PENENTUAN KANDUNGAN BESI DALAM CONTOH MAKANAN MENGGUNAKAN GRAPHITE FURNACE ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY DALAM UJI PROFISIENSI FNRI-DOST Harry Budiman1, Fransiska Sri Herwahyu Krismastuti2, Nuryatini3 1,2,3
Pusat Penelitian Kimia-Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Banten 15314
Email:
[email protected],
[email protected] ABSTRAK Laboratorium Pusat Penelitian Kimia-LIPI sebagai laboratorium penguji yang terakreditasi menurut ISO/IEC 17025 telah ikut berpartisipasi dalam uji profisiensi untuk penentuan kandungan besi (Fe) dalam contoh makanan khususnya contoh tonic food drink, yang diselenggarakan oleh Food and Nutrition Research Institute-Department of Science and Technology (FNRI-DOST), Filipina. Contoh Tonic food drink dipreparasi dengan metoda destruksi kering. Kandungan Fe dalam contoh tonic food drink ditentukan dengan menggunakan metode graphite furnace atomic absorption spectrometry. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kandungan Fe dalam contoh tonic food drink adalah 11.39 mg/100g dengan ketidakpastian pengukurannya adalah 3.56 mg/100g (11.39 ± 3.56 mg/100g). Hasil ini dikategorikan memuaskan dalam uji profisiensi FNRI-DOST untuk penentuan kandungan Fe dalam contoh tonic food drink yang diikuti oleh 33 laboratorium dari Asia Tenggara dan Australia, dimana nilai konsensus untuk kandungan Fe dalam contoh adalah 12.64 mg/100g, dan rentang nilai memuaskan yaitu 10.12-15.16 mg/100g. Kata kunci: besi, akreditasi, pengujian, uji profisiensi, atomic absorption spectrometry.
penggunaan
PENDAHULUAN
bahan
acuan
merupakan
dua
era
prosedur quality assurance yang menjadi syarat
globalisasi saat ini, laboratorium penguji dan
lainnya dalam standar ISO/IEC 17025 bagi
laboratorium kalibrasi dituntut harus memberikan
laboratorium
hasil pengukuran dengan tingkat kepercayaan
profisiensi,
(validitas) yang tinggi dan dapat diterima secara
membandingkan
internasional.
17025:
dengan laboratorium penguji yang lain, dan
General Requirements for the Competence of
menunjukkan validitas, reliabilitas dari uji yang
Calibration
dilakukan. Sedangkan penggunaan bahan acuan
Dalam
pasar
internasional
Berdasarkan
and
ISO/IEC
Testing
dan
Laboratories,
terakreditasi. laboratorium hasil
Dengan penguji
analisa
uji dapat
pengujiannya
laboratorium dalam melakukan suatu pengukuran
dalam
harus memenuhi syarat antara lain menggunakan
laboratorium melakukan pengukuran/pengujian
metode yang tervalidasi, menggunakan prosedur
yang tertelusur ke standar nasional ataupun
internal quality control, dan dapat menunjukkan
internasional. Hasil dari uji profisiensi dapat
ketidakpastian
tersebut.
digunakan untuk memeriksa kemampuan suatu
Disamping itu, partisipasi laboratorium penguji
laboratorium dalam melakukan pengujian sesuai
secara
dengan
berkala
dari dalam
pengukuran uji
profisensi
dan
pengujian
menunjukkan
kompetensinya
dan
bahwa
membantu
akreditasi
terkareditasi menurut ISO/IEC 17025 dengan
laboratorium berdasarkan ISO/IEC 17025 atau
ruang lingkup akreditasi yaitu pengujian logam
laboratorium
dalam
pengajuan
proses perpanjangan akreditasi
1,2,3,4
.
berat kadmium (Cd), timbal (Pb), seng (Zn), besi
Secara definisi, uji profisiensi dapat
(Fe) dan tembaga (Cu) dalam contoh makanan.
diartikan sebagai evaluasi kinerja laboratorium
Oleh karena itu, Laboratorium Pusat Penelitian
dalam suatu pengukuran menurut uji banding
Kimia-LIPI berpartisipasi dalam uji prosiensi
antar laboratorium. Sementara itu, uji banding
untuk penentuan kandungan Fe dalam contoh
antar laboratorium yaitu evaluasi kinerja dua
makanan khususnya contoh tonic food drink,
laboratorium atau lebih dalam melakukan suatu
yang diselenggarakan oleh Food and Nutrition
uji atau pengukuran pada contoh yang sama
Research Institute-Department of Science and
menurut kondisi-kondisi yang telah ditetapkan
Technology
sebelumnya. Adapun manfaat yang diperoleh
profisiensi FNRI-DOST
oleh laboratorium yang berpartisipasi dalam uji
laboratorium penguji dari empat Negara ASEAN
profisiensi yaitu
(Filipina, Indonesia, Malaysia, dan Thailand) dan
•
2 laboratorium dari Australia1.
