopi bubuk industri rumah tangga dengan variasi persatu minggu pengambilan sampel. Penelitian ini dilakukan untuk membuktikan apakah kadar Zn dan Cu yang terkandung dalam kopi bubuk tersebut masih dalam batas terkendali. Menurut syarat mutu SNI 01-3542-2004 tentang kopi bubuk, kadar maksimum cemaran Zn dan Cu adalah 40 mg/kg.(SNI 01 -3542- 2004.Kopi Bubuk.Badan Standar Nasional) Kurva kalibrasi larutan seri standar Zn dan Cu (tabel 4.5 dan tablel 4.7) dibuat dengan memvariasikan konsentrasi larutan standar Zn dan Cu dengan menggunakan metode Least Square sehingga diperoleh persamaan garis linear untuk Zn, y = 0,1010x + 0,0019 dengan grafik pada gambar 1, dan untuk Cu, y = 0,1010x + 0,0019 dengan grafik pada gambar 2. Dalam penentuan apakah suatu penelitian memiliki titik yang sejajar pada kurva kalibrasi dengan harga slope positif dapat dilihat dari perhitungan koefisien korelasi untuk Zn = 0,9968 dan Cu=0,9953. Hal ini menunjukkan adanya hubungan atau korelasi positif antara konsentrasi dengan absorbansi. Pada penelitian analitik, grafik kurva kalibrasi yang baik ditunjukkan dengan ≥harga 0,99.r (Miller J.C.N.1986) Dari hasil penelitian diperoleh bahwa kadar Zn dan Cu untuk masing-masing sampel berbeda-beda. Untuk kopi bubuk industri pabrik,logam Zn mengalami peningkatan pada minggu ke II dan IV, dan logam Cu mengalami peningkatan pada minggu ke II.Untuk kopi bubuk industri rumah tangga,logam Zn mengalami peningkatan pada minggu ke II dan logam Cu mengalami peningkatan pada minggu ke III. Perbedaan ini kemungkinan disebabkan oleh kondisi geografis yang berbeda dari tiap lahan perkebunan kopi tersebut, proses pengolahan seperti perendangan ,penggilingan dan pengemasan juga menjadi faktor yang menyebabkan kadar logam pada kopi bubuk tersebut berbeda. Untuk sampel kopi bubuk industri pabrik diperoleh konsentrasi rata-rata untuk Zn = 7,872 mg/kg dan untuk Cu= 13,256 mg/kg.Untuk sampel kopi bubuk industri rumah tangga diperoleh konsentrasi rata-rata untuk Zn=13,071 mg/kg dan untuk Cu = 11,990 mg/kg. Dari hasil pembahasan diatas dapat diketahui bahwa kopi bubuk industri pabrik dan kopi bubuk industri rumah tangga yang dianalisa masih berada dalam standar syarat mutu kopi bubuk menurut SNI 01-3542-2004, dimana kadar maksimum cemaran logam Zn dan Cu dalam kopi bubuk adalah 40 mg/kg, sehingga kopi bubuk tersebut masih layak dikonsumsi jika ditinjau dari parameter tersebut
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Untuk sampel kopi bubuk industri pabrik diperoleh konsentrasi untuk : a. Zn = 7,872 mg/kg b. Cu = 13,256 mg/kg. Untuk sampel kopi bubuk industri rumah tangga diperoleh konsentrasi untuk : a. Zn =13,071 mg/kg b. Cu = 11,990 mg/kg. 2. Kadar seng dan tembaga yang terkandung dalam kopi bubuk yang dianalisa tersebut masih sesuai dengan syarat mutu SNI 01-3542-2004.
5.2 Saran
Dari hasil penelitian ini hanya memberikan informasi kadar Logam Zn dan Cu saja. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian terhadap cemaran mikroba dan kandungan logam berat lain di dalam kopi, yang memiliki pengaruh terhadap kesehatan.
Universitas Sumatera Utara
