Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2006
VALIDASI METODE ANALISIS LOGAM COPPER (Cu) DAN PLUMBUM (Pb) DALAM JAGUNG DENGAN CARA SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM (Method Validation of Copper (Cu) And (Pb) Analysis in Corn Using Atomic Absorption Spectrophotometer) ZAINAL ARIFIN1, DARMONO1, AGUS SAFUAN1 dan RINA PRATAMA2 1
Balai
Penelitian Veteriner, Jl. R.E. Martadinata No. 30, Bogor 16114 2 Fakultas Farmasi Universitas Pancasila, Jakarta
ABSTRACT The contamination of Cu and Pb in corn at a certain level can cause economic loss, such as depress animal growth. The aim of this work is to validate a method of Cu and Pb analysis in corn using AAS. The result shows that the recovery of Cu and Pb is 93.6 and 93.18%, respectively. Sensitivity value for Cu and Pb is 1.37 and 0.82% with detection limit for Cu and Pb is 0.0008 + 0.0004 ppm and 0.045 + 0.0002 ppm, respectively. The concentration raise of Cu and Pb in corn in the field as between 6.0985 – 7.6432 ppm and 0.005 – 0.010 ppm, respectively. Key Words: Validation, Cu, Pb, Corn, Atomic Absorption ABSTRAK Kontaminasi logam Cu dan Pb dalam jagung pada konsentrasi tertentu dapat menimbulkan kerugian ekonomi, seperti terhambatnya pertumbuhan ternak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui validasi metode analisis logam Cu dan Pb dalam jagung dengan cara sistem spektofotometer serapan atom dan kandungan logam Cu dan Pb dalam jagung pada sampel lapangan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hasil validasi yaitu nilai uji perolehahan kembali konsentrasi Cu dan Pb sebesar 93,60% dan 93,18%, nilai sensitivitas untuk logam Cu dan Pb sebesar 1,37% dan 0,82%, nilai linieritas Cu dan Pb sebesar 0,9994 dan 0,9994 dan limit deteksi untuk konsentrasi Cu dan Pb sebesar 0,008 ± 0,0004 ppm dan 0,045 ± 0,0002 ppm. Kandungan Cu dan Pb dalam jagung di lapang antara 6,0985 – 7,6432 ppm dan 0,005 – 0,010 ppm. Kata Kunci: Validasi, Logam Cu, Pb, Jagung, Spektrofhotometer Serapan Atom
PENDAHULUAN Tembaga (Cu) adalah unsur mineral mikro esensial yang sangat dibutuhkan dalam proses metabolisme dan fisiologik dalam tubuh ternak (BURN, 1981). Defisiensi Cu ini dapat menyebabkan mencret, pertumbuhan terhambat, perubahan warna pada rambut dan rapuh serta mudah patah tulang-tulang panjang (MC DOWEL, 1985). Timbal (Pb) adalah unsur logam mikro nonesensial dan merupakan logam yang berbahaya, karena dalam jumlah yang relatif kecil dapat mengakibatkan kematian. Karena sifat logam yang akumulatif, maka logam berbahaya tersebut tertimbun dalam jumlah
yang besar sehingga akan mengakibatkan terpaparnya hewan oleh logam dalam lingkungan yang tercemar. Demikian juga adanya interaksi antara logam berbahaya dengan logam esensial. Akibat dari pengaruh interaksi tersebut menyebabkan terjadinya hambatan absorpsi atau penurunan fungsi dari logam esensial yang kebanyakan dapat mengakibatkan gangguan metabolisme logam esensial tersebut (DARMONO, 1995). Dari penelitian ini, metode analisis logam Cu dan Pb dari bahan jagung adalah dengan menggunakan metode dektruksi dengan HNO3 dan diukur dengan alat sepektrophotometer serapan atom, dimana pada metode ini mempunyai versi lain pada nyala api yang
1003
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2006
