PENGENDALIAN MUTU ANALISIS UNSUR DALAM BAHAN PANGAN MENGGUNAKAN ANALISIS AKTIVASI NEUTRON

DAFTAR ISI Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 22 Juni 2011

Tema : Peran Sains dan Teknologi Nuklir di Bidang Kesehatan, Lingkungan, Industri dan Pendidikan dalam Mendukung Pembangunan Nasional

PENGENDALIAN MUTU ANALISIS UNSUR DALAM BAHAN PANGAN MENGGUNAKAN ANALISIS AKTIVASI NEUTRON Endah Damastuti, Natalia Adventini dan Diah Dwiana Lestiani Pusat Teknologi Nuklir Bahan dan Radiometri, Badan Tenaga Nuklir Nasional Jl. Tamansari 71, Bandung, 40132

ABSTRAK PENGENDALIAN MUTU ANALISIS UNSUR DALAM BAHAN PANGAN MENGGUNAKAN ANALISIS AKTIVASI NEUTRON. Pangan merupakan sumber utama dari unsur makro, mikro maupun runutan yang memiliki peran yang berbeda-beda bagi manusia baik bersifat nutrisional, esensial dan/atau toksik. Tingkatan kandungan unsur-unsur tersebut dalam bahan pangan merupakan faktor yang dapat mengkarakterisasi keamanan dan kualitas dari suatu bahan pangan, sehingga data kandungan unsur yang dihasilkan harus merupakan data yang dapat dipercaya dan akurat. Data yang demikian dapat diperoleh melalui implementasi pengendalian mutu analisis yang sesuai. Serangkaian kegiatan pengendalian mutu yang meliputi uji homogenitas sampel, verifikasi metode, grafik kendali replika pengujian menggunakan bahan acuan, komparasi metode serta reprodusibilitas metode melalui uji banding antar laboratorium, dilakukan untuk memperoleh data analisis unsur yang berkualitas dengan menggunakan teknik analisis aktivasi neutron. Diperoleh bahwa sampel pangan yang dipreparasi homogen, dimana diperoleh Fhitung
ABSTRACT QUALITY CONTROL IN ELEMENTAL ANALYSIS OF FOODSTUFF USING NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS. Food is the main source of macro-, micro-, and trace elements which may play different role in human organism, that is, nutritional, essential, and/or toxic. The levels of these elements are among the factors that characterize the safety and quality of foodstuffs, therefore, reliable and accurate data are required. These data can be achieved through suitable analytical quality control. Series of quality control activities, consist of homogeneity sample test, method verification, control charts of replicate analysis using reference material, method comparison and reproducibility of method through participation in intercomparison laboratories, were carried out in order to assure the data quality of elemental analysis in food using neutron activation analysis. It is obtained that prepared food samples were homogeneous, where it’s obtained that Fcount
167

Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 22 Juni 2011


reported. It can be concluded that data of elemental analysis in foodstuffs using neutron activation analysis carried out by PTNBR laboratory were considered as valid, accurate and reliable data. Keywords: quality control, foodstuff, NAA, element

1.

Analisis unsur dalam bahan pangan merupakan analisis yang cukup rumit dengan matriks yang cukup kompleks. Suatu unsur dalam satu bahan pangan bisa merupakan unsur mayor namun dalam bahan pangan lainnya, unsur tersebut dapat berada pada konsentrasi yang rendah [2]. Sebagai contoh, kalsium dalam pangan produk susu merupakan unsur mayor namun dalam pangan biji-bijian seperti gandum, kalsium memiliki konsentrasi yang relatif rendah. Sehingga analisis unsur dalam bahan pangan membutuhkan teknik analisis yang memiliki kepekaan tinggi dan tidak terlalu dipengaruhi oleh matriks. Teknik analisis aktivasi neutron merupakan salah satu teknik analisis nuklir yang memiliki kepekaan tinggi dengan limit deteksi yang rendah, mampu menganalisis hingga mencapai orde nanogram, selektif, multi unsur, preparasi relatif mudah, tidak terlalu dipengaruhi oleh matriks sampel serta merupakan teknik analisis yang tidak merusak. Teknik analisis aktivasi neutron sangat sesuai untuk analisis unsur dalam sampel padatan, tidak membutuhkan proses pelarutan, dan teknik ini merupakan teknik analisis yang tangguh dengan akurasi yang tinggi hingga pada konsentrasi yang rendah [3]. Terkait dengan kegiatan renstra BATAN mengenai kandungan mikronutrisi dalam bahan pangan di pulau Jawa menggunakan teknik analisis nuklir, diantaranya AAN, sebagai basis data mikronutrisi pada berbagai bahan pangan dan sudah terakreditasinya laboratorium PTNBR-BATAN oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN), maka pengendalian mutu terhadap proses analisis unsur dalam bahan pangan menggunakan teknik analisis aktivasi neutron, yang merupakan bagian dari implementasi jaminan mutu hasil pengujian, perlu untuk dilakukan. Dalam hal menjamin mutu hasil analisis, faktor-faktor yang mempengaruhi hasil analisis harus dikendalikan sedemikian rupa. Faktorfaktor tersebut mencakup penggunaan peralatan yang terkalibrasi baik alat ukur utama maupun peralatan penunjang lainnya, penggunaan reagen yang sesuai spesifikasi, kebersihan peralatan gelas, penerapan metode uji yang sesuai, kondisi lingkungan kerja hingga analis