Dapat mengevaluasi dan meninjau kinerja laboratorium
dalam
suatu
uji
Dapat
• • •
diikuti oleh 31
masalah
dalam
Bahan
personel,
Bahan kimia yang digunakan adalah
kalibrasi instrumen dan indikasi dari suatu
bahan dengan grade pro analysis dan diperoleh
tindakan perbaikan.
dari MERCK. NANOpure deionized water (17.8
misalnya
kinerja
dan
MΩcm, Barnstead) digunakan untuk membuat
komparabilitas metode pengukuran baru dan
semua larutan yang dibutuhkan. Asam nitrat
meninjau kembali metode yang sudah baku.
encer dengan konsentrasi 6 M; 0,1 M; dan 0,01%
Dapat meningkatkan kepercayaan pelanggan
digunakan untuk mempreparasi contoh tonic food
pada laboratorium.
drink. Larutan standar kalibrasi Fe dibuat dengan
Dapat mengidentifikasi perbedaan dalam
cara mengencerkan larutan titrisol Fe, 1000 ±
hasil uji antara laboratorium.
0.002 mg/L.
Dapat
menentukan
efisiensi
Dapat melakukan validasi metode dengan menggunakan
studi
reliabilitas
dan
Alat Hotplate Cymarec 2 and muffle furnace
keakuratan. •
Uji
PERCOBAAN
mengidentifikasi
pengujian
•
ini
Filipina.
atau
pengukuran. •
(FNRI-DOST),
Dapat menentukan besarnya nilai suatu analit dalam material untuk menghasilkan bahan acuan (reference material)5. Laboratorium Pusat Penelitian Kimia-
LIPI merupakan laboratorium pengujian yang
Sibata digunakan dalam preparasi contoh tonic food drink dengan metode destruksi kering. Graphite furnace atomic absorption spectrometry (graphite furnace-AAS) SpectrAA-880 Zeeman Varian
digunakan
untuk
menentukan
dan
mengukur kandungan Fe di dalam contoh.
Adapun kondisi graphite furnace untuk proses
dibiarkan mendingin. Abu contoh dibasahi
atomisasi contoh untuk pengukuran Fe adalah
dengan 1-3 mL air dan diuapkan di atas hotplate.
Tabel 1. Kondisi graphite furnace pada
Cawan dimasukkan kembali ke dalam furnace
pengukuran Fe.
pada suhu yang diatur sama dengan kondisi pengabuan pertama. Prosedur ini dilakukan
Tahap
Suhu
Waktu
Kecepatan
Furnace
(detik)
Alir
(○C)
Gas Ar
berulang-ulang
hingga
contoh
seluruhnya
membentuk abu, abu yang terbentuk harus berwarna putih atau abu-abu.
(L/menit)
Tahap pelarutan. Abu contoh dilarutkan dengan 5
1
85
5
3
mL larutan 6 M HCl, lalu diuapkan di atas
2
95
40
3
hotplate. Residu yang terbentuk dilarutkan
3
400
10
3
dengan 10-30 mL larutan 0.1 M HNO3.
4
800
5
3
Kemudian larutan dipindahkan ke dalam labu
5
800
5
3
ukur 50 mL dan diencerkan dengan larutan
6
800
2
0
0.01% HNO3 hingga tanda batas.
7
2300
1.1
0
Preparasi terhadap contoh di atas dilakukan
8
2300
2
0
replikasi sebanyak 2 kali.
9
2300
2
3 Pengukuran kandungan Fe dengan graphite furnace-AAS Absorban dari larutan contoh diukur pada
Metode
panjang gelombang untuk Fe 372 nm dengan
Preparasi contoh Contoh tonic food drink dipreparasi dengan metode destruksi kering yang mengacu pada AOAC Official Method 999.11 6. Tahap pengeringan. Sebanyak 5 g contoh ditimbang dalam cawan dan dipanaskan di atas hotplate pada suhu 100○C sampai contoh mengarang. Tahap
pengabuan.
