VALIDASI METODE ANALISIS MINERAL Ca, Zn, DAN MgDALAM MAKANAN BAYI MENGGUNAKAN INSTRUMEN FLAME–AAS
ADELA THEDA SEPTARI SOEMANTRY
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Sayamenyatakandengansebenar– benarnyabahwaskripsidenganjudulValidasiMetodeAnalisis Mineral Ca, Mg, dan Zn dalamMakananBayiMenggunakanInstrumenFlame–AAS adalahhasilkaryasayasendiridenganarahandosenpembimbing, danbelumdiajukandalambentukapapunpadaperguruantinggimanapun. Sumberinformasi yang berasalataudikutipdarikarya yang diterbitkanmaupuntidakditerbitkandaripenulislaintelahdisebutkandalamteksdandic antumkandalamDaftarPustaka di bagianakhirskripsiini.
Bogor, Mei 2013 Yang membuatPernyataan
Adela ThedaSeptariSoemantry F24090017
ABSTRAK ADELA THEDA SEPTARI SOEMANTRY. ValidasiMetodeAnalisis Mineral Ca, Zn, dan Mg dalamMakananBayiMenggunakanInstrumenFlame–AAS. Dibimbingoleh HANIFAH NURYANI LIOE dan DIDAH NUR FARIDAH. Metodeanalisisuntukmineral Ca, Zn, dan MgmenggunakanFlame Atomic Absorption Spectrometry (F–AAS) telahtervalidasi.Kurvakalibrasiinstrumentelahditentukandari 0 hingga 4,0µg/mL untukstandarCa, 0 hingga 1,0 µg/mL untukstandar Zn, dan 0 hingga 1,2µg/mL untukstandar Mg, dengannilaikoefisienkorelasilebihbesardari 0,990 untukketiga mineral. Limit deteksiinstrumen (LDI) telahdideteksipadakonsentrasi 0,0107;0,0128;0,0086µg/mL untukCa, Zn, dan Mgsecaraberturut–turut. Limit kuantitasi (LOQ) ditentukanpadakonsentrasi 0,0357;0,0426;0,0285 µg/mL untukCa, Zn, dan Mg. Rekoveridenganmenambahkanlarutanstandar mineral padasampelmakananbayiuntukkonsentrasirendahdiketahuipada 85,82;84,81;108,67%, konsentrasisedangpada 95,41;108,11;102,49%, dankonsentrasitinggipada 95,60;108,04;105,68% untukCa, Zn, dan Mg. Nilai intra lab reprodusibilitas (WLR) adalah 9,52% untukCa, 4,08% untuk Zn, dan 1,55% untuk Mg. Ketangguhandiujidenganmenggunakanpelarut HNO30,05M dibandingkandenganpelarut air demineralmemilikiperbedaan yangnyatapadaP0,05untukCadan Zn (1,95x10-5dan 3,71x10-10). Kata kunci: F–AAS, validasi, mineral, makananbayi
ABSTRACT ADELA THEDA SEPTARI SOEMANTRY. Method Validation for Analysis of Calcium, Zinc, and Magnesium Minerals in Infant Food By Flame–AAS. Supervised by HANIFAH NURYANI LIOE and DIDAH NUR FARIDAH. A Flame Atomic Absorption Spectrometry (F–AAS) analytical method for the quantification of minerals calcium, zinc, and magnesium was validated. An instrument calibration curve was obtained from 0 to 4.0 μg/mL for calcium standard, 0 to 1.0 µg/mL for zinc standard, and 0 to 1.2 µg/mL for magnesium standard, with correlation coefficient values higher than 0.990 for all the minerals. Limit of detection (LOD) was detected at 0.0107; 0.0128; 0.0086 µg/mL for calcium, zinc, and magnesium respectively. Limit of quantification (LOQ) was determined at 0.0357; 0.0426; 0.0285 µg/mL for calcium, zinc, and magnesium. Recovery by spiking the mineral standard solutions in infant food sample at low concentration was observed at 85.82; 84.81; 108.67%, medium concentration at 95.41; 108.11; 102.49%, and high concentration at 95.60; 108.04; 105.68% for calcium, zinc, and magnesium. Within lab reproducibility (WLR) values were 9.52% for calcium, 4.08% for zinc, and 1.55% for magnesium. Ruggedness evaluation using HNO3 0.05M diluting solution compared to demineralized water had significant P0,05 for calcium and zinc (1.95 x 10-5 and 3.71 x 10-10). Keywords: F–AAS, validation, mineral, infant food
VALIDASI METODE ANALISIS MINERAL Ca, Zn, DAN Mg DALAM MAKANAN BAYI MENGGUNAKAN INSTRUMEN FLAME–AAS
ADELA THEDA SEPTARI SOEMANTRY
Skripsi sebagaisalahsatusyaratuntukmemperolehgelar SarjanaTeknologiPertanian pada DepartemenIlmudanTeknologiPangan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
Judul
: ValidasiMetodeAnalisis Mineral Ca, Zn, dan Mg dalamMakananBayiMenggunakanInstrumenFlame–AAS
Nama
: Adela ThedaSeptariSoemantry
NIM
: F24090017
Menyetujui,
Dr. Ir. HanifahNuryaniLioe, M.Si. Pembimbing I
Dr. DidahNurFaridah, S.TP. M.Si. Pembimbing II
Diketahuioleh
Dr. Ir. FeriKusnandar, M.Sc KetuaDepartemen
TanggalUjian : 21 Mei 2013
HakCiptaMilikIPB, Tahun2013 HakCiptaDilindungiUndang–Undang
Dilarangmengutipsebagianatauseluruhkaryatulisinitanpamencantumkanataumen yebutkansumbernya.Pengutipanhanyauntukkepentinganpendidikan, penelitian, penulisankaryailmiah, penyusunanlaporan, penulisankritik, atautinjauansuatumasalah; danpengutipantersebuttidakmerugikankepentingan IPB Dilarangmengumumkandanmemperbanyaksebagianatauseluruhkaryatulisinidala mbentukapa pun tanpaizin IPB
RIWAYAT HIDUP Penulisbernamalengkap Adela ThedaSeptariSoemantry.Penulislahir di Jakarta padatanggal 25 September 1991 dari ayah Teddy Soemantry, SH. Dan ibuDra. Hidayanti. Penulismerupakananakpertamadaritigabersaudara.Penuli smenyelesaikanjenjangpendidikanmulaidari TK Mutiara Indonesia, Jakarta (1994–1997), SD Don Bosco II, Jakarta (1997–2003). Kemudianpenulismelanjutkanstudinya di SMP LabschoolRawamangun, Jakarta (2003–2006), SMAI Al–AzharKelapaGading, Jakarta (2006–2008) dan SMAN 21, Jakarta (2008–2009). Terakhirpenulismelanjutkanstudinya di InstitutPertanian Bogor, depertemenIlmudanTeknologiPangan (2009–2013) melaluijalur USMI. Selamamasaperkuliahan, penulisbanyakmengikutikegiatan di dalammaupun di luarkampus, antara lain penulisbergabung di organisasisosial Save Street Child (2011–2012) seertaKsatriaPangandibawahnaungan HIMITEPA (2011–2012). PenulisjugamerupakanasistenpraktikumTeknologiPengolahanPangan (2013).Selainitu, penulisbanyakmegikutikepanitiaanacara yang meliputikegiatansekitarkampus yang diadakanoleh HIMITEPA maupun BEM FATETA. Penelitianpenulis yang berjudul “ValidasiMetodeAnalisis Mineral Ca, Zn, dan Mg dalamMakananBayiMenggunakanInstrumenFlame–AAS” inidilakukan di bawahbimbingan Dr. Ir. HanifahNuryaniLioe, M.Si. dan Dr. DidahNurFaridah, S.TP, M.Si.