PENDAHULUAN

Bahan pangan merupakan komoditi penting untuk kelangsungan hidup manusia. Pangan merupakan sumber utama unsur-unsur nutrisi, baik unsur mayor maupun unsur runutan, yang bermanfaat bagi kesehatan manusia. Unsur-unsur tersebut merupakan unsur esensial yang memiliki peran penting dalam proses metabolisme dan berbagai reaksi enzimatik dalam tubuh manusia. Data komposisi unsur dalam bahan pangan dapat digunakan untuk berbagai tujuan, diantaranya untuk asesmen asupan energi ataupun asupan gizi suatu individu maupun populasi, asesmen dampak makanan terhadap kesehatan dan penyakit yang dapat ditimbulkan pada penelitian-penelitian epidemiologi [1]. Namun, selain bersifat esensial, unsur-unsur tersebut juga memiliki sifat toksik dan dapat membahayakan kesehatan manusia bila dikonsumsi dalam jumlah yang berlebih. Oleh karena itu, besarnya kandungan unsur dalam bahan pangan merupakan faktor yang dapat mengkarakterisasi kualitas dan keamanan pangan [2]. Selain itu, tuntutan publik terhadap keamanan, kebersihan dan kualitas pangan yang lebih baik juga semakin meningkat. Untuk alasan-alasan tersebut, berbagai negara telah menetapkan peraturan-peraturan mengenai besaran kandungan unsur esensial yang dianjurkan, dan batasan kandungan unsur yang bersifat toksik ataupun berpotensi toksik pada berbagai produk makanan, bahan pangan mentah dan zat tambahan lainnya pada makanan. Perlunya data komposisi atau kandungan unsur dalam bahan pangan dan untuk asesmen suatu bahan pangan tentang kesesuaiannya terhadap persyaratan ataupun peraturan yang telah ditetapkan tersebut menjadikan kegiatan analisis menjadi tahapan penting yang sering dijadikan dasar suatu pengambilan keputusan. Oleh karena itu, data hasil analisis unsur dalam bahan pangan harus merupakan data yang dapat dipercaya, akurat dan memiliki kualitas yang baik. Data hasil analisis yang demikian dapat dicapai melalui implementasi jaminan mutu yang efektif di laboratorium.

168


yang kompeten. Berdasarkan ISO/IEC 17025:2005, Laboratorium harus memiliki prosedur pengendalian untuk memantau keabsahan pengujian yang dilakukan. Data yang dihasilkan harus direkam sedemikian rupa sehingga semua kecenderungan dapat dideteksi dan bila memungkinkan teknik statistik harus diterapkan dalam pengkajian hasil. Pemantauan tersebut harus direncanakan dan dikaji serta mencakup, tapi tidak terbatas pada hal-hal berikut : keteraturan dalam penggunaan bahan acuan bersertifikat dan/atau pengendalian mutu internal menggunakan bahan acuan sekunder, partisipasi dalam uji banding antar laboratorium atau program uji profisiensi, replika pengujian atau kalibrasi menggunakan metode yang sama atau berbeda, pengujian ulang atau kalibrasi ulang atas barang yang masih ada serta korelasi hasil untuk karakteristik yang berbeda dari suatu barang [4]. Sehingga dapat dikatakan bahwa jaminan mutu adalah salah satu usaha yang bertujuan untuk memperkecil kesalahan data hasil analisis dan menjamin agar mutu data hasil analisis dapat diterima. Kualitas dari suatu laboratorium terukur dengan keandalan/reabilitas data (dinyatakan sebagai presisi dan akurasi data yang diukur terhadap bahan acuan atau kontrol sampel), kinerja laboratorium dalam uji banding laboratorium atau uji profisiensi, kepuasan pelanggan dan kesesuaian dengan atau terakreditasi menurut standar internasional terutama ISO/IEC 17025 : 2005 [4]. Kegiatan pengendalian mutu ini bertujuan agar data hasil analisis unsur dalam bahan pangan dapat merupakan data yang akurat, dapat dipercaya dan memiliki kualitas yang baik yang dapat mendukung pencapaian kegiatan renstra BATAN. Data hasil analisis laboratorium dikatakan berkualitas bila data tersebut memiliki ketepatan dan ketelitian yang tinggi [5]. Pengendalian mutu merupakan aktivitas teknik dan manajemen untuk mengukur karakteristik kualitas dari output dan memberikan hasil yang sesuai dengan spesifikasi yang dikehendaki, serta untuk mengambil tindakan perbaikan yang tepat apabila ditemukan perbedaan antara performance actual dan standar [5]. Kegiatan pengendalian mutu yang dibahas dalam makalah ini mencakup proses preparasi sampel melalui uji homogenitas, verifikasi metode menggunakan bahan acuan, grafik kendali replika pengujian menggunakan bahan acuan sebagai sampel QC, replikasi analisis dengan metode yang berbeda (SSA) serta partisipasi


dalam uji banding antar laboratorium.

2.

