PENDAHULUAN Makanan, kebutuhan pokok bagi manusia, dapat mengandung kontaminan kimia yang dapat mengganggu kesehatan. Oleh karena itu keamanan pangan (food safety) merupakan hal yang sangat penting. Akrilamida satu kontaminan yang ditemukan dalam makanan. Akrilamida, molekul kecil yang sangat reaktif dan mudah berikatan dengan molekul lain, bersifat neurotoksik dan karsinogenik. Reaktivitas akrilamida dimanfaatkan untuk proses polimerisasi menghasilkan poliakrilamida yang digunakan sebagai pengental, pewarna, dan digunakan dalam penelitian bioteknologi yaitu elektroforesis gel (SDS PAGE) untuk memisahkan dan mengisolasi DNA. Akrilamida dapat terbentuk dari prazat asam amino asparagin dan glukosa melalui reaksi Maillard saat proses penggorengan dan pemanggangan pada suhu tinggi1). Akrilamida memiliki sedikit kromofor dan memberikan serapan maksimum pada panjang gelombang 197 nm yang berada pada daerah ultraviolet jauh. Pada daerah tersebut banyak pelarut dan senyawa organik lain memberikan serapan kuat (Harahap, 2006). Oleh karena itu akrilamida sulit dinalisis secara selektif sehingga perlu dibuat derivatnya yang memberikan hasil analisis yang lebih baik. Derivat akrilamida dapat dibuat melalui derivatisasi akrilamida dengan anilin sulfat yang menghasilkan senyawa yang memiliki gugus kromofor lebih banyak daripada senyawa akrilamida induk. Metode analisis dengan instrumen memerlukan baku pembanding. Derivat akrilamida dapat digunakan sebagai baku pembanding dalam analisis akrilamida.
1
www.fao.org/docrep/005/Y4267M/y4267m10.htm (5 September 2006)
1
BAB 1
TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan pustaka meliputi tinjauan akrilamida, tinjauan anilin sulfat, perkiraan reaksi antara akrilamida dengan anilin sulfat, dan karakterisasi.
1.1
Akrilamida
Tinjauan mencakup sifat fisika dan kimia, pembentukan dalam makanan, efek dan toksisitas, penggunaan dan analisis akrilamida.
1.1.1
Sifat Fisika dan Kimia
Akrilamida mempunyai rumus kimia C3H5NO, dengan nama IUPAC 2-propenamida, berbobot molekul 71,08 dengan titik leleh pada suhu 84,5°C. Akrilamida berbentuk hablur putih pada suhu kamar. Akrilamida larut dalam air, etanol, eter, dan kloroform. (Budavari, 1989). Akrilamida memiliki gugus amida dan gugus karbonil viniloge pada strukturnya. Struktur kimia akrilamida dapat dilihat pada Gambar 1.12).
O NH2 Gambar 1.1 Struktur kimia akrilamida
1.1.2
Pembentukan dalam Makanan
Akrilamida terbentuk melalui reaksi Maillard dengan prekursor asam amino asparagin dan glukosa. Reaksi Maillard terjadi pada proses penggorengan dan pemanggangan pada suhu tinggi dan menghasilkan warna kecoklatan, rasa dan aroma yang khas. Reaksi pembentukkan
2 3
akrilamida
pada
makanan
dapat
dilihat
http://en.wikipedia.org/wiki/Acrylamide (12 Oktober 2006) http://www.fao.org/docrep/005/Y4267M/y4267m10.htm (5 September 2006)
2
pada
Gambar
1.23).
3
Z
H C
O
NH2
R1
C
Z -H2O
+
C O
O R2 Senyawa karbonil
Asam Amino
Amino keton
CH
R1
C
C
O
O
-CO2
C H
N
C
R2 H
H2O H C O
H
R1
O
R2 R1
Aldehid Stecker
O
O
C
C
R2 +
NH3 + CH3SH + H2C
H2N
R2
O
C
+
Z
C
Z
C
O
C
R1
H
C
OH
H2N
N
C H
CHO
Akrolein C
H2 C
CHO
H2C
O
C H
COOH NH3
H2C H2N C O
C H
C H
COO-NH4+
CH2
Akrilamida
Gambar 1.2 Reaksi pembentukan akrilamida pada makanan 4)
1.1.3
Efek dan Toksisitas
Akrilamida bersifat sangat toksik, merupakan neurotoksin yang mempengaruhi sistem saraf pusat dan tepi. Toksisitas bergantung pada durasi paparan dan dosis total. Akrilamida berupa monomer bersifat toksik, sedangkan polimernya tidak toksik. Gejala keracunan
4
http:// www.cfsan.fda.gov/~dm/acryjack/sld012.htm (22 Desember 2006)
4 akrilamida antara lain berkeringat dan kerusakan saraf yang bersifat persisten. Keracunan dapat terjadi melalui konsumsi air yang terkontaminasi oleh akrilamida (Reynolds, 1982). Paparan akrilamida dapat menyebabkan ataksia, mati rasa, paresthesia, kelemahan otot, kehilangan refleks tendon dalam, tangan berkeringat, kelelahan dan lesu, iritasi mata dan kulit, dan mempengaruhi reproduksi. Akrilamida dapat terabsorsi melalui kulit. Akrilamida merupakan agen karsinogen. Dosis letal akrilamida (LD50) secara intraperitonial pada tikus adalah 170 mg/kg (Budavari, 1989).