PRAKATA Pujisyukurpenulispanjatkankehadirat Allah SWT atasrahmatdanberkat– Nyalahpenulismampumenyelesaikanskripsiinitanpaadanyahambatan yang berarti.Telahbanyakpihak yang mendukungpenulissejakdimulainyastudipenulis di IPB hinggaterselesaikannyaskripsiini.Padakesempataninipenulisinginmenyampaikante rimakasihsebanyak–banyaknyakepada: 1. Kedua orang tuapenulis, Teddy Soemantry, SH. Dan Dra. Hidayanti, sertaadik–adikpenulisyaitu Muhammad IrfanJanitradanHafilNaufalRahmanatassegaladukungan, semangat, dandoa yang selalumenyertaipenulis. 2. Dr. Ir. HanifahNuryaniLioe, M.Si. selakupembimbingpertamapenulis, atassegalamotivasi, saran, danbimbingannyakepadapenulissejakpertamamasuk di ITP hinggaterselesaikannyaskripsiini. 3. Dr. DidahNurFaridah, S.TP, M.Si. selakupembimbingkeduapenulis, ataswaktu, saran sertabimbingannya yang sangatberartibagipenulisdanIr. SutrisnoKoswara, M.Siselakupengujipenulis, ataskesediaannyahadirsaatsidang, masukan, danilmunyabagipenulis. 4. MbaYane, MbaRirin, MbaSiti, Mba Ida, MbaYuli, atasbantuandandukungansertakeramahan yang sangatberhargabagipenulisselamapenulismelakukanpenelitian di LDITP. 5. Early Carlia, DessySinambela, Debby Saputri, RossyApriani, Savira, Alodia Amanda, UswatunKhasanah, Randy Omar, DamarWicaksono, sebagaisahabat–sahabatterbaikpenulis. 6. AprilyaHerfianadanIssantiaRetnoSulistiawatiataswaktu, dukungan, semangat, sertabantuan yang sangatluarbiasabagipenulis. 7. DwiPremadha Lestari, selakusahabatpenulissejakTPB, atasbanyakceritadanpengalamanberhargabagipenulissejakawal di TPB hinggasekarang. 8. M. Taufan Akbar, Faisal HairuBalyak, Gema Noor Muhammad, DefriHerianka, AnnisaRohmatin, Aktri’sMauliddian, VinceniaDeaHudiana, atassegalacerita, candatawa, kegembiraan yang kalian berikankepadapenulisselamaini. Serta teman–teman ITP 46 atassegalasukacitadancerita yang berhargaselama3 tahunini. 9. Pricillia, selakutemansatubimbinganpenulis, atas saran, waktu, danmasukannyabagipenulis. 10. KurniaJayanto, atassegalawaktu, pikiran, tenaga, semangat, sertadoa yang selalumengiringipenulissejakdimulainyapenelitianinihinggaseterusnya. Akhir kata, terimakasihuntukseluruhpihak yang tidakdapatdisebutkansatupersatu. Bogor, Juni 2013 Adela ThedaSeptariSoemantry
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN LatarBelakang TujuandanManfaatPenelitian METODE PENELITIAN WaktudanTempatPenelitian BahandanAlat MetodePenelitian LinieritasInstrumen Limit DeteksiInstrumendan Limit Kuantitasi 3 AkurasidanPresisidariUjiRekoveri Intra Lab Reprodusibilitas UjiKetangguhan Analisis Mineral Ca, Zn, dan Mg denganFlame–AAS AnalisisStatistik PEMBAHASAN LinieritasInstrumen Limit DeteksiInstrumendan Limit Kuantitasi AkurasidanPresisidariUjiRekoveri Intra Lab Reprodusibilitas Ketangguhan PerbandinganHasilAnalisis Mineral DenganNilaiPada Label KemasanMakananbayi KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x xi xi 1 1 2 2 2 2 3 3 3 4 5 5 6 6 6 8 9 12 13 14 15 15 15 15 17
DAFTAR TABEL Tabel 1. Konsentrasispiking mineral Ca, Zn, dan Mg untukuji 4 akurasidanpresisimenggunakan F–AAS dengansampel makananbayi Tabel 2. Keterimaanpersenrekoveri 4 Tabel 3. Pengaturan F–AAS untukanalisis mineral Ca, Zn, dan Mg 5 Tabel 4. Hasilperhitungan LOD dan LOQ mineral Ca, Zn, dan Mg 8 Tabel 5. Limit deteksiinstrumen (LOD, µg/mL) analisis mineral dengan 9 menggunakanberbagaiinstrumen Tabel 6. Hasilujirekoverianalisis mineral Cadalammatriksmakananbayi 10 menggunakan F–AAS dengancaraspiking padaberbagai konsentrasi Tabel 7. Hasilujirekoverianalisis mineral Zn dalammatriksmakananbayi 10 menggunakan F–AAS dengancaraspiking padaberbagai konsentrasi Tabel 8. Hasilujirekoverianalisis mineral Mg dalammatriksmakananbayi 10 menggunakan F–AAS dengancaraspiking padaberbagai konsentrasi Tabel 9. Nilaipersenrekoverianalisis mineral Ca, Zn, dan Mg pada 11 berbagaisampelmenggunakan F–AAS dariberbagaipenelitian terdahulu Tabel 10. Hasilujipresisianalisis mineral Cadalammatriksmakananbayi 11 menggunakan F–AAS dengancaraspiking padaberbagai konsentrasi Tabel 11. Hasilujipresisianalisis mineral Zn dalammatriksmakananbayi 12 menggunakan F–AAS dengancaraspiking padaberbagai konsentrasi Tabel 12. Hasilujipresisianalisis mineral Mg dalammatriksmakananbayi 12 menggunakan F–AAS dengancaraspiking padaberbagai konsentrasi Tabel 13. Hasilujiintralabreprodusibilitasmenggunakan F–AAS untuk 13 mineralCa, Zn, dan Mg Tabel 14. Hasilujiketangguhan (ruggedness) mineral Ca, Zn, dan Mg 13 menggunakan F–AAS Tabel 15. Perbandinganjumlah mineral Ca, Zn, dan Mg hasilanalisisdengan 14 jumlah mineral pada label kemasan
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Kurvalinieritasinstrumen mineral Camenggunakan F–AAS Gambar 2. Kurvalinieritasinstrumen mineral Zn menggunakan F–AAS Gambar 3. Kurvalinieritasinstrumen mineral Mg menggunakan F–AAS
7 7 8
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Syaratmutu MP–ASI menurutSNI 01–7111.1 (2005) Lampiran 2. Analisis mineral menurut AOAC 975.03 (1995) Lampiran 3. Tabel AKG menurut SK Menkesnomor 1593 (2005)
17 18 20
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang Validasi metode analisis diperlukan untuk mengonfirmasi keakuratan metode analisis yang dipakai oleh suatu lembaga laboratorium terakreditasi. Laboratorium harus memvalidasi metodenya apabila metode analisis yang diterapkan adalah metode non standar, metode yang dirancang oleh laboratorium untuk digunakan sendiri, metode yang digunakan diluar kisaran peruntukannya dan perluasan dari metode standar, sesuai dengan regulasi yang dikeluarkan oleh KAN (2008) serta sesuai dengan pernyataan Hadi (2007). Selain itu menurut SNI ISO 17025:2008, validasi metode juga perlu dilakukan untuk mengonfirmasi metode analisis melalui pengujian dan pengadaan bukti objektif bahwa persyaratan tertentu untuk suatu maksud khusus dipenuhi. Validasi metode analisis penting untuk dilakukan terhadap suatu matriks pangan tertentu. Matriks yang digunakan pada metode standar analisis mineral AOAC 975.03 (1995) adalah sayuran segar, sedangkan pada penelitian ini digunakan matriks pangan olahan. Mineral memiliki peran yang penting pada seluruh sel hidup (Mahabir dan Verma 2012).Beberapa mineral merupakan mineral esensial atau mineral yang dibutuhkan oleh tubuh tetapi tidak dapat disintesis oleh tubuh manusia, diantaranya adalah mineral Ca, Zn, dan Mg. Untuk memenuhi kecukupan mineral tersebut, banyak industri pangan yang melakukan fortifikasi mineral ke dalam produknya.Makanan bayi atau MP–ASI merupakan salah satu contoh matriks pangan olahan yang memiliki kandungan mineral Ca, Zn, dan Mg yang cukup tinggi.Mengacu pada aturan SNI 01–7111.1 (2005) tentang MP–ASI, bahwa dalam 100 gram MP–ASI harus mengandung paling sedikit 200 mg mineral Ca dan 2,5 mg mineral Zn. Syarat mutu MP–ASI mengacu pada SNI 01–7111.1 (2005) dapat dilihat pada Lampiran 1. Tingginya kadar mineral Ca, Zn, dan Mg dalam matriks makanan bayi apabila dibandingkan pangan olahan lainnya, maka makanan bayi dipilih sebagai matriks sampel untuk validasi metode analisis Ca, Zn, dan Mg. Analisis mineral dilakukan dengan menggunakan spektrometri atomik.Salah satu jenis spektrometri atomik adalah F–AAS atau Flame Atomic Absorption Spectrometry (Alcock 1995). F–AAS digunakan untuk menganalisis mineral dalam berbagai matriks sampel, seperti Pohl et al (2011) yang menggunakan sampel madu, Soares et al (2011) dengan sampel susu sapi pasteurisasi, serta Sola-Larrañagaet al (2009) dengan sampel susu formula bayi. Penggunaan instrumen ini didasari oleh biaya analisis yang dibutuhkan relatif rendah serta batas deteksi yang cukup baik, yaitu dibawah 1 ppm. Analisis mineral menggunakan F–AAS menggunakan nyala api untuk mengatomisasi sampel. Bahan bakar yang digunakan untuk analisis mineral Zn dan Mg adalah udara dan asetilen, sedangkan untuk mineral Ca adalah udara dan nitrous oksida.Spesifisitas analisis mineral dicapai dengan menggunakan lampu katoda yang khusus untuk mineral tertentu (Rohman 2007). Adanya perbedaan matriks sampel dari metode standar yang digunakan untuk analisis mineral Ca, Zn, dan Mg menggunakan F–AAS, maka perlu
2 dilakukan validasi metode analisis mineral Ca, Zn, dan Mg menggunakan matriks sampel makanan bayi.Validasi metode analisis bertujuan untuk mengonfirmasi keakuratan atau kesesuaian metode analisis dengan menggunakan matriks sampel yang berbeda.Analisis mineral mengikuti seluruh metode standar AOAC yang terlampir padaLampiran 2.
Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan umum dari penelitian ini adalah melakukan validasi metode deteksi dan kuantifikasi mineral Ca, Zn, dan Mg, yang terdapat dalam matriks makanan bayi atau makanan pendamping ASI menggunakan instrumenF– AAS.Validasi metode analisis terdiri atas uji linieritas instrumen, penentuan limit of detection(LOD) dan limit of quantification (LOQ), uji rekoveri untuk menentukan akurasi dan presisi, penentuan intralab reprodusibilitas, dan uji ketangguhan. Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah dihasilkannya metode analisis yang tervalidasi untuk menentukan kandungan mineral Ca, Zn, dan Mg dalam matriks makanan bayi menggunakan F–AAS.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan selama 8 bulan, dimulai dari bulan September 2012 sampai dengan April 2013.Berlokasi di Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.Kampus IPB Darmaga P.O. box 220, Bogor 16002.
Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel makanan bayi dan beberapa larutan untuk analisis. Larutan yang digunakan antara lain air demineral, asam klorida (HCl) pekat 37%, larutan Fe standar 1000 ppm, larutan Zn standar 1000 ppm, larutan Ca standar 1000 ppm, larutan Mg standar 1000 ppm, asam nitrat (HNO3) pekat, dan asam perklorat (HClO4) pekat.Seluruh larutan yang digunakan merupakan kualitas p.a. (pro analysis) dari merek Merck®.Alat-alat yang digunakan adalah Flame–AAS type Solaar MS (Thermo Fisher Scientific, USA), labu Kjeldahl, pemanas listrik (JP Selecta S.A., Barcelona), neraca analitik, mikropipet, pipet ukur 1 mL, pipet ukur 10 mL, labu ukur 50 mL, labu ukur 100 mL, gelas piala 250 mL.
3
Metode Penelitian Metode penelitian yang dilakukan meliputi pengukuran linieritas instrumen, limit of detection (LOD) dan limit of quantification (LOQ), ketepatan (akurasi), ketelitian (presisi), intra lab reprodusibilitas, dan ruggedness.
Linieritas Instrumen Linieritas instrumen dilakukan dengan mengukur absorbansi larutan standar mineral (Ca, Zn, dan Mg) pada berbagi konsentrasi. Pengujian linieritas mineral Ca menggunakan konsentrasi 0 – 4,0 µg/mL. Mineral Zn menggunakan konsentrasi 0 – 1,0 µg/mL, sedangkan konsentrasi mineral Mg adalah 0 – 1,2 µg/mL. Masing–masing larutan standar mineral pada konsentrasi tertentu dibuat tujuh ulangan, sehingga diperoleh tujuh vial larutan standar mineral.Masing– masing larutan standar tersebut diinjeksikan ke dalam instrumen F–AAS untuk mengetahui absorbansinya.Hasil pembacaan absorbansi dirata–ratakan yang selanjutnya digunakan dalam pembuatan kurva standar hubungan antara konsentrasi larutan standar mineral (sebagai sumbu X) dengan rata–rata absorbansi (sebagai sumbu Y).Persamaan linier dan nilai R2 diketahui dari plot tersebut.Linieritas dianggap baik apabila memiliki R lebih dari 0,995 atau R2 lebih dari 0,990.
Limit Deteksi Instrumen dan Limit Kuantitasi Limit of detection (LOD) atau limit deteksi instrumen (LDI) serta nilai limit of quantification (LOQ) atau limit kuantitasi analisis mineral tertentu ditentukan dengan cara mengukur tujuh larutan standar dengan konsentrasi terendah yang dapat dideteksi oleh F–AAS. Konsentrasi ini didapatkan setelah melakukan uji coba pada setiap mineral.Konsentrasi yang digunakan untuk mineral Ca dan Zn adalah 0,05 µg/mL sedangkan mineral Mg adalah 0,02 µg/mL. Tujuh ulangan analisis larutan standar mineral tersebut dilakukan sehingga diketahui absorbansinya dari instrumen F–AAS.Kemudian,masing–masing larutan standar dihitung konsentrasinya berdasarkan kurva standar.Dari tujuh perhitungan konsentrasi ini diperoleh nilai standar deviasi untuk mineral tertentu.Nilai LOD untuk analisis mineral tersebut dihitung dari tiga kali standar deviasi dinyatakan dengan µg/mL dan nilai LOQ diketahui dari sepuluh kali standar deviasi dinyatakan dengan µg.mL.
Akurasi dan Presisi dari Uji Rekoveri Akurasi dan presisi ditentukan dengan uji rekoveri. Uji ini dilakukan dengan menggunakan sampel yang dispikedengan standar mineralpada tiga konsentrasi berbeda. Konsentrasi spiking yang dicobakan adalah konsentrasi rendah, sedang, dan tinggi. Masing–masing spiking atau penambahan spike standar mineral dilakukan sebanyak tujuh ulangan. Konsentrasi spiking untuk
4 mineral Ca, Zn, dan Mg dapat dilihat pada Tabel 1.Spiking dilakukan dari awal preparasi sampel, sebelum dilakukan pengabuan basah.Akurasi ditentukan dengan menghitung persen rekoveri.Keterimaan persen rekoveri mengacu pada AOAC (2002) yang dapat dilihat pada Tabel 2. Hasil spike untuk masing–masing konsentrasi dihitung nilai RSD analisisnya. Presisi ditentukan dengan membandingkan nilai RSD analisis dengan RSD Horwitz.Presisi dikatakan baik apabila memiliki nilai RSD analisis lebih kecil dari 2/3 RSD Horwitz.Pemilihan nilai 2/3 RSDh merupakan aturan dari LDITP agar hasil yang didapatkan memiliki nilai yang lebih presisi karena memiliki batas nilai RSDh yang lebih rendah. Tabel 1. Konsentrasi spiking mineral Ca, Zn, dan Mg untuk uji akurasi dan presisi menggunakan F–AAS dengan sampel makanan bayi Mineral Ca Zn Mg
Konsentrasi (untuk 1 gram sampel) Rendah (µg/mL) Sedang (µg/mL) Tinggi (µg/mL) 2 30 300 1 5 25 1 10 50
Tabel 2. Keterimaan persen rekoveri* Konsentrasi 100 % 10 % 1% 0,1 % 0,01 % 10 µg/g 1 µg/g 10 µg/kg
Keterimaan rekoveri (%) 98 – 101 95 – 102 92 – 105 90 – 108 85 – 110 80 – 115 75 – 120 70 – 125
* AOAC (2002)
Persen rekoveri dihitung untuk masing–masing mineral dengan menggunakan rumus: Rekoveri % =
(konsentrasi sampel yang dispike-konsentrasi sampel tanpa spiking) × 100% konsentrasi spiking
Sedangkan, 2/3 RSDh dihitung dengan menggunakan rumus: RSDh= 2/3 [2 exp (1 – 0,5 log C)] Keterangan: C = nilai rata–rata konsentrasi analat dalam satuan ppm (10-6)
Intralab Reprodusibilitas Intralab reprodusibilitas ditentukan dengan menggunakan operator dan laboratorium yang sama tetapi dilakukan pada minggu yang berbeda. Masing–
5
masing pengujian dilakukan sebanyak tiga ulangan analisis.Hasil pengujian pada minggu yang berbeda tersebut dihitung rata–rata dan RSD analisisnya untuk mengetahui nilai intralab reprodusibilitas masing–masing mineral.Selanjutnya nilai RSDa dibandingkan dengan nilai RSDh. Intralab reprodusibilitas dikatakan baik apabila memiliki nilai RSDa lebih kecil dibandingkan dengan nilai RSDh.