TEORI

Metode analisis aktivasi neutron (AAN) merupakan teknik analisis yang memanfaatkan berkas neutron yang dihasilkan oleh suatu reaksi fisi yang berlangsung dalam reaktor nuklir. Metode AAN didasarkan pada reaksi penangkapan neutron termal oleh inti sasaran melalui reaksi inti (n, γ). Inti nuklida yang terinduksi akan teraktifkan dan ada dalam keadaan metastabil. Untuk mencapai keadaan stabil, inti tersebut akan melepaskan kelebihan energinya melalui transisi isomerik atau melalui peluruhan β- atau β+ yang umumnya diikuti pula oleh emisi sinar-γ. Dari kedua keadaan ini, sinar-γ yang diemisikan umumnya bersifat spesifik untuk suatu radionuklida tertentu dan sifat ini digunakan untuk mengidentifikasi suatu radionuklida hasil aktivasi baik kualitatif maupun kuantitatif secara simultan tanpa dipengaruhi sifat-sifat kimia dari sampel [6,7]. Homogenitas sampel perlu diuji terkait dengan harus representatifnya suatu hasil uji. Uji homogenitas dilakukan secara statistik mengunakan uji F. Uji F merupakan perbandingan antara variance between means dengan variance within groups [8], seperti dijabarkan dalam Persamaan (1) berikut:

Fhitung 

MSB MSW

(1)

Dimana MSB (Mean Square Between) dan MSW (Mean Square Within) yang diperoleh dari Persamaan (2) dan (3) berikut:

 a MSB  MSW 

 bi   X a i  bi 

i

2n  1

a

i

 bi   X ai  bi 

2

2

(2)

(3)

2n

di mana ai = data simplo, bi = data duplo, X = rata-rata data simplo dan duplo dan n = jumlah data. Kriteria uji homogenitas yang digunakan adalah kriteria 1, yaitu jika F hitung < F tabel maka sampel dikatakan homogen [9]. Verifikasi metode mengunakan bahan acuan meliputi parameter presisi dan akurasi. Akurasi merupakan kesesuaian antara hasil analisis dengan nilai benar dan dinyatakan

169



dalam % recovery (%rec) yang diperoleh melalui persamaan: % Re c 

X uji X sert

 100%

(4)

dimana Xuji adalah nilai hasil analisis, Xsert adalah nilai sertifikat [10]. Sedangkan presisi dinyatakan sebagai simpangan baku relatif atau koefisien variasi (%CV) yang dinyatakan dalam persamaan berikut [11]:

%CV 

SD X

 100%

(5)

dimana SD adalah standar deviasi hasil analisis dan X adalah rata-rata hasil analisis. Kriteria penerimaan presisi suatu metode ditetapkan berdasarkan nilai rasio Horwitz (HORRAT). Rasio Horwitz (untuk ripitabilitas) diperoleh dari persamaan: HORRAT (r ) 

RSD r PRSD R

(6) Gambar 1. Skema jaminan mutu dalam tahapan analisis [17].

dimana PRSDR adalah standar deviasi relatif Horwitz (PRSDR =σH = 21-0,5 log C ) dengan C adalah fraksi konsentrasi dan RSDr adalah simpangan baku relatif ripitabilitas [12,13,14]. Kriteria penerimaan presisi (ripitabilitas) untuk validasi metode adalah bila nilai HORRAT berada pada rentang 0,3–1,3 [13,14]. Sedangkan kriteria keberterimaan akurasi dijabarkan dalam Tabel 1. Jaminan mutu analisis meliputi seluruh tahapan analisis dimulai dari sampling hingga penerbitan laporan hasil analisis [16,17]. Skema tahapan analisis dan jaminan mutunya dijabarkan dalam Gambar 1 [17]. Tabel 1. Persyaratan keberterimaan %recovery untuk pengujian individu [15]

No

Concentration

1 2 3 4 5 6 7 8

100 % 10 % 1% 0,1 % 0,01 % 10 µg/g (ppm) 1 µg/g 10 µg/kg (ppb)

Pengendalian mutu merupakan bagian dari proses jaminan mutu. Pengendalian mutu analisis terdiri dari dua yaitu pengendalian mutu internal yang mencakup analisis menggunakan bahan acuan, replikasi analisis, analisis blanko dan blind samples, serta grafik kendali yang bertujuan untuk mengontrol hasil analisis laboratorium dan untuk mengetahui bila terjadi penyimpangan hasil, sedang pengendalian mutu eksternal ditunjukkan melalui partisipasi dalam uji profisiensi atau uji banding antar laboratorium [5,17].

nilai

3.

Recovery Limit 98-101 % 95-102 % 92-105 % 90-108 % 85-110 % 80-115 % 75-120 % 70-125 %

TATAKERJA

3.1. Bahan dan peralatan Bahan yang diperlukan bahan acuan bersertifikat, NIST 1548a Typical Diet, 1567a Wheat Flour dan 1568a Rice Flour, berbagai sampel bahan pangan duplicate diet dari berbagai lokasi di Pulau Jawa, larutan standar, asam HNO3 p.a. Sedang peralatan yang digunakan terdiri atas blender bermata titanium, freze dryer, microwave digestion, seperangkat spektrometer gamma dengan

170


detektor HPGe, spektrometer serapan atom, vial polietilen (PE), neraca analitik.


200-300 detik menggunakan detektor HPGe efisiensi tinggi. Untuk waktu paruh menengah, sampel dicacah selama 500-1000 detik sedang untuk sampel dengan waktu paruh panjang, pencacahan dilakukan selama 55000 detik. Analisis spektrum dilakukan menggunakan software Genie 2000.

