Farmaka, Volume 7 Nomor 3, Desember 2009
VALIDASI METODE ANALISIS NATRIUM DAN KALIUM DALAM MINUMAN ISOTONIK DENGAN SPEKTROSKOPI EMISI NYALA Wiwiek Indriyati, Mutakin, Sedy Fajar Muhammad Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran-Jatinangor ABSTRAK Pemenuhan natrium dan kalium dalam tubuh harus sesuai dengan kebutuhan