Uji Ketangguhan (Ruggedness) Uji ketangguhan atau ruggedness dilakukan dengan membandingkan hasil analisis apabila terdapat sedikit perubahan pada metodenya.Dalam penelitian ini, uji ketangguhan dilakukan dengan mengganti pelarut yang digunakan sebagai pengencer larutan standar mineral Ca, Zn, maupun Mg (1000 µg/mL), dari air demineral menjadi HNO3 0,05M. Konsentrasi hasil pengenceran untuk Ca dan Zn ditentukan sebesar 0,05 µg/mL sedangkan Mg sebesar 0,02 µg/mL.pengenceran dilakukan sebanyak tujuh ulangan. Masing–masing ulangan diinjeksikan ke F– AAS, yang kemudian diperoleh absorbansi dan konsentrasinya.Hasil konsentrasi masing–masing mineral menggunakan kedua pelarut, diuji perbedaannya menggunakan uji independent t–test.Apabila hasil uji dengan kedua pelarut ini menunjukan hasil yang tidak berbeda nyata, maka metode analisis memiliki ketangguhan yang baik.
Analisis Mineral Ca, Zn, dan Mg dengan Flame–AAS Proses pengabuan basah merupakan perlakuan pendahuluan yang dilakukan untuk menganalisis mineral Ca, Zn, dan Mg menggunakan sampel makanan bayi, mengikuti prosedur dari AOAC 975.03(1995). Sampel ditimbang 1 gram dalam labu Kjeldahl 100 mL, apabila akan dilakukan spiking maka penambahan mineral dilakukan pada tahap ini. Selanjutnya penambahan asam nitrat pekat (HNO3) sebanyak 10 mL dan asam perklorat pekat (HClO4) sebanyak 3 mL, lalu diaduk hingga tercampur merata antara larutan asam dan sampel. Kemudian larutan didestruksi menggunakan hot plate. Apabila pembentukan busa sudah terhenti dan timbul asap putih serta larutan menjadi bening, maka pemanasan dihentikan. Penambahan HCl 37% (1:1) sebanyak 10 mL dilakukan setelah larutan dingin.Selanjutnya, larutan hasil pengabuan basah ditera ke dalam labu takar 100 mL menggunakan air demineral. Analisis mineral menggunakan F–AAS memiliki pengaturan secara spesifik untuk setiap mineral.Pengaturan F–AAS yang digunakan untuk analisis mineral Ca, Zn, dan Mg untuk penelitian ini tercantum pada Tabel 3. Tabel 3. Pengaturan F–AAS untuk analisis mineral Ca, Zn, dan Mg Mineral Ca Zn Mg
Panjang gelombang (nm) 422,7 213,9 285,2
Bahan bakar Nitrous oxide – Acetylene Air – Acetylene Air – Acetylene
Burner height (mm) 11 7 7
Fuel flow (L/min) 4,2 1,2 1,1
Lamp current (mA) 6 7.5 3
6 Analisis dilanjutkan dengan melakukan set up optic dan set up flame hingga F– AAS ready. Setelah F–AAS ready, maka analisis dimulai dengan menginjeksikan larutan deret kurva standar untuk mineral yang akan dianalisis dilanjutkan dengan injeksi sampel hasil pengabuan basah. Analisis mineral menggunakan F–AAS dilakukan spesifik untuk satu mineral untuk satu kali running. Jumlah mineral dalam sampel dihitung menggunakan rumus: µg mineral/g sampel =
C x V x FP W
Keterangan: C = konsentrasi mineral (µg/mL) V = volume larutan sampel akhir (mL) FP = faktor pengenceran dari larutan sampel akhir W = berat sampel (g)
Analisis Statistik Analisis statistik sederhana berupa perhitungan rata–rata, standar deviasi, dan relative standard deviation (RSD) dilakukan dengan menggunakan program Microsoft Excel 2011.Selanjutnya, analisis statistik digunakan untuk mengetahui P–value dari ketiga mineral pada uji ketangguhan atau ruggedness.Uji yang digunakan untuk membandingkan perbedaan antara penggunaan HNO3 0,05 M dengan air demineral sebagai pelarut adalah independent t–test dengan aplikasi Microsoft Excel 2011. Pemilihan uji ini dikarenakan kedua sampel yaitu larutan dengan menggunakan HNO3 0,05 M sebagai pelarut tidak berhubungan dengan larutan yang menggunakan air demineral sebagai pelarut. Selain itu, analisis statistik dengan one way ANOVA atau ANOVA satu jalur dilakukan pada setiap data analisis yang diperoleh menggunakan program IBM Statistic SPSS 19.Apabila berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 95%, maka data tersebut diuji lanjut dengan uji Duncan.
PEMBAHASAN Linieritas Instrumen Pengujian linieritas instrumen dilakukan menggunakan minimum lima konsentrasi (EMA 1995). Uji linieritas instrumen untuk ketiga mineral yaitu Ca, Zn, dan Mg dilakukan dengan menggunakan tujuh konsentrasi larutan berbeda untuk setiap mineral.Larutan masing–masing mineral diinjeksikan secara berurutan sebanyak tujuh kali menggunakan Atomic Absorption Spectrometry (F– AAS).Ratarata dari hasil injeksi masingmasing konsentrasi diplotkan dalam sebuah kurva hubungan antara konsentrasi larutan standar dengan absorbansi. Uji linieritas instrumen dikatakan baik apabila memiliki nilai R2 lebih dari
7
00,990(EMA 1995).Nilaii koefisien korelasi k (R) merupakan indikator kuualitas dari p parameter linieritas l yang mengggambarkan proporsionaalitas respo on analitik t terhadap konnsentrasi yanng diukur (N Novelina 20009). Anallisis minerall Ca untuk uji u linieritas ditentukan dengan men nggunakan l larutan stan ndar minerall Ca pada kkisaran konsentrasi 044,0µg/mL. Absorbansi A y yang diperooleh dari uji linieritas m mineral Ca menggunaka m an F–AASm menunjukan k kesesuaian dengan beesarnya konnsentrasi larrutan Ca, yaitu semaakin besar k konsentrasi Ca maka semakin bbesar nilai absorbansii yang terrbaca oleh i instrumen.B Besar konsenntrasi standarr dan absorb bansi yang ddihasilkan daapat dilihat p pada Gambbar 1. Uji linieritas l innstrumen miineral Ca ddapat diterim ma karena m memiliki nillai R2 sebesaar 0,9986. y = 0.1546xx + 0.0036 R² = 0..9986
0,7
Absorbansi
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,0
1,0
2,0
3 3,0
4,0
5,0
Konsenttrasi Standarr Ca (µg/mL)