3.2. Preparasi sampel pangan Sampel bahan pangan ditimbang dan dihaluskan dengan menggunakan blender bermata titan. Air suling ditambahkan secara kuantitatif bila diperlukan. Sampel yang telah halus kemudian dimasukkan ke dalam labu bundar berukuran 250 mL dan dikondisikan pada suhu -40°C selama satu malam di dalam freezer. Sampel kemudian dipasangkan pada alat freeze dryer. Pengeringan beku dilakukan pada suhu -55°C selama kurang lebih 2x24 jam sampai diperoleh bobot konstan. Sampel yang telah kering digerus menggunakan lumpang dan alu berbahan teflon di dalam ruang laminar air flow, kemudian dihaluskan dengan mortar agate hingga berukuran 200 mesh. Sampel yang telah halus dimasukkan ke dalam wadah polietilen dan dikocok selama 5-10 menit hingga homogen. Kemudian sampel diberi label dan disimpan dalam ruang bersih.

3.5. Komparasi metode analisis dengan metode Spektrometri Serapan Atom Sejumlah 500 mg sampel pangan ditimbang dan dimasukkan ke dalam vesel microwave digestion. Ke dalamnya ditambahkan 7,5 mL HNO3 suprapure dan 2,5 mL aquades. Sampel kemudian dilarutkan dalam microwave pada suhu 200°C selama 20 menit. Setelah larut, sampel dikisatkan dan dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 25 mL dan ditanda bataskan dengan aquades. Dibuat larutan standar seri Zn dengan konsentrasi 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 dan 1,2 mg/L, larutan standar Fe dengan konsentrasi 0,1; 0,2; 0,4 dan 0,6 mg/L serta larutan standar Mn dengan konsentrasi 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8, 1 dan 2 mg/L yang dibuat melalui pengenceran bertahap dari masing-masing larutan standar stok 4000mg/L. Standar dan sampel kemudian diukur menggunakan spektrometer serapan atom pada panjang gelombang 248,3 nm untuk Fe, 213,8 nm untuk Zn dan 279,5 nm untuk Mn. Selanjutnya hasil analisis sampel pangan menggunakan SSA dibandingkan terhadap hasil analisis sampel pangan yang sama menggunakan AAN.

3.3. Preparasi standar, sampel dan bahan acuan untuk iradiasi Larutan standar Co, Cl, Fe, Mg, Mn, K, Na, Se dan Zn diteteskan ke dalam vial PE berukuran 0,273 mL sebanyak 100µL dengan konsentrasi masing-masing sebesar: 2, 20, 40, 200, 2, 250, 0,2, 1 dan 40 µg/mL sehingga diperoleh konsentrasi akhir masing-masing unsur dalam vial sebesar 0,2; 2; 4; 20; 0,2; 25; 0,02; 0,1 dan 4 µg. Standar yang sudah diteteskan kemudian dikeringkan pada suhu 60°C dalam rak pengering. Sampel yang telah kering dan homogen ditimbang sebanyak 25 mg dan dimasukkan ke dalam vial PE. Vial PE kemudian disegel dengan cara dipanaskan. SRM ditimbang sebanyak 25 mg dan dimasukkan ke dalam vial PE. Vial PE kemudian disegel dengan cara dipanaskan. Vial yang berisi sampel, standar dan bahan acuan kemudian dibungkus aluminium foil dan dimasukkan ke dalam kapsul iradiasi.

4.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam analisis pangan, tahapan preparasi sampel merupakan faktor yang menentukan hasil analisis. Preparasi bertujuan menyiapkan sampel, yang harus bersifat mewakili (representatif) keseluruhan sampel yang akan dianalisis dan homogen, hingga siap dianalisis menggunakan metode yang telah dipilih sehingga hasil analisis dapat dipertanggung jawabkan [18]. Untuk itu perlu dilakukan uji homogenitas sampel. Data yang digunakan untuk uji homogenitas pada kegiatan ini berasal dari analisis sampel pangan yang dilakukan secara duplo. Uji homogenitas untuk sampel bahan pangan telah dilakukan dan dibahas lebih terinci oleh Woro, 2008 [18], dengan hasil seperti yang disajikan dalam Tabel 2. Pada Tabel 2, dapat dilihat bahwa untuk semua unsur yang dianalisis memiliki nilai Fhitung < F tabel,

3.4. Iradiasi dan pencacahan Iradiasi dilakukan di reaktor serbaguna G.A Siwabessy, Serpong. Iradiasi pendek dilakukan selama 1-2 menit, iradiasi menengah dilakukan selama 10-15 menit sedang untuk iradiasi panjang dilakukan selama 1-2 jam pada fluks neutron sekitar 1013 n.cm-2.s-1. Untuk sampel dengan waktu paruh pendek dicacah selama

171


yang berarti bahwa sampel pangan yang dianalisis sudah homogen. Hal ini juga menunjukkan bahwa metode preparasi sampel pangan yang digunakan sudah memenuhi kriteria sampel siap analisis. Dalam hal menjamin hasil analisis yang akurat dan dapat dipercaya, metode analisis yang digunakan harus merupakan metode yang sudah tervalidasi.

dengan kriteria keberterimaan akurasi dan presisi (CV Horwitz) sesuai dengan pedoman dari AOAC (The Association of Official Analytical Chemists) [15]. Kriteria keberterimaan presisi dihitung dengan menggunakan Persamaan (6). Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa nilai %recovery dan %CV yang diperoleh masuk dalam kriteria keberterimaan akurasi dan presisi sesuai dengan pedoman AOAC [15]. Hal ini menunjukkan bahwa metode AAN untuk analisis unsur Co, Cl, Mg, Mn, Fe, K, Na, Se dan Zn dalam analisis pangan memiliki unjuk kerja yang baik.