mempunyai panjang gelombang dan dengan sumber energi yang sama dengan energi yang dibutuhkan oleh suatu atom. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan uji validasi metode analisis logam Cu dan Pb dalam jagung dengan cara destruksi dengan HNO3 dan menggunakan alat ukur spektrophotometer serapan atom. MATERI DAN METODE Sampel yang dianalisa berupa jagung di lapang, kemudian digiling halus untuk pemeriksaan. Pemeriksaan sampel dilakukan dalam dua tahap yaitu: Persiapan sampel Analisis logam Cu dan Pb dalam jagung yang halus dilakukan dengan metode, yaitu mula-mula ditimbang 5 gram sampel dalam erlenmeyer yang ditutup, kemudian tambahkan 10 ml HNO3 pekat lalu didiamkan selama satu malam di tempat ruang asam. Kemudian dilakukan destruksi dengan dipanaskan di atas hot plate pada suhu 100°C sampai warna larutan bening. Pindahkan laruran pada labu ukur 10 ml dengan memakai kertas penyaring whatman 42 dan larutkan dengan larutan HNO3 10% sampai tanda garis. Laruran tersebut dapat diukur dengan alat spektrophotometer serapan atom pada panjang gelombang untuk logam Cu dan untuk logam Pb. Persiapan kurva kalibrasi Buat larutan standar logam Cu mulai dari 0,0; 0,2; 0,4; dan 0,6 mg/l; serta logam Pb yaitu 0,0; 0,5; 1,0 dan 2,0 mg/L dalam aquadest. Dari larutan standar tersebut kemudian dibuat kurva kalibrasi yaitu merupakan kurva antara konsentrasi standar dengan absorb yang dihasilkan dan membentuk suatu garis lurus.
Tahap kedua Uji akurasi (ketepatan) Uji ini dilakukan dengan cara menambahkan larutan baku pembanding kedalam sampel yang akan diperiksa, kemudian dilakukan uji blanko (tanpa penambahan larutan baku standar). Hasil perolehan kembali dinyatakan dengan persen. Uji Linieritas Uji ini dilakukan dengan membuat kurva kalibrasi standar dengan empat macam konsnetrasi yaitu untuk standar Cu adalah 0,0; 0,2; 0,4 dan 0,6 dan Pb yaitu 0,0; 0,5; 1,0 dan 2,0 mg/L dengan 3 kali ulangan. Uji presisi (sensitivitas) Uji sensitivitas dilakukan dengan mengukur satu macam konsentrasi logam Cu adalah 0,2 dan untuk Pb adalah 1,0 mg/L dengan 3 kali ulangan, kemudian data hasil absorb dihitung simpangan baku dan rata-rata dan simpangan baku relatif (RSD). Uji limit deteksi (LOD) Uji ini dilakukan dengan mengukur konsentrasi standar yang paling rendah yang dapat terdeteksi absorbtnya, kemudian yang dapat terdeteksi rendah itu diulang selama 5 kali. Cara perjitungan menurut petunjuk Instruction Manual Shimadzu AA 6300 yaitu : LOD = Cx*Ul*Sdstd/Rabs dimana: Cx = Ul = Sdstd = Rabs =
konsnetrasi standar yang diukur Ulangan standar yang diukur Simpangan baku larutan yang diukur Rata-rata absorb standar yang diukur
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perhitungan: Konsentrasi logam = (Cx – Co) x f/ brt.spl Cx = konsentrasi logam yang diukur f = faktor pengencer Co = konsentrasi blanko brt.spl. = berat sampel
1004
Validasi metode adalah merupakan suatu proses pembuktian melalui pengujian analisis di laboratorium untuk memberikan data-data tentang kehandalan suatu metode dari suatu prosedur yang digunakan (LITEANU et al.,
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2006
1980; WEGSCHEIDER, 1996; GREEN, 1996). Hasil uji validasi dari pengembangan metode analisis jagung dapat dinyatakan dalam beberapa parameter yaitu: Akurasi (ketepatan) Akurasi adalah suatu kedekatan kesesuaian antara hasil suatu pengukuran dan nilai benar dari kuantitas yang diukur atau suatu pengukuran posisi yaitu seberapa dekat pengukuran terhadap nilai benar, yang diperkirakan (AOAC, 1993). Untuk mengukur ketepatan hasil dari analisis yang telah dilakukan, dalam hal ini perlu dilakukan uji perolehan kembali. Dicoba dua perlakukan yang diambil dari satu contoh atau contoh yang sama, masing-masing satu untuk contoh yang ditambahkan standar dan satu lagi untuk larutan blangko (contoh tanpa penambahan larutan standar). Kandungan logam dari masing-masing perlakuaan itu dihitung, maka jumlah kandungan logam dalam contoh berstandar dikurangi dengan jumlah kandungan logam yang terdapat dalam contoh blanko dibagi dengan jumlah kandungan logam dari standar yang ditambahkan dan dikalikan 100%. Hasil perolehan kembali kandungan logam Cu dan Pb dalam jagung dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2.