Gaambar 1. Kurrva linieritass instrumen Ca C menggunnakan F–AA AS
Absorbansi
Selan njutnya, padda uji linierritas instrum men minerall Zn digunaakan tujuh kkonsentrasi larutan Zn standar, denngan konsenntrasi terendaah yaitu 0 µg/mL µ dan tertinggi 1,0 µg/mL. H k konsentrasi Hasil pengujjian linieritaas instrumenn Zn dapat d dilihat padaa Gambar 2 yang mennunjukan baahwa, semaakin besar konsentrasi k l larutan standdar Zn akann semakin besar absorbaansi yang diihasilkan. Hasil H uji ini d dapat diterim ma karena memiliki m nilaii R2 diatas 0,,990, yaitu 0,9925. 0
0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 ‐0,05 0,0 0
y = 0.3509 9x + 0.0191 R² = 0 0.9925
0,5
1,0
1,5
Konsen ntrasi Standarr Zn (µg/mL)
Gambaar 2. Kurva linieritas insttrumen mineeral Zn mengggunakan F––AAS
8 Kurva liniieritas instru umen minerral Mg mem miliki nilai R2 terbaik yaitu mnya.Range kkonsentrasi yang 0.99900 apabila dibbandingkan kedua mineeral sebelum digunaakan adalahh 0,01,2 µg/mL. µ Hasiil uji linierritas instrum men minerall Mg memilliki kesesuaaian antara kenaikan k koonsentrasi dengan d kenaaikan absorbbansi, semak kin besar koonsentrasi laarutan standdar Mg akann memiliki nilai absorbbansi yang semakin s ting ggi juga, dappat dilihat paada Gambar 3. 3 y = 0 0.4783x ‐ 0.005 58 R R² = 0.9990
0,,7 0,,6
Absorbansi
0,,5 0,,4 0,,3 0,,2 0,,1 0 ‐0,,1 0
0,5
1
1,5
K Konsentrasi S Standar Mg ( (µg/mL)
Gambar G 3. Kurva K lineritaas instrumenn mineral Mgg menggunakkan F–AAS
n Limit Kuaantitasi Limit Deteksi Insstrumendan Limit deteeksi instrum men (LDI) aatau Limit of o Detectionn (LOD) addalah jumlahh terkecil analit a yang dapat didetteksi tetapi masih mem mberikan reespon signifiikan dibandiing dengan blanko (Harrmita 2004). Konsentrassilarutan mineral yang dapat d diterim ma untuk adaalah konsenttrasi yang menghasilkan m n nilai absorbbansi lebih besar b dari 0,005.Laruta 0 an mineral yyang memiliiki nilai absorbansi dibaawah 0,005 dianggap seebagai noisee.Limit kuanntitasi (LOQ Q) merupakaan batas tereendah konsenntrasi minerral yang daapat dilaporrkan, di baw wah konsenntrasi ini dissebut sebagaai ‘tidak teerdeteksi’ (H Harmita 20004).Konsenntrasi larutann mineral yang digunaakan untuk menentukan n nilai limit deteksi min neral Ca dann Zn adalah 0,05 µg/mL L, sedangkan Mg adalaah 0,02 µg//mL. Hasil LOD dan L LOQ dari ketiga k mineraal dapat dilihhat pada Tabbel 4. Tabel 4.Hasil perh hitungan LOD* dan LOQ Q** minerall Ca, Zn, dann Mg ***. Mineraal Ca Zn Mg
Standarr Deviasi (µg//mL) 0,00 036b 0,00043a 0,00 028 c
RSDa (%)
2/3 RSDh
3,77c 7,88 b 10,89a
15,2115 16,5463 18,4543
LOD (µg/mL) 0,0107bb 0,0128aa 0,0086 c
Q LOQ (µg/m mL) 0,03557b 0,04226a 0,02885 c
Ket: *L Limit of Detectiion **Limitt of Quantification *** Angka–angkka pada kolom m yang sama yyang diikuti oleeh huruf yang sama tidak beerbeda nyata pada taraf uji 5% (u uji lanjut Dunccan)
9
Hasil pada Tabel 4 menunjukan bahwa standar deviasi, nilai RSDa, serta LOD dan LOQ memiliki nilai yang berbeda nyata untuk ketiga mineral. Hal ini dibuktikan dengan uji statistik menggunakan uji one way ANOVA yang dilanjutkan dengan uji Duncan apabila hasilnya berbeda nyata atau signifikan.Menurut Ghozali (2009), analisis varian banyak digunakan pada penelitian yang melibatkan pengujian komparatif, yaitu menguji variabel terikat dengan cara membandingkan dengan kelompok–kelompok sampel independen yang diamati. Instrumen spektrometri atomik yang banyak digunakan untuk analisis mineral selain F–AASadalah ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry), ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), maupun GF–AAS (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry). Pada Tabel 5, dapat dilihat perbandingan nilai limit deteksi instrumen untuk analisis mineral dengan menggunakan berbagai instrumen. Tabel 5. Limit deteksi instrumen (LOD, µg/mL) analisis mineral dengan menggunakan berbagai instrumen * Instrumen
1)
F–AAS 1) F–AAS 2) GF–AAS 3) ICP–AES 4) ICP–MS 5)
Ca 0,0107b 0,0363a – 0,0037 c 0,0006 d
Mineral Zn 0,0128 a 0,0078 b – 0,0008 c 0,0003d
Mg 0,0086 a 0,0027 b 0,0002d 0,0002d 0,0008c
Flame Atomic Absorption Spectrometry, hasil yang diperoleh dalam penelitian Flame Atomic Absorption Spectrometry, Soares et.al (2010) 3) Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, Tüzen (2002) 4) Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry, Sakurai et.al (2008) 5) Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, Hongxing dan Yu–Kui (2010) * Angka–angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji lanjut Duncan) 2)
Nilai limit deteksi instrumen pada analisis mineral Ca, Zn, dan Mg memiliki nilai yang berbeda antara penggunaan instrumen F–AAS dengan instrumen spektrometri atomik lainnya.Secara keseluruhan, dapat dilihat pada Tabel 5 bahwa nilai limit deteksi yang didapat dengan menggunakan instrumen F–AAS cenderung memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan instrumen lainnya.Hal ini membuktikan bahwa diantara spektrometri atomik lainnya, F– AAS memiliki tingkat sensitivitas yang lebih rendah. Pada mineral Ca nilai limit deteksi instrumen hasil penelitian ini lebih baik apabila dibandingkan dengan Soares et al (2010) menggunakan instrumen yang sama, karena memiliki nilai limit deteksi instrumen yang lebih rendah. Akan tetapi, tidak demikian dengan limit deteksi mineral Zn dan Mg, karena limit deteksi yang didapat pada penelitian ini lebih besar dibandingkan dengan Soares et al (2010).