Tabel 2. Hasil uji F unsur K, Cu, Mg, Fe, Ca, Mn dan Zn dalam sampel pangan untuk uji homogenitas sampel [18]

No

Unsur

1 2 3 4 5 6 7

K Cu Mg Fe Ca Mn Zn

Uji F Fhitung Ftabel 0,539 3,025 0,549 3,025 1,488 3,500 1,794 3,500 1,226 3,500 3,216 3,833 1,829 3,833


Keterangan 95% Fhit < Ftabel Fhit < Ftabel Fhit < Ftabel Fhit < Ftabel Fhit < Ftabel Fhit < Ftabel Fhit < Ftabel

Tabel 3. Hasil Verifikasi Metode Analisis Unsur dalam SRM NIST 1548a Typical Diet, 1567a Wheat Flour dan 1568a Rice Flour menggunakan teknik Analisis Aktivasi Neutron Hasil Analisis Nilai Sert. (mg/kg) (mg/kg) NIST 1548a Typical Diet Co 0,27 0,28 Fe 35,4 ± 1,75 35,3 ± 3,77 Mn 5,78 ± 0,35 5,75 ± 0,20 K 6949 ± 375 6970 ± 125 Na 8083 ± 234 8132 ± 942 Se 0,24 ± 0,02 0,245 ± 0,028 Zn 24,4 ± 1,91 24,6 ± 1,79 NIST 1567a Wheat Flour Fe 13,1 ± 1,43 14,1 ± 0,5 Mn 8,92 ± 1,81 9,4 ± 0,9 Na 6,6 ± 0,9 6,1 ± 0,8 Se 0,98 ± 0,05 1,1 ± 0,2 Zn 11,9 ± 0,5 35,4 ± 1,75 NIST 1568a Rice Flour Co 0,017 ± 0,003 0,018 ± 0,003 Cl 327 ± 27,2 300 ± 10,1 Mg 563 ± 42 560 ± 20 Mn 19,6 ± 0,9 20,0 ± 1,6 K 1292 ± 33 1300 ± 8 Na 6,1 ± 0,6 6,6 ± 0,8 Se 0,38 ± 0,06 0,38 ± 0,04 Zn 19,4 ± 1,4 19,4 ± 0,5 Unsur

Validasi metode dilakukan cukup satu kali, namun untuk mengetahui unjuk kerja metode analisis yang digunakan masih sesuai dengan tujuan (fit for purpose), maka perlu dilakukan verifikasi metode. Verifikasi metode merupakan salah satu bentuk pengendalian mutu terhadap hasil analisis. Verifikasi metode dilakukan menggunakan bahan acuan. Analisis menggunakan bahan acuan juga dapat digunakan sebagai bentuk pemantauan terhadap keakuratan data hasil analisis. Bahan acuan memegang peranan penting dalam jaminan mutu dari suatu pengujian kimia. Bahan acuan yang baik dipilih berdasarkan kedekatannya dengan konsentrasi unsur-unsur dalam sampel/bahan yang hendak dianalisis [19]. Bahan acuan yang digunakan pada kegiatan ini berupa matriks pangan dengan matriks yang cukup kompleks yaitu bahan acuan bersertifikat (SRM) NIST 1548a Typical Diet dan matriks yang lebih sederhana seperti NIST 1567a Wheat Flour dan NST 1568a Rice Flour. Hasil verifikasi metode menggunakan ketiga SRM tersebut ditampilkan pada Tabel 3. Hasil verifikasi menunjukkan bahwa analisis unsur Co, Cl, Fe, Mg, Mn, K, Na, Se dan Zn menggunakan metode AAN memiliki nilai akurasi, yang dinyatakan dengan %recovery, berada pada rentang 89,5 – 109,1%, dan presisi, dinyatakan dengan % CV, berada pada rentang 2,89 – 16,6%, seperti yang tertera pada Tabel 3. Tabel 4 menunjukkan perbandingan nilai %recovery dan %CV

%Rec

%CV

96,4 100,4 100,4 99,7 99,4 98,4 99,3

4,93 6,06 5,40 2,89 7,62 7,84

93,2 94,9 108,6 89,5 103,0

10,9 9,03 13,4 4,57 4,09

96,6 109,1 100,5 97,9 99,4 92,1 100,2 100,1

15,2 8,3 7,5 4,45 2,56 9,83 16,6 7,41

Selain analisis menggunakan bahan acuan, pengendalian mutu internal mencakup replikasi analisis yang umumnya dilakukan menggunakan sampel QC (Quality Control) yang bertujuan untuk memonitor kinerja analisis dari hari ke hari atau dari batch ke batch. Sampel QC merupakan sejenis sampel yang stabil dan tersedia dalam jumlah yang cukup banyak untuk dapat dianalisis dalam jangka waktu yang cukup lama [20]. Pada umumnya, hasil monitoring sampel QC dinyatakan dalam grafik kendali. Selama nilai

172



dari sampel QC masuk kedalam rentang yang diterima, maka hasil analisis dari sampel pada batch yang sama dengan sampel QC dianggap sebagai data yang reliabel [20]. Tabel 4. Perbandingan nilai %recovery dan %CV yang diperoleh dengan kriteria keberterimaan akurasi dan presisi