1.1.4
Penggunaan Akrilamida
Akrilamida digunakan dalam sintesis poliakrilamida untuk gel elektroforesis (SDS-PAGE), sintesis pewarna, kopolimer untuk lensa kontak, konstruksi bendungan dan terowongan, pengolahan air dan limbah, produksi flokulan dan pengental, dan pengolahan bijih besi (Budavari, 1989).
1.1.5
Metode Analisis Akrilamida
Akrilamida mempunyai gugus karbonil dan ikatan rangkap yang reaktif. Struktur akrilamida merupakan kromofor lemah sehingga memberikan serapan pada daerah ultraviolet jauh. Ada beberapa cara untuk menganalisis akrilamida dalam makanan, antara lain dengan kromatografi gas-spektrometri massa dan kromatografi cair-spektrometri massa (Harahap, 2006; Tareke, 2002).
1.2 Anilin Sulfat Tinjauan mencakup sifat fisika dan kimia, efek dan toksisitas anilin sulfat.
1.2.1
Sifat Fisik dan Kimia
Anilin sulfat mempunyai rumus kimia (C5H7N)2H2SO4, dengan nama lain benzenamin hemisulfat, berbobot molekul 284,33. Anilin sulfat berbentuk serbuk hablur, berwarna lebih gelap bila terpapar cahaya dan udara. Anilin sulfat larut dalam air, sukar larut dalam alkohol, praktis tidak larut dalam eter. (Budavari, 1989). Anilin sulfat memiliki gugus amina dan gugus benzena, dan setiap molekulnya berinteraksi dengan setengah molekul asam sulfat seperti terlihat pada Gambar 1.35).
2
http://www.sigma-aldrich.com/anilinesulfate (23 Juli 2007)
5 NH2 .1/2 H2SO4
Gambar 1.3 Struktur kimia anilin sulfat
1.2.2
Efek dan Toksisitas
Bila anilin terhirup, tertelan, atau terabsorpsi melalui kulit akan mengakibatkan lemas, methemoglobinemia, sianosis, dan koma. Selain itu dapat terjadi sensitisasi kulit, kerusakan hati dan ginjal, dan aritmia. Paparan yang lama dapat menyebabkan hemolisis (Reynolds, 1982).
1.3 Reaksi Akrilamida dengan Anilin Sulfat Akrilamida memiliki ikatan rangkap yang reaktif sehingga dapat bereaksi dengan gugus amina pada anilin sulfat berdasarkan reaksi adisi pada gugus karbonil yang berkonjugasi dengan ikatan rangkap (Becker, 1999). Berdasarkan perkiraan reaksi akan terbentuk senyawa baru dengan lebih banyak gugus kromofor daripada akrilamida. Perkiraan mekanisme reaksi dapat dilihat pada Gambar 1.4.
C C
O
C + B
H
O
C
C
B
C
H
O
C H
C
C
C
OH
C C
B
B
O
+
NH2
NH2 Anilin
Akrilamida
NH2 NH2
O
NH2 NH
OH
N H2 NH
O
Gambar 1.4 Perkiraan reaksi antara akrilamida dengan anilin
6 1.4 Karakterisasi Karakterisasi derivat akrilamida dilakukan secara spektrofotometri ultraviolet-sinar tampak dan spektrofotometri inframerah.
1.4.1
Spektrofotometri Ultraviolet-Sinar Tampak
Absorpsi radiasi ultraviolet dan sinar tampak oleh molekul organik dengan elektron- dan elektron-n menyebabkan transisi elektron di orbit terluarnya dari tingkat energi elektron dasar ke tingkat energi elektron tereksitasi (Satiadarma, 2004). Sistem (gugus atom) dengan elektron- dan elektron-n disebut gugus kromofor. Transisi elektron yang dapat terjadi adalah transisi σ→σ*, n→σ*, dan →*. Senyawa yang hanya mempunyai transisi σ→σ* mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang sekitar 150 nm, sementara untuk senyawa yang mempunyai transisi n→σ* dan →* yang disebabkan oleh kromofor tidak terkonjugasi akan mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang sekitar 200 nm. Senyawa yang mempunyai transisi n→* mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang 200-400 nm (Creswell, 1982).
1.4.2
Spektrofotometri Inframerah
Spektrofotometri inframerah dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Prinsip kerjanya adalah bila radiasi inframerah mengenai molekul organik akan terjadi vibrasi atau rotasi gugus atom. Frekuensi yang sesuai dengan energi vibrasi atau rotasi tersebut akan diabsorpsi dan digunakan untuk eksitasi pada tingkat energi vibrasi dan rotasi khas dari molekul. Spektrum absorpsi radiasi yang terbentuk khas untuk molekul senyawa organik dan digunakan untuk analisis kualitatif, sedangkan absorban pada frekuensi tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang mengabsopsi radiasi dan dapat digunakan untuk analisis kuantitatif. Radiasi inframerah yang digunakan pada analisis senyawa kimia organik meliputi daerah panjang gelombang 2,5 sampai 16 µm dengan frekuensi 1,2 x 1014 sampai 2,0 x 1013 Hz atau bilangan gelombang 4000 sampai 625 cm-1 (Satiadarma, 2004).