Dari hasil uji perolehan kembali untuk logam Cu dan Pb pada jagung yaitu menggunakan metode destruksi dengan HNO3 pekat dan diukur dengan alat spektrophotometer searpan atom. Untuk logam Cu dari 9 larutan sampel, dibagi menjadi 3 grup yang masing-masing grup berisi larutan standar 0,2; 0,4 dan 0,8 ppm dengan 3 kali ulangan, sedangkan untuk Pb masing-masing grup berisi 0,5; 1,0 dan 2,0 ppm dengan 3 kali ulangan. Dari hasil pengukuran didapat hasil perolehan kembali logam Cu dan Pb yaitu sebesar 93,60% dan 03,18%. Uji sensitivitas (presisi) Presisi adalah suatu ukuran penyebaran (dispersi suatu kumpulan hasil), kedekatan dari suatu rangkaian pengukuran berulang-ulang satu sama lain. Presis diterapkan pada pengukuran berulang-ulang sehingga menunjukkan hasil pengukuran individual didistribusikan sekitar nilai rata-rata tanpa menghiraukan letak nilai rata-rata terhadap nilai benar. Uji ini dilakukan dengan mengukur larutan standar Cu dan Pb tertentu yaitu sebesar 0,2 dan 1,0 ppm sebanyak 3 kali ulangan. Hasil uji sensitivis(presisi) dapat dilihat pada Tabel 3 dan 4. Tabel 3. Hasil sensitivitas larutan standar Cu
Tabel 1. Hasil uji perolehan kembali kandungan logam Cu dalam jagung 0,2 Cu ppm (%)
0,4 Cu ppm (%)
0,8 Cu ppm (%)
1
88,95
89,65
75,64
2
107,00
107,53
72,50
3
119,40
102,58
75,32
Ulangan
Tabel 2. Hasil uji perolehan kembali kandungan logam Pb dalam jagung Ulangan
0,5 Pb ppm 1,0 Pb ppm 2,0 Pb ppm (%) (%) (%)
1
80,95
95,80
100,28
2
84,12
96,64
103,40
3
79,57
100,00
100,85
Kons. Cu (ppm)
Absorb
0,2
0,0299
0,2
0,0235
0,2
0,0243
Tabel 4. Hasil sensitivitas larutan standar Pb Kons. Cu (ppm)
Absorb
1,0
0,0135
1,0
0,0134
1,0
0,0131
Dari hasil pengukuran diperoleh nilai simpangan baku relatif logam Cu dan Pb adalah sebesar 1,67% dan 1,29%. Nilai yang diperoleh tersebut ternyata cukup baik, karena
1005
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2006
lebih kecil dari pada 2% yang ditentukan. Dengan demikian analisis logam Cu dan Pb dalam jagung dengan menggunakan metode destruksi HNO3, diukur dengan alat spektrofhotometer serapan atom sangat baik. Uji linieritas Linieritas adalah suatu koefisien korelasi antara konsentrasi larutan standar baku dengan absorbans yang dihasilkan yang merupakan suatu garis lurus. Metode analisis yang menggambarkan kemampuan suatu alat untuk memperoleh hasil pengujian yang sebanding dengan kadar analitik alat dalam sampel uji pada rentang konsentrasi tertentu. Uji linieritas
dilakukan dengan membuat kurva kalibrasi yang dapat menghasilkan persamaan garis regresi serta nilai koefisien determinasi yaitu ubtuk mengetahui hubungan antara konsnetrasi larytan baku dengan nilai absorb yang dihasilkan. Berdasarkan hasil pengujian kalibrasi metode destruksi dan spekrophotometer serapan atom diperoleh persamaan garis regresi Cu yaitu Y = 0,0006 + 0,0793X (Gambar 1.) dan Pb yaitu 0,0013 + 0,0119X (Gambar 2.) dan hasil kofisien determinasi adalah 0,9994 dan 0,9994 berarti nilainya mendekati 1, sehingga penggunaan metode tersebut dapat digunakan untuk analisis logam Cu dan Pb dengan hasil yang baik.