Cawan
berisi
menggunakan graphite furnace-AAS. Pengukuran absorban dilakukan dengan replikasi sebanyak 3 kali. Rata-rata absorban dari larutan contoh diplotkan terhadap kurva kalibrasi absorban versus larutan standar Fe (0, 50, 60, 70, 90 µg/L) untuk mendapatkan nilai konsentrasi Fe dalam contoh.
contoh
dimasukkan ke dalam furnace, dengan suhu awal tidak melebihi 100○C dan suhu furnace dinaikkan perlahan-lahan hingga mencapai suhu 450○C dengan kecepatan kenaikan suhu 50°C/jam. Contoh diabukan selama 8 jam atau semalaman. Kemudian cawan dikeluarkan dari furnace dan
HASIL DAN DISKUSI Setiap laboratorium yang berpartisipasi dalam uji profisiensi akan mendapatkan kode laboratorium dan kode contoh masing-masing dari penyelenggara uji profisiensi, dalam hal ini yaitu Food and Nutrition Research Institute-
Department of Science and Technology (FNRI-
dengan metode destruksi kering menurut AOAC
DOST). Kode laboratorium untuk laboratorium
Official Method 999.11 lalu dianalisis dengan
Pusat Penelitian Kimia-LIPI dalam uji profisiensi
metode AAS. Hasil pengukuran dengan graphite
ini adalah 38 dan kode contoh tonic food drink
furnace-AAS menunjukkan kandungan Fe dalam
yang diterima adalah 183. Contoh tonic food
contoh tonic food drink adalah 11.39 mg/100g
drink yang diterima sebelum mulai dianalisis
dengan
disimpan
mg/100g pada tingkat kepercayaan 95% (k=2)
dalam
freezer
untuk
keperluan
pengawetan. Contoh ini kemudian dipreparasi
ketidakpastian
pengukuran
±
3.56
seperti yang terlihat pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Fe dalam contoh dengan graphite furnace-AAS Ketidakpastian
Contoh ANALIT
Replikasi
Replikasi
1
2
11.53
11.24
Besi (Fe) (mg/100g)
Pengukuran Rata-rata
Ketidakpastian
Faktor
Diperluas (+)
Coverage (k)
3.56
2
11.39
Data hasil uji dari Laboratorium Pusat
range (IQR), normalisasi interquartile range
Penelitian Kimia-LIPI ini digabungkan dengan
(NIQR), nilai terkecil, nilai terbesar, robust
data hasil uji dari 32 laboratorium lainnya.
koefisien
Selanjutnya
ketidakpastian
menggunakan
data-data
ini
metoda
diolah
statistik
dengan sehingga
diperoleh rata-rata, median, Q1, Q3, interquartile
varian,
nilai
konsensus
pengukurannya,
dan
beserta standar
deviasi untuk evaluasi profisiensi, dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Data statistik untuk Uji FNRI-DOST Fe dalam contoh tonic food drink Parameter Statistik
Nilai
Jumlah Lab (N)
33
Rata-rata
13.24 mg/100g
Median
12.78 mg/100g
Q1
11.27 mg/100g
Q3
14.08 mg/100g
IQR
2.81
NIQR
2.08
Nilai Terkecil
0.01 mg/100g
Nilai Terbesar
31.52 mg/100g
Robust CV
16.30 %
Nilai Konsensus (X)
12.64 mg/100g
Ketidakpastian nilai consensus (µX)
0.65 mg/100g
Standar Deviasi untuk evaluasi Profisiensi (σP)
1.26 mg/100g
Nilai konsensus Fe dalam contoh sebesar
diterima di antara laboratorium dapat ditentukan
12.64 mg/100g pada tabel 3 menunjukkan nilai
dimana
laboratorium
perkiraan terbaik dari nilai konsentrasi Fe
apabila nilai hasil ujinya berada pada rentang
sebenarnya di dalam contoh. Pada uji profisiensi
X±2σP
ini, standar deviasi untuk evaluasi profisiensi (σP)
terlihat pada Gambar 1. Sedangkan laboratorium
dihitung menggunakan robust CV pada uji
dikategorikan outlayer apabila nilai hasil ujinya
profisiensi sebelumnya yaitu 10% dikalikan
berada diluar nilai X±3σP yaitu < 8.86 mg/100g
dengan nilai konsensus Fe sehingga didapat nilai
dan >16.42 mg/100g, seperti terlihat pada
1.26 mg/100g. Standar deviasi untuk evaluasi
Gambar 1. Pada Gambar 1 dapat dilihat bahwa
profisiensi (σP) merupakan parameter yang
hasil uji Fe laboratorium 38 yaitu 11.39 mg/100g
digunakan untuk menggambarkan skala deviasi
dikategorikan inlayer karena nilainya berada pada
hasil uji laboratorium dari nilai konsensus (X).