%Rec

%CV

Co Fe Mn K Na Se Zn Fe

96,4 100,4 100,4 99,7 99,4 98,4 99,3 93,2

4,93 6,06 5,40 2,89 7,62 7,84 10,9

Kriteria keberterimaan Akurasi Presisi (%) (%) 75-120 5,85-25,3 80-115 2,81-12,2 75-120 3,69-16,0 90-108 1,27-5,49 90-108 1,24-5,37 75-120 5,95-25,8 80-115 2,97-12,9 80-115 3,26-14,1

Mn Na Se Zn Co Cl Mg Mn K Na Se Zn

94,9 108,6 89,5 103,0 96,6 109,1 100,5 97,9 99,4 92,1 100,2 100,1

9,03 13,4 4,57 4,09 15,2 8,3 7,5 4,45 2,56 9,83 16,6 7,41

80-115 80-115 75-120 80-115 70-125 85-110 90-108 80-115 90-108 80-115 75-120 80-115

Hasil analisis

1568a Rice Flour

1567a Wheat Flour

1548a Typical Diet

Unsur

3,45-15,0 3,61-15,7 4,81-20,9 3,30-14,3 8,86-38,4 2,01-8,7 1,85-8,0 3,07-13,3 1,63-7,1 3,66-15,8 5,55-24,1 3,07-13,3

Pada kegiatan ini, laboratorium PTNBR melakukan replikasi analisis menggunakan bahan acuan, yang disertakan pada setiap batch analisis. Bahan acuan bersertifikat merupakan sampel QC yang ideal dimana ia dapat dipergunakan untuk tujuan ketertelusuran hasil analisis [21]. Hasil replikasi analisis di sajikan dalam bentuk grafik kendali. Grafik kendali merupakan suatu alat bantu untuk pemantauan mutu analisis. Grafik kendali replikasi analisis dalam suatu batch analisis dapat dimanfaatkan untuk mengetahui adanya error atau kesalahan atau terjadinya drift [20]. Gambar 2 menampilkan grafik kendali replikasi per-batch analisis untuk unsur Zn, Fe, Se, Na dan Mn. Replikasi analisis untuk unsur Zn, Fe, Se dan Na menggunakan bahan acuan NIST 1548a Typical Diet sedangkan untuk unsur Mn menggunakan bahan acuan NIST 1568a Rice Flour.

Gambar 2. Grafik kendali replikasi analisis unsur (a) Fe, (b) Zn, (c) Se, (d) Na dan (e) Mn.

Grafik kendali replikasi analisis menunjukkan hasil yang baik dan tidak terjadi kesalahan sistemik dimana hasil analisis setiap replika terdistribusi secara acak dalam rentang nilai yang yang dapat diterima (mean2s<x<mean+2s).

173


Replikasi analisis terhadap sampel pangan juga dilakukan dengan menggunakan metode yang berbeda. Sejumlah sampel pangan yang sama dianalisis menggunakan metode AAN dan juga SSA metode nyala. Hasil analisis dari kedua metode tersebut kemudian dibandingkan untuk diketahui kesesuaiannya. SSA merupakan metode analisis yang sudah establish dan memiliki keakurasian yang cukup tinggi sehingga dalam perbandingan ini, metode SSA berlaku sebagai metode acuan. Komparasi kedua metode tersebut dilakukan untuk analisis unsur Fe, Zn dan Mn dalam berbagai sampel pangan. Hasil komparasi metode dipaparkan dalam Gambar 3. Komparasi metode AAN terhadap SSA untuk analisis unsur Fe, Zn dan Mn dalam sampel pangan memiliki kesesuaian yang cukup baik, ditunjukkan dengan nilai r2 mendekati 1, yaitu 0,88 untuk unsur Zn, 0,96 untuk unsur Fe dan 0,90 untuk unsur Mn, seperti yang tertera dalam Gambar 3. Pada unsur Zn memiliki nilai regresi linear yang lebih kecil dibandingkan dengan kedua unsur lainnya. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh adanya gangguan spektrum pada analisis menggunakan AAN. Unsur Zn, diamati pada energi 1115,5 keV, terkadang memiliki interferensi yang disebabkan oleh unsur Eu pada energi 1112 keV dan unsur Sc pada energi 1120 keV. Optimalisasi waktu dan kondisi pencacahan diperlukan untuk meminimalisir gangguan spektrum tersebut. Secara umum, hasil komparasi metode ini menunjukkan bahwa hasil analisis menggunakan metode AAN merupakan hasil analisis yang reliabel dan metode AAN dapat bersifat komplementer dengan metode SSA. Metode AAN memiliki keunggulan dibandingkan dengan metode SSA untuk analisis unsur dalam sampel pangan, diantaranya metode AAN tidak melibatkan tahapan preparasi yang kompleks seperti pada metode SSA, dalam analisisnya tidak terlalu dipengaruhi oleh matriks sampel, memiliki akurasi yang baik hingga pada kadar unsur yang renik sehingga metode AAN sangat baik untuk penentuan kadar unsur yang sangat rendah, serta simultan atau multi unsur. Pengendalian mutu eksternal dilakukan melalui partisipasi dalam uji banding laboratorium. Uji banding laboratorium untuk matriks sampel pangan menggunakan teknik AAN telah diikuti oleh lab. PTNBR pada tahun 2009 dan 2010. Hasil uji banding laboratorium pada tahun 2009 dicantumkan pada Tabel 5 untuk sampel pangan 1 dan Tabel 6 untuk


sampel pangan 2. Hasil uji banding menunjukkan bahwa lab. PTNBR memiliki unjuk kerja yang baik pada penentuan unsur dalam sampel matriks pangan dengan hasil lulus kriteria akurasi dan presisi untuk semua parameter elemen yang diajukan, seperti yang tertera pada Tabel 5 dan 6. Tingkat keberhasilan lab. PTNBR (kode: Lab. 03) dalam mengikuti uji banding tersebut ditunjukkan pada Gambar 4. Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa tingkat keberhasilan Lab. PTNBR mencapai 90%.