Akurasi dan Presisi dari Uji Rekoveri
10 Akurasi menurut Harmita (2004) adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan atau akurasi juga dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan.Hasil uji rekoveri dinyatakan sebagai rasio antara hasil yang diperoleh dengan hasil yang sebenarnya, sehingga dapat diketahui nilai analisis eror sistematisnya.Uji rekoveri dilakukan dengan menambahkan larutan standar sesuai dengan konsentrasi spiking untuk setiap mineralnya ke dalam sampel makanan bayi.Akurasi yang baik memiliki nilai persen rekoveri yang berada pada batas keterimaan persen rekoveri menurut AOAC (2002).Konsentrasi spiking yang diuji cobakan adalah spike konsentrasi tinggi, spike konsentrasi sedang, maupun spike konsentrasi rendah. Hasil persen rekoveri untuk mineral Ca, Zn dan Mg tersaji pada Tabel 6, 7, dan 8 secara berturut–turut.Sedangkan persen rekoveri dari beberapa penelitian sebelumnya menggunakan F–AAS tersaji pada Tabel 9. Tabel 6.Hasil uji rekoveri analisis mineral Ca dalam matriks makanan bayi menggunakan F–AAS dengan caraspiking pada berbagai konsentrasi * Konsentrasi spiking (µg/g)
Konsentrasi spike yang terbaca (µg/g)** standar deviasi
300 30 2
3256,78 68,33 3427,3861,09 2552,65 71,07 Rata–rata Range
Konsentrasi nonspike (µg/g)*** standar deviasi
2969,99 120,08 3398,76 22,46 2550,93 17,37
Rekoveri (%)
95,60 a 95,41 b 85,82 c 92,28 85,82 – 95,60
Keterimaan persen rekoveri (%)****
90 – 108 85 – 110 80 – 115
Tabel 7. Hasil uji rekoveri analisis mineral Zn dalam matriks makanan bayi menggunakan F–AAS dengan caraspiking pada berbagai konsentrasi * Konsentrasi spiking (µg/g)
25 5 1
Konsentrasi spike yang terbaca (µg/g)** standar deviasi
57,07 2,98 37,60 1,82 33,16 2,01 Rata–rata Range
Konsentrasi nonspike (µg/g)*** standar deviasi
30,06 1,17 32,19 2,06 32,32 2,44
Rekoveri (%)
108,04 b 108,11 a 84,81 c 100,32 84,81 – 108,11
Keterimaan persen rekoveri (%)****
85 – 110 80 – 115 75 – 120
Tabel 8. Hasil uji rekoveri analisis mineral Mg dalam matriks makanan bayi menggunakan F–AAS dengan caraspiking pada berbagai konsentrasi * Konsentrasi spiking (µg/g)
Konsentrasi spike yang terbaca (µg/g)** standar deviasi
Konsentrasi nonspike (µg/g)*** standar deviasi
50 10 1
627,75 20,34 720,31 35,68 588,73 23,30 Rata–rata Range
574,91 9,53 710,06 7,66 587,6414,79
Rekoveri (%)
105,68 b 102,49 c 108,67 a 105,61 102,49 – 108,67
Keterimaan persen rekoveri (%)****
85 – 110 80 – 115 75 – 120
Keterangan: * Angka–angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji lanjut Duncan)
11
** Konsentrasi spike yang terbaca didapatkan dari hasil rata–rata tujuh kali ulangan masing–masing konsentrasi spike untuk setiap mineral *** Konsentrasi nonspikedidapatkan dari hasil rata–rata tiga kali ulangan nonspike unuk setiap mineral **** Sumber: AOAC (2002)
Tabel 9. Nilai persen rekoveri analisis mineral Ca, Zn, dan Mg pada berbagai sampel menggunakan F–AAS dari berbagai penelitian terdahulu * Sampel Kocho dan Bulla 1) Susu formula bayi 2) Susu sapi pasteurisasi 3) Produk fermentasi susu sapi dan kambing4) Makanan bayi 5)
1)
Ca 105,00 a 99,00e 86,80d 100,31 b 92,28 d
Rekoveri (%) Zn 94,10e 97,00c 95,68d 99,01 b 100,32 a
Mg 94,30e 99,00c 98,80d 100,03 b 105,61 a
Atlabachew dan Chandravansi (2008) Sola-Larrañaga dan Navarro-Blasco (2009) 3) Soares et al (2010) 4) Navaro–Alarcón et al (2011) 5) Hasil yang didapat pada penelitian ini * Angka–angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji lanjut Duncan) 2)
Nilai rekoveri yang diperoleh dari hasil penelitian ini berbeda nyata dengan hasil yang diperoleh peneliti lain untuk ketiga mineral (Tabel 9). Hasil rekoveri mineral Zn dan Mg yang dihasilkan pada penelitian ini memiliki nilai yang lebih besar apabila dibandingkan dengan hasil rekoveri peneliti sebelumnya.Sedangkan, nilai rekoveri mineral Ca berada diantara nilai rekoveri yang diperoleh oleh peneliti sebelumnya.Apabila mengacu pada aturan AOAC (2002), hasil persen rekoveriyang diperoleh pada penelitian ini memiliki akurasi yang baik karena persen rekoveri yang didapatkan berada pada batas keterimaannya. Ketelitian atau presisi adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata– rata jika prosedur diterapkan secara berulang pada sampel–sampel yang diambil dari campuran yang homogen.Ukuran ketelitian dinyatakan dalam nilai RSD dari hasil uji (Harmita 2004). Pada penelitian ini, presisi dilakukan dengan membandingkan antara nilai RSD analisis (RSDa) yang didapat pada setiap konsentrasi spikinguntuk setiap mineral dengan nilai 2/3 RSD Horwitz (RSDh). Apabila nilai 2/3 RSD Horwitz lebih besar bila dibandingkan dengan RSD analisis, maka analisis tersebut dinyatakan teliti atau presisi.Hasil ketelitian untuk mineral Ca dapat dilihat pada Tabel 10, sedangkan untuk mineral Zn pada Tabel 11, dan mineral Mg dapat pada Tabel 12. Tabel 10. Hasil ketelitian analisis mineral Ca dalam matriks makanan bayi menggunakan F–AAS dengan caraspiking pada berbagai konsentrasi Konsentrasi spiking (µg/g) 300 30 2 Rata–rata
RSDa (%)*
RSDh
2/3 RSDh
2,10 b 1,78 c 2,78 a 2,22
4,73 4,70 4,9
3,16 3,13 3,28
12 Range
1,78 – 2,78
Tabel 11. Hasil ketelitian analisis mineral Zn dalam matriks makanan bayi menggunakan F–AAS dengan caraspiking pada berbagai konsentrasi Konsentrasi spiking (µg/g)
RSDa (%)*
RSDh
2/3 RSDh
25 5 1 Rata–rata Range
5,22 b 4,84 c 6,06 a 5,37 4,84 – 6,06
8,70 9,27 9,45
5,80 6,18 6,30
Tabel 12. Hasil ketelitian analisis mineral Mg dalam matriks makanan bayi menggunakan F–AAS dengan caraspiking pada berbagai konsentrasi Konsentrasi spiking (µg/g)
RSDa (%)*
RSDh
2/3 RSDh
50 10 1 Rata–rata Range
3,24 c 4,95 a 3,96 b 4,05 3,24 – 4,95
6,07 5,94 6,13
4,04 3,96 4,08
* Angka–angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji lanjut Duncan)
Hasil ketelitian di atas menunjukan bahwa pada masing–masing mineral memiliki perbedaan yang nyata untuk nilai RSDa antar konsentrasinya. Secara keseluruhan, seluruh nilai RSDa untuk masing–masing mineral yang diperoleh sudah memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan 2/3 RSDh. Tetapi, tidak berlaku pada mineral Mg untuk konsentrasi spiking sedang, karena memiliki nilai RSDa yang lebih besar dibandingkan nilai 2/3 RSDh. Adanya kesalahan acak saat melakukan analisis sehingga nilai RSDa yang dihasilkan cukup besar pada konsentrasi tersebut.
Intralab Reprodusibilitas Intralab reprodusibilitas atau within lab reproducibility (WLR) dilakukan dengan menghitung standar deviasi dari hasil analisis sampel nonspike untuk ketiga mineral dari seluruh konsentrasi pada minggu yang berbeda. Hasil uji WLR untuk ketiga mineral dapat dilihat pada Tabel 13.
13
Tabel 13. Hasil uji intralab reprodusibilitas menggunakan F–AAS untuk mineral Ca, Zn, dan Mg * Mineral
Rata–rata (µg/g)**
Standar deviasi (µg/g)
RSDa (%)
RSDh
Ca
3184,38 a
303,19 a
9,52 a
4,75
Zn
31,52 c
1,27 c
4,02 b
9,52
Mg
581,28 b
9,00 b
1,55 c
6,14
Keterangan: *Angka–angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji lanjut Duncan) **Dihitung dari rata–rata sampel nonspike pada minggu yang berbeda
Uji WLR merupakan kelanjutan untuk uji presisi.Perbedaannya, pada uji WLR, nilai yang dihitung adalah nilai RSDa dari sampel nonspike pada minggu yang berbeda untuk masing–masing mineral.Terlihat adanya perbedaan nilai antara ketiga mineral untuk rata–rata, standar deviasi, maupun RSDa. Mineral Ca menghasilkan hasil intralab reprodusibilitas yang kurang baik dibandingkan dengan mineral Mg dan Zn, karena memiliki nilai RSDa yang lebih besar dibandingkan RSDh. Adanya kesalahan acak pada saat analisis Ca di minggu yang berbeda, sehingga memiliki nilai RSDa yang cenderung lebih besar.