0,08
Absorban
0,06 0,04 y = 0,0793x + 0,0006 0,02
R2 = 0,9994
0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Konsentrasi (ppm) Gambar 1. Linieritas logam Cu
0,06 0,05 Absorban
0,04 0,03 y = 0,0119x + 0,0013
0,02
R2 = 0,9994
0,01 0 0
1
2 Konsnetrasi (ppm)
Gambar 2. Linieritas logam Pb
1006
3
4
5
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2006
Limit deteksi (LOD) Limit deteksi adalah konsentrasi larutan standar baku terendah yang dapat menghasilkan absorbans yang terdeteksi. Dari beberapa larutan standar baku Cu dan Pb diukur, dimana yang mendekati batas antara yang terdeteksi dan tidak terdeteksi diukur ulang dan menghasilkan konsentrasi terendah unutk logam Cu dan Pb adalah 0,008 ± 0,0004 ppm dan 0,045 ± 0,0002 ppm.
Dari sampel lapang yang diperiksa ternyata bahwa jagung masih terdapat kandungan Cu dan Pb, walaupun masih dibawah ambang batas. Metode uji dilaksanakan secara mantap dan terkendali, untuk mencapai kondisi tersebut diperlukan (1) Personel yang kompeten, (2) Peralatan yang terpelihara, terverifikasi, dan terakreditasi, (3) Pereaksi yang terkontrol, (4) Menggunakan reference yang terbaru dan pengawasan mutu hasil uji. DAFTAR PUSTAKA
Uji lapang Dari hasil analisis kandungan Cu dan Pb dalam jagung dari 15 sampel yang diperiksa terdeteksi 100% mengandung Cu, sedangkan pada Pb hanya terdeteksi 13% mengandung Pb. Untuk melihat kandungan Cu dan Pb di lapang dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Kandungan Cu dan Pb dalam jagung dari lapangan Ulangan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Kons. Pb (ppm) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,007 0,000 0,000 0,000 0,000 0,010 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Kons. Cu (ppm) 7,0762 7,0465 7,0239 7,0482 6,5106 6,5055 6,4861 6,5005 6,5771 6,0985 6,7651 6,4756 6,7365 7,114 7,6432
KESIMPULAN DAN SARAN Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa logam Cu dan Pb dalam jagung dengan metode dektruksi dan diukur dengan alat spektrofhotometer serapan atom dapat digunakan dengan baik, karena pada analisis metode validasi yang dihasilkan masih dalam batas standar validasi yang ditentukan.
BOSTWICK, J.L. 1982. Copper toxicosis in sheep. J. Am. Vet. Med. Ass. 180(4): 386 – 387. BURNS, M.J. 1981. Role of Copper in Physiological Process. Auburn Vet. J. 38(1): 12. DARMONO dan S. BAHRI. 1989. Defisiensi Cu dan Zn pada sapi didaerah. Tranmigrasi Kalimantan Selatan. Penyakit Hewan. 21(38): 128 – 131. EBBING DARRELL, D. 1984. General Chemistry, Houghton Miffin Company. INOUE, Y., T. OSAWA, A. MATSUI, Y. ASSAI, Y. MURAKAMI, T. MATSUI and H. YANO. 2002. Changes of serum mineral concentration in horses during exercise. GREEN, J.M. 1996. A practical guide to analytical method validation, Anal.Chem. News & Features, May 1, 305A/309A. RENGER, B., H. JEHLE, M. FISCHER and W. FUNK. 1995. Validation of analytical procedures in pharmaceutical analytical chemistry: HPTLC assay of theopyline in an effervescent tablet, Planar Chrom., 8, July/Aug. pp. 269 – 278. WEGSCHEIDER. 1996. Validation of analytical methods, in Accreditation and quality assurance in analytical chemistry, edited by H. Guenzler, Springer Verlag, Berlin. AOAC. 1993. Peer Verified methods Program, Manual on policies and procedures, Arlington, VA. INSTRUCTION MANUAL. Shimadzu (P/N206-51800). Shimadzu Absorption Spectrophotometer.
AA-6300 Atomic
1007