Gambar 3. Hasil komparasi metode AAN dengan SSA untuk analisis unsur (a) Zn, (b) Fe dan (c) Mn dalam sampel pangan.

174



data yang memiliki kualitas tinggi, akurat, dan dapat dipercaya.

100 90

90 80

80

73

70

5.

60 50

Pengendalian mutu analisis unsur dalam bahan pangan yang dilakukan oleh Lab. PTNBR secara keseluruhan menunjukkan hasil yang baik dan data analisis unsur yang diperoleh menggunakan metode AAN dapat dianggap sebagai data yang akurat, dapat dipercaya dan memiliki kualitas yang baik. Analisis menggunakan bahan acuan menunjukkan unjuk kerja metode yang cukup baik dengan perolehan akurasi (%rec) ,berada pada rentang 89,5 – 109,1%, dan presisi (%CV) ,berada pada rentang 2,89 – 16,6% , masih terdapat pada rentang kriteria keberterimaan akurasi dan presisi yang ditetapkan. Replikasi analisis menggunakan bahan acuan ditunjukkan melalui grafik kendali dan memberikan hasil yang baik. Komparasi metode AAN dengan SSA menunjukkan kesesuaian yang cukup baik dengan nilai r2 berada pada rentang 0,88-0,96. Pengendalian mutu eksternal melalui uji banding antar laboratorium untuk penentuan unsur dalam sampel matriks pangan memberikan nilai yang baik, dimana lab. PTNBR lulus kriteria akurasi dan presisi untuk semua parameter unsur yang diajukan.

K eberterimaan (% )

40

T K eberhas ilan (% )

30 20

KESIMPULAN

P elaporan (% )

27 20 13

10 0

L ab 01 L ab 02 L ab 03 L ab 04 L ab 05 L ab 06

Gambar 4. Presentase tingkat keberhasilan Laboratorium dalam Uji Banding III-2009.

Hal ini menunjukkan bahwa Lab. PTNBR memiliki unjuk kerja yang baik dan metode AAN merupakan metode yang reprodusibel untuk analisis unsur dalam bahan pangan. Serangkaian kegiatan pengendalian mutu telah dilakukan di lab. PTNBR merupakan suatu usaha untuk meningkatkan mutu hasil analisis unsur dalam sampel pangan, terutama dengan menggunakan metode analisis aktivasi neutron. Dari serangkaian hasil-hasil kegiatan pengendalian mutu tersebut, dapat dikatakan bahwa data hasil analisis unsur dalam sampel pangan menggunakan teknik AAN merupakan

Tabel 5. Evaluasi keberterimaan hasil uji banding Lab. PTNBR untuk sampel 1 No

Unsur

1 2 3 4 5 6 7 8

Al K Mg Mn Na Ca Fe Se

KRITERIA AKURASI A B Status 0,6 2,56 lulus 0,001 0,008 lulus 0,0005 0,0056 lulus 0,00 1,85 lulus 0,70 1,61 lulus 0,0003 0,0017 lulus 1,7 2,5 lulus 0,00 0,39 lulus

KRITERIA PRESISI C D Status 23,0 25,8 lulus 3,2 11,1 lulus 7,2 13,9 lulus 10,1 14,9 lulus 13,4 17,8 lulus 4,4 14,6 lulus 10,1 11,5 lulus 18,4 24,1 lulus

STATUS AKHIR DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA

Tabel 6. Evaluasi keberterimaan hasil uji banding Lab. PTNBR untuk sampel 2 No

Unsur

1 2 3 4 5 6 7 8

Al K Mg Mn Na Ca Se Zn

KRITERIA AKURASI A B Status 1,20 1,96 lulus 0,003 0,006 lulus 0,001 0,007 lulus 0,400 3,174 lulus 0,030 1,591 lulus 0,0003 0,0016 lulus 0,07 0,10 lulus 0,20 1,27 lulus

KRITERIA PRESISI C D Status 22,9 26,4 lulus 2,4 10,9 lulus 6,5 12,8 lulus 8,1 12,9 lulus 12,4 17,1 lulus 7,0 16,3 lulus 14,3 21,8 lulus 3,4 10,6 lulus

175

STATUS AKHIR DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA DITERIMA


6.