Ketangguhan (Ruggedness) Uji ketangguhan dilakukan untuk melihat kepekaan metode terhadap perubahan kecil dari metode analisis yang biasa dilakukan, seperti sedikit perubahan pH, temperatur, dll.Validasi secara lengkaptidak harus mencakup uji ketangguhan, tetapi uji ini harus dilakukan apabila metode analisis akan ditransfer ke laboratorium lainnya (Peters et al 2007).Uji ketangguhan yang dilakukan pada analisis ini adalah mengganti pelarut yang digunakan untuk analisis mineral dari air demineral menjadi HNO3 0,05M. Pelarut ini digunakan untuk mengencerkan larutan standar setiap mineral dengan konsentrasi mineral Ca dan Zn adalah 0,05 µg/mL, sedangkan Mg adalah 0,02 µg/mL. Ketangguhan diuji dengan membandingkan konsentrasi hasil analisis yang diperoleh dengan menggunakan uji independent t test .Hasil uji ketangguhan tersaji pada Tabel 14. Tabel 14. Hasil uji ketangguhan (ruggedness) mineral Ca, Zn, dan Mg menggunakan F–AAS Mineral
P0,05*
Ca
1,95 x 10-5
Zn
-10
3,71 x 10
RSDa dengan air demineral (%) 3,74 7,88
Mg 0,0515 10,90 * menggunakan tingkat kepercayaan 95%
22,82
RSDa dengan HNO3 0,05M (%) 6,27
24,82
46,85
32,00
27,68
14,21
27,06
RSDh dengan air demineral
RSDh dengan HNO3 0,05M 14,76
14 Pada independent t test, sampel dianggap tidak berbeda nyata apabila P0,05lebih besar dari 0,05 pada tingkat kepercayaan 95%. Hasil uji ketangguhan di atas menunjukan bahwa hanya larutan mineral Mg yang memiliki niai P0,05lebih besar dari 0,05. Sehingga, tidak perlu adanya perubahan penggunaan pelarut pada analisis mineral Mg. Larutan mineral Ca dan Zn, memiliki nilai P0,05lebih kecil dari 0,05 sehingga dinyatakan berbeda nyata. Akan tetapi, apabila dilihat dari perbandingan nilai RSDa dengan RSDh, untuk mineral Ca maupun Zn, hasil konsentrasi yang didapatkan dari pengenceran menggunakanpelarut HNO3 0,05 M lebih buruk karena memiliki nilai RSDa yang lebih besar dibandingkan dengan nilai RSDh.
Perbandingan Hasil Analisis Mineral dengan Label Kemasan Makanan Bayi Analisis mineral dilakukan menggunakan sampel makanan bayi komersial.Pada Tabel 15, dapat dilihat perbandingan antara jumlah mineral yang didapat pada penelitian ini dengan jumlah mineral pada label kemasan yang telah dikonversi mengikuti angka kecukupan gizi (AKG) menurut SK Menkes nomor 1593 (2005) untuk bayi 0–6 bulan. Tabel AKG sesuai dengan SK Menkes nomor 1593 (2005) terlampir pada Lampiran 3.Jumlah mineral pada label kemasan perlu dikonversi karena, pada label kemasan hanya tercantum persentase mineral dari persen AKG.Seluruh nilai pada tabel telah dikonversi menjadi µg/g. Tabel 15. Perbandingan jumlah mineral Ca, Zn, dan Mg hasil analisis dengan jumlah mineral pada label kemasan Mineral
Hasil analisis (µg/g)*
Ca Zn Mg
3184,38 31,52 581,28
Nilai menurut label kemasan Nilai 2 (µg) Nilai 1 (% AKG) Nilai 3 (µg/g) *** ** **** 200000 60 3000 1300 30 9,750 25000 40 250
* Didapat dari rata–rata sampel nonspike selama tiga minggu ** Nilai 1, nilai seperti yang tertera pada label kemasan (serving portion = 40 g) *** Nilai 2, nilai Angka Kecukupan Gizi menurut SK Menkes nomor 1593 (2005) ****Nilai 3, nilai hasil konversi dari %AKG menjadi µg/g menurut SK Menkes nomor 1593 (2005)
Menurut hasil konversi yang diperoleh, jumlah seluruh mineral hasil analisis memiliki nilai lebih besar dari nilai pada label kemasan.Menurut Canadian Food Inspection Agency atau CFIA (2003), makanan bayi termasuk pada kategori pangan Golongan I. Angka yang tertera pada label kemasan kategori pangan Golongan I harus sesuai dengan hasil analisis, tidak ada toleransi batas bawah seperti pada pangan Golongan II. Sehingga, produk makanan bayi ini sudah memiliki jumlah mineral yang sesuai antara hasil analisis dengan nilai yang tertera pada label.
15
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Hasil validasi metode analisis mineral Ca, Zn, dan Mg menggunakan instrumen F–AAS dengan matriks sampel makanan bayi telah diperoleh.Uji linieritas instrumen mineral Ca pada rentang 0 – 4,0 µg/mL,mineral Zn pada rentang 0 – 1,0 µg/mL, dan mineral Mg pada rentang 0 – 1,2 µg/mL menghasilkan nilai R2 lebih besar dari 0,990.Nilai limit deteksi instrumen dan limit kuantitasi mineral Ca adalah 0,0107 dan 0,0357 µg/mL, Zn adalah 0,0128 dan 0,0426 µg/mL dan Mg adalah 0,0086 dan 0,0285 µg/mL. Hasil uji rekoveri pada konsentrasi rendah, sedang, maupun tinggi berada pada rentang keterimaan persen rekoveri.Sedangkan hasil uji presisi dengan membandingkan nilai RSDa dengan 2/3 RSDh untuk ketiga mineral menghasilkan nilai RSDa lebih kecil dibandingkan 2/3 RSDh, kecuali untuk mineral Mg pada spike konsentrasi sedang.Hasil uji intralab reprodusibilitas untuk analisis mineral Zn dan Mg memberikan hasil yang baik, yaitu nilai RSDa kurang dari RSDh, tetapi tidak demikian untuk hasil uji mineral Ca. Sedangkan untuk hasil uji ketangguhan mineral Ca dan Zn berbeda dengan mineral Mg yang menghasilkan nilai yang baik, yaitu P0,05 lebih besar dari 0,05.
Saran Diperlukan validasi metode untuk analisis mineral dengan matriks sampel dan jenis mineral yang berbeda.Pembacaan absorbansi kurang stabil, perlunya perawatan yang rutin untuk instrumen F–AAS. Perlu dilakukan pengaturan ulang untuk burner height danair flow untuk setiap mineral agar dapat menghasilkan nilai yang lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA Alcock, N. W., 1995. Flame, Flameless, and Plasma Spectroscopy.Analytical Chemistry 67, 12, 503R – 506R. [AOAC] Method 975.03. 1995. Supplement March 1996 di dalam AOAC 1999. Chapter 3, P.3. [AOAC] 2002.Peer Verified Methods Program, Manual on Policies and Procedures. Washington D.C.: The Association Analytical Chemist Inc. Atlabachew, Minaleshewa dan Bhagwan Singh Chandravanshi. 2008. Levels of major, minor and trace elements in commercially available enset (Ensete ventricosum (Welw.), Cheesman) food products (Kocho and Bulla) in Ethiopia. Journal of Food Composition and Analysis, 21, 545– 552.
16 [CFIA] Canadian Food Inspection Agency. 2003. Food Labelling and Advertising.http://www.inspection.gc.ca/english/fssa/labeti/guide/toce/sht ml. [10 Mei 2013]. [EMA] The European Agency for the Evaluation of Medical Products. 1995. ICH. Topic Q2B.Validation of Analytical Procedures : Methodology. http://www.Pharmacontract.ch/support/pdf-support/Q2a.pdf. [20 Juni 2012]. Ghozali, Imam. 2009. Aplikasi Analisis Multivariate dengan Program SPSS, Cetakan ke IV. Semarang: Badan Penerbit UNDIP. Hadi, A. 2007.Pemahaman dan Penerapan ISO/IEC 17025:2005. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Harmita.2004. Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Perhitungannya. Majalah Ilmu Kefarmasian, 1 (3): 117-135. Hongxing, Zhang dan Rui Yu–Kui. 2010. Determining Mineral Elements in Four Kinds of Grains From Beijing Market by ICP–MS Simultaneously. Journal of Saudi Chemical Society, 16, 31–33. [KAN]Komite Akreditasi Nasional.2000. Penjelasan SNI 19–17025–2000 Sebagai Persyaratan Akreditasi Laboratorium.Komite Akreditasi Nasional. Mahabir, Vishal dan Vishwa Verma. 2012. Application of Atomic Absoption Spectroscopy in Food Sciences: (A Study on Curcubita Maxima). APCBAA Procedia, 2, 135–140. [Menkes] Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia.Nomor 1593/MENKES/SK/XI/2005.Angka Kecukupan Gizi yang Diamjurkan Bagi Bangsa Indonesia. Navarro-Alarcón, Miguel, Carmen Cabrera-Vique, M, Dolores Ruiz-López, Manuel Olalla, Reyes Artacho, Rafael Giménez, Verónica Quintana, Triana Bergillos. 2011. Levels of Se, Zn, Mg and Ca in commercial goat and cow milk fermented products: Relationship with their chemical composition and probiotic starter culture. Food Chemistry, 129, 1126– 1131. Novelina, Yus Maria, Sutanto, Alia Fatimah. 2009. Validasi Metode Analisis Penetapan Kadar Senyawa Siklamat Dalam Minuman Ringan. Jakarta: Prodising PPI Standardisasi 2009. Peters, Frank T., Olaf H. Drummer, Frank Musshoff. 2007. Validation of New Method. Forensic Science International 165, 2–3, 216–224. Pohl, P., I. Sergiel, B. Prusisz. 2011. Direct Analysis of Honey For The Total Content of Zn and Its Fractination Forms by Means of Flame Atomic Absorption Spectrometry with Solid Phase Extraction and Ultrafiltration Approaches. Food Chemistry, 125, 1504 – 1509. Rohman, A. (2007). Kimia Farmasi Analisis.Pustaka Pelajar Universitas Islam Indonesia. Sakurai, K., T. Watanabe, N. Matsuda-Inoguchi, S. Shimbo, C. Date, C. Toji, Y. Furukawa, H. Nakatsuka, M. Ikeda. 2008. Agreement of estimated values with measured values in dietary intakes of minerals: A validation study in Japan. Journal of Food Composition and Analysis, 21, 26–34. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 2005. 01-7111.1-2005 Makanan Pendamping Air Susu Ibu (MP-ASI) – Bagian 1: Bubuk Instan. Badan Standar Nasional.