rentang X± 2σp.
yaitu
dikategorikan
10.12-15.16
mg/100g,
inlayer seperti
Dengan parameter σP, rentang nilai hasil uji yang
Duplikasi 2 Rata-rata Duplikasi 1
PP Kimia-LIPI
Gambar 1. Boxplot hasil duplikasi untuk uji profisiensi FNRI-DOST Fe dalam contoh tonic food drink Grafik boxplot pada Gambar 1 menggambarkan
kotak dan garis horisontal di tengah-tengah kotak
juga hasil duplikasi dan rata-rata uji dari setiap
menunjukkan nilai rata-rata uji. Pengujian Fe
laboratorium. Hasil duplikasi uji ditunjukkan
dalam contoh yang dilakukan oleh laboratorium
dengan garis dasar (nilai duplikasi lebih kecil)
38
dan garis atas (nilai duplikasi lebih tinggi) pada
mempunyai
kesalahan
sistematik
dan
kesalahan acak relatif kecil. Hal ini diindikasikan
• Kategori kinerja memuaskan, Iz-scoreI ≤2.
dengan
• Kategori kinerja meragukan, 2
1. garis tengah pada kotak untuk laboratorium
• Kategori kinerja tidak memuaskan, Iz-
38 berada di rentang X±2σP pada Gambar 1,
scoreI≥3.
artinya nilai rata-rata uji berada pada rentang
z-score
nilai yang diterima (inlayer). Kesalahan
menggunakan rumus dibawah ini
antara
laboratorium
dihitung
sistematik berhubungan dengan keakuratan dari suatu pengujian, ditimbulkan oleh metode yang salah atau kesalahan personil. 2. tinggi kotak untuk laboratorium 38 yang
Dimana x: hasil uji dari laboratorium
kecil pada Gambar 1, artinya keterdekatan
X: nilai konsensus
nilai duplikasinya sangat dekat sekali.
σP: standar deviasi untuk evaluasi profisiensi
Kesalahan acak berhubungan dengan presisi
Dengan memasukkan nilai parameter-parameter
pada suatu pengujian biasanya ditimbulkan
yang terdapat di Tabel 2 dan Tabel 3 pada
oleh
keterbatasan
instrumen
atau
persamaan di atas, z-score antar laboratorium
operator
untuk
untuk laboratorium 38 dapat dihitung. Hasil Iz-
melakukan pengukuran pada kondisi yang
scoreI untuk laboratorium 38 adalah 0.99 dimana
sama.
Iz-scoreI ≤2, seperti yang terlihat pada Gambar 2.
ketidakmampuan
dari
Evaluasi kinerja laboratorium dalam uji
Nilai
ini
menunjukkan
bahwa
kinerja
profisiensi FNRI-DOST Fe dalam tonic food
laboratorium Pusat peneltian Kimia-LIPI dalam
drink dilakukan pula melalui penilaian z-score
uji profisiensi FNRI-DOST Fe dalam tonic food
antar laboratorium (between-laboratory z-score).
drink dikategorikan memuaskan.
Ada 3 kategori penilaian z-score yaitu
PP Kimia-LIPI
Gambar 2. Grafik z-score antar laboratorium pada uji profisiensi FNRI-DOST Fe dalam contoh tonic food drink
tidak
menunjukkan nilai ketidakpastian pengukuran
memuaskan dapat dengan mudah diidentifikasi
laboratorium 38 untuk penentuan Fe dalam tonic
melalui Gambar plot z-score antar laboratorium
food drink memotong daerah X±2µX, artinya
pada Gambar 2. Dari 33 laboratorium yang
laboratorium Pusat Penelitian Kimia-LIPI telah
berpartisipasi dalam uji profisiensi Fe dalam
melakukan
tonic food drink, sebanyak 23 laboratorium
pengukuran dari penentuan Fe secara valid
(69.7%) dikategorikan kinerja memuaskan, 3
dimana telah memperhitungkan seluruh sumber
laboratorium (9.0%) yaitu 2, 10, 35 dikategorikan
ketidakpastian dengan benar terutama sumber
kinerja meragukan, dan 7 laboratorium (21.2%)
ketidakpastian yang berkontribusi besar dalam
yaitu 3, 6, 14, 21, 44, 46, 47 dikategorikan
pengujian (major). Laboratorium dengan nilai
kinerja tidak memuaskan.