11. HARMITA, Review artikel: Petunjuk pelaksanaan validasi metode dan cara perhitungannya. Majalah Ilmu Kefarmasian 1 (3) (2004) 117-135. 12. ANONYMOUS, “The Amazing Horwitz Function”, THOMPSON, M., Ed., AMC Technical Brief 17 (2004 July). Royal Society of Chemistry ( 2004). 13. ANONYMOUS, Definitions and Calculations of HORRAT Values from Intralaboratory Data. Available: www. aoac.org/dietsupp6/dietary-supplement-website/horrat for slv.doC, diakses 18-3-2009. 14. MASSART, D.L., SMEYERS-VERBEKE, J. and HEYDEN, Y.V., (2005, October 1), Benchmarking for Analytical Methods: The Horwitz Curve. Available: http:// chromatographyonline. findanalytichem. com, diakses tanggal 18 Maret 2009. 15. ANONYMOUS, AOAC Guidelined for single laboratory validation of chemical methods for dietary supplements and botanicals. Available: www.aoac.org, diakses 16-8-2010. 16. GREENFIELD, H., SOUTHGATE, D.A.T., “Food Composition Data; Production, Management and Use”, FAO, Rome (2003). 17. EMONS, H., HELD, A. and ULBERTH, F., Reference materials as crucial tools for quality assurance and control in food analysis, Pure Appl.Chem., 78(1)(2006)135143. 18. SYAHFITRI, W.Y.N., ADVENTINI, N. dan DAMASTUTI, E., Validasi metode baku untuk preparasi cuplikan makanan, (Prosiding Seminar Nasional AAN, Bandung, 22 Oktober 2008), PTNBRBATAN, Bandung (2008) 273-278. 19. ALMEIDA, S.M., REIS, M.A., FREITAS, M.C. and PIO, C.A., Quality assurance in elemental analysis of airborne particles, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 207(2003)434-446. 20. CITAC, EURACHEM, Guide to Quality in Analytical Chemistry, an Aid to Accreditation (2002). 21. THOMPSON, M., WOOD, R., IUPAC: harmonized guidelines for internal quality control in analytical chemistry laboratories, Pure & Appl. Chem., 67(4) (1995)649-666.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terima kasih diberikan kepada Dr. Muhayatun atas bimbingannya dan kepada rekan-rekan di kelompok TAR atas bantuan dan kerjasamanya dalam kegiatan ini.

7.


DAFTAR PUSTAKA

1. EARNSHAW, A., SMITH, R.A. and OWEN, L., How proficiency testing can improve the quality of analytical data using vitamin analysis as an example, Food Chemistry 113(2009)781-783. 2. SZTEKE, B. (2007). Criteria of evaluation of food elements analysis data. Available: www.crcnetbase.com, diakses pada 8 April 2011. 3. BROWN, R.J.C., MILTON, M.J.T.,, Analytical techniques for trace element analysis: An overview, Trends in Analytical Chemistry 24(3)(2005) 266-274. 4. BSN, ISO/IEC 17025:2005 Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi. 5. RIYONO, Pengendalian mutu laboratorium kimia klinik dilihat dari aspek mutu hasil analisis laboratorium, Jurnal Ekonomi dan Kewirausahaan 7 (2)(2007)172-187. 6. SUTISNA., HANDAYANI, Y. T., Prinsip analisis aktivasi neutron, Pusdiklat-BATAN, Pasar Jumat, Jakarta (2006). 7. WEIZHI, T., Reactor Neutron Activation Analysis (NAA) of Airborne Particulate Matter (APM), IAEA, Vienna (2000). 8. ANONYMOUS. (2008, Oct 7), 1(1). Uji F analisis variansi. Available: http://www. aal.ac.id/%7Ebambang_suharjo/uploads/File /statistika%20bagian%202.doc. 9. YOHANES, S., Pengolahan data hasil validasi metode dan estimasi ketidakpastian pada AAS, Pusat Penelitian Kimia LIPI, Bandung (2008). 10. SHAKHASHIRO, A., MABIT, L., Results of an IAEA inter-comparison exercise to assess 137Cs and total 210Pb analytical performance in soil, Applied Radiation and Isotopes 67 (2009) 139-146.

176


8.


DISKUSI

Lilik Hasanah: Pada dasarnya, hasil dari pengendalian mutu adalah Good Quality. Apakah hasil dari penelitian ini sampai menghasilkan itu? Endah Damastuti: Ya, karena penelitian merupakan pemantauan bahwa hasil analisis baik, oleh karena itu digunakan SRM untuk membuktikan hasil analisis baik dan valid. Siti Prita: Penelitian ini menggunakan AAN untuk menganalisis unsur dalam bahan pangan, tetapi mengapa masih menggunakan SRM? Apa tujuan dilakukannya homogenitas sampel? Endah Damastuti: SRM dengan matriks yang sesuai digunakan untuk meyakinkan validitas hasil analisis, sedangkan tujuan dilakukannya homogenitas sampel adalah untuk menghomogenkan sampel dan untuk meyakinkannya dilakukan dengan uji homogenitas. Vera: Apakah sampel berbentuk cairan dapat diuji dengan menggunakan AAN? Bagaimana cara menguji sampel berbentuk cairan dengan menggunakan AAN? Endah Damastuti: Sampel berbentuk cairan dapat dianalisis dengan menggunakan AAN, cara terbaik untuk menganalisisnya adalah sampel dikonsentratkan/dikeringkan terlebih dahulu, hal ini dilakukan karena air bersifat memperlambat neutron.

177

DAFTAR ISI

PENGENDALIAN MUTU ANALISIS UNSUR DALAM BAHAN PANGAN MENGGUNAKAN ANALISIS AKTIVASI NEUTRON

Recommend Documents