17
[SNI] Standar Nasional Indonesia.2008. SNI ISO/IEC 17025:2008 Persyaratan Umum Untuk Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi.Badan Standar Nasional. Soares, Vanessa A., Mahyara M.M. Kus, André Luis C. Peixoto, Juliana S. Carrocci, Rodrigo F.S. Salazar, Hélcio J. Izário Filho. 2010. Determination of nutritional and toxic elements in pasteurized bovine milk from Vale do Paraiba region (Brazil). Food Control, 21, 45–49. Sola-Larrañaga, Cristina dan Iñigo Navarro-Blasco. 2009. Optimization of a slurry dispersion method for minerals and trace elements analysis in infant formulae by ICP OES and FAAS.Food Chemistry, 115, 1048–1055. Tüzen, Mustafa. 2002. Determination Heavy Metals in Fish Samples of The Middle Black Sea (Trukey) By Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry. Food Chemistry, 80, 119–123.
LAMPIRAN Lampiran 1. Syarat mutu MP–ASI menurut SNI 01–7111.1 (2005) Syarat mutu Kadar Air Kadar Abu Energi Protein Karbohidrat - ada penambahan sukrosa, fruktosa, glukosa, sirup glukosa atau madu pada produk - serat pangan Lemak - asam lemak trans Vitamin a. wajib: - vitamin A -
vitamin D
- vitamin C b. tidak wajib: - vitamin E - vitamin K - vitamin B1 - vitamin B2 - niasin
Ambang batas syarat mutu 4,0 gram per 100 gram 3,5 gram per 100 gram 0,8 kkal per gram produk - 8 gram per 100 gram - 522 gram per 100 gram
-
jumlah karbohidrat yang ditambahkan 30 gram per 100 gram jumlah fruktosa 5 gram per 100 gram
-
5 gram per 100 gram 6 gram per 100 gram 15 gram per 100 gram 4% dari total lemak
-
250 retinol ekivalen per 100 gram 700 retinol ekivalen per 100 gram 3 mikrogram per 100 gram 10 mikrogram per 100 gram 27 miligram per 100 gram
-
4 miligram per 100 gram 10 mikrogram per 100 gram 0,4 miligram per 100 gram 0,4 miligram per 100 gram 4 miligram per 100 gram
-
18 Lanjutan Lampiran 1. Syarat mutu MP–ASI menurut SNI 01–7111.1 (2005) Syarat mutu - vitamin B12 - asam folat - asam pantothenat Mineral a. wajib: - natrium (Na)
-
-
100 miligram per 100 kkal (untuk bayi) 200 miligram per 100 kkal (untuk anak diatas 12 bulan) 200 miligram per 100 gram perbandingan kalsium (Ca) dengan fosfor (P) 1,2 dan 2,0 5 miligram per 100 gram dengan bioavailability 5% 0,6 miligram per 100 kkal atau 2,5 miligram per 100 gram perbandingan besi (Fe) dan seng (Zn) 1,0 dan 2,0 45 mikrogram per 100 gram
-
10 mikrogram per 100 gram
-
-
kalsium (Ca)
-
-
besi (Fe)
-
-
seng (Zn)
-
- iodium (I) b. tidak wajib: - selenium (Se)
Ambang batas syarat mutu 0,3 mikrogram per 100 gram 0,7 mikrogram per 100 gram 1,3 mikrogram per 100 gram
Lampiran 2. Analisis mineral menurut AOAC 975.03 (1995) AOAC 975.03.1995 Metals in Plants and Pet Foods Atomic Absorption Spectrometric Method (Applicable to calcium, copper, iron, magnesium, manganese, potassium, and zinc.)
Wet Ashing Accurately weigh 1 g sample, dried and ground, into 150 mL Pyrexbeaker. Add 10 mL HNO3 and let soak thoroughly. Add 3 mL 60% HCLO4 and heat on hot plate, slowly at first, until frothing ceases. Heat until HNO3 is almost evaporated. If charring occurs, cool, add 10 mL HNO3 and continue heating. Heat to white fumes of HClO4. Cool, add 10 mL HCl (1+1), and transfer quantitatively to 50 mL volumetric flask.
19
AOAC 965.09 Nutrients (Minor) in Fertilizers Atomic Absorption Spectrometric Method Determination (P interfers in Ca and may interfere in Mg determination with air–C2H2 burners. Eliminate interference by adding La stock solution to standard and sample solutions so that final dilutions contain 1% La. P does not interfere with Ca determination when N2O–C2H2 flame is used.) Set up instrument as in Table 965.09, of previously established optimum settings for apparatus to be used. Less sensitive secondary lines [Gatehouse, and Willis, Spectrochim. Acta 17, 710(1961)] may be used to reduce necessary dilution, if desired. Read ≥4 standard solutions within analysis range before and after each group 6–12 samples. Flush burner with H2O between samples, and re–establish 0 absorption point each time. Prepare calibration curve from average of each standard before and after sample group. Read concentration of samples from plot of absorption against µg/mL. Calculations % Element = (µg/mL) x (F/sample weight) x 10-4 F = mL original dilution x mL final dilution/mL aliquot, if original 100 mL volume is diluted.
20 Lampiran 3. Tabel AKG menurut SK Menkes nomor 1593 (2005) No
Kelompok umur
Berat badan (kg)
Tinggi badan (cm)
Kalsium (mg)
Magnesium (mg)
Seng (mg)
1 2 3 4 5
Anak 0–6 bl 7–12 bl 1–3 th 4–6 th 7–9 th
6 8,5 12 17 25
60 71 90 110 120
200 400 500 500 600
25 55 60 80 120
1,3 7,5 8,2 9,7 11,2
6 7 8 9 10 11 12
Laki–laki 10–12 th 13–15 th 16–18 th 19–29 th 30–49 th 50–59 th 60+ th
35 45 55 55 62 62 62
138 150 160 165 165 165 165
1000 1000 1000 800 800 800 800
170 220 270 270 300 300 300
14 17,4 17 12,1 13,4 13,4 13,4
13 14 15 16 17 18 19
Wanita 10–12 th 13–15 th 16–18 th 19–29 th 30–49 th 50–59 th 60+ th
37 48 50 52 55 55 55
145 153 154 156 156 156 156
1000 1000 1000 800 800 800 800
180 230 240 240 270 270 270
12,6 15,4 14 9,3 9,8 9,8 9,8
20 21 22
Hamil (+an) Trimester 1 Trimester 2 Trimester 3
+150 +150 +150
+30 +30 +30
+1,7 +1,7 +1,7
23 24
Menyusui (+an) 6 bl pertama 6 bl kedua
+150 +150
+30 +30
+4,6 +4,6