ketidakpastian
Laboratorium
dengan
kinerja
yang
perhitungan
pengukurannya
ketidakpastian
yang
tidak
Apabila nilai ketidakpastian pengukuran
menyinggung daerah X±2µX seperti laboratorium
dari tiap laboratorium diikutsertakan ke dalam
14 mengindikasikan bahwa laboratorium tersebut
pertimbangan evaluasi uji profisiensi ini maka
belum dengan valid menghitung ketidakpastian
grafik hasil uji tiap laboratorium beserta dengan
pengukurannya karena belum teridentifikasinya
ketidakpastian pengukurannya dapat dilihat pada
sumber ketidakpastian major ataupun salah dalam
Gambar 3. Pada Gambar 3 dapat dilihat bahwa
mengestimasi
hasil uji laboratorium 38 (11.39 ± 3.56 mg/100g)
Sebagai konsekuensinya, laboratorium ini harus
berada pada rentang nilai konsensus ± ketidak
mengevaluasi kembali prosedur pengujian yang
pastian pengukuran diperluas dari nilai konsensus
dilakukan dalam upaya menjabarkan sumber-
(X±2µX)
sumber ketidakpastian yang berkontribusi besar
yaitu
rentang
nilai
11.34-13.94
mg/100g. Selain itu, garis vertikalnya yang
sumber-sumber
ketidakpastian.
dalam pengujian.
Gambar 3. Grafik hasil uji beserta nilai ketidakpastian pengukuran pada uji profisiensi FNRI-DOST Fe dalam contoh tonic food drink.
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Laboratorium Pusat Penelitian Kimia-
1. Portugal, T.R., Urdabe, M.A., Rosales, J. DC.,
LIPI telah menunjukkan kinerja memuaskan
Bisonaya, M.V., and Soliven, J.O., FNRI-
dalam
untuk
DOST Proficiency Test Report No. 02 Round
penentuan Fe dalam contoh tonic food drink
2 Powdered Tonic Food Drink: Proxmates
dimana hasil uji Fe dalam contoh dengan
(Moisture,
menggunakan metode graphite furnace-AAS
Minerals (Iron, Calcium, and Sodium), 2008,
yaitu 11.39 mg/100g dengan ketidakpastian
Food
pengukurannya adalah 3.56 mg/100g (11.39 ±
Department of Science and technology,
3.56 mg/100g). Nilai konsensus uji profisiensi
Philippines.
uji
profisiensi
FNRI-DOST
FNRI-DOST untuk kandungan Fe dalam contoh
Fat,
and
2. Singh,S.,
Protein,
Nutrition
Arora,
and
Ash)
Research
M.,
and
and
Institute
Ramkishore,
tonic food drink adalah 12.64 mg/100g, dan
MAPAN-J. Metrology. Soc. of India, 2007,
rentang nilai memuaskan yaitu 10.12-15.16
22 (4), 263-268.
mg/100g.
Dari
33
laboratorium
yang
3. Chandrasekaran,
K.,
Mokhtar,
N.,
and
berpartisipasi dalam uji profisiensi FNRI-DOST
Arunachalam, J., MAPAN-J. Metrology. Soc.
untuk penentuan Fe dalam contoh tonic food
of India, 2007, 22 (1), 45-50.
drink, sebanyak 23 laboratorium dikategorikan
4. Anonymous,
KAN
Proficiency
Testing
kinerja memuaskan, 3 laboratorium dikategorikan
Policies, 2004, Komite Akreditasi Nasional
kinerja
(KAN), Jakarta.
meragukan,
dan
7
laboratorium
dikategorikan kinerja tidak memuaskan.
5. Ferrand, D., and Reiff, J.M., Proficiency Testing by Inter-Laboratory Comparisons,
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terimakasih atas bantuan, waktu dan dukungannya dari Eli Susilawati dan Yenni Apriliany Devy.
2008,
Offices
D’accreditation
Et
Luxembourgeois De
Survailance,
Luxemburg. 6. Horwitz, W., Official Methods of Analysis of AOAC
International:
Food
Composition,
Additives, Natural Contaminants, 17th edition, 2000, vol 2, AOAC International, MarylandUSA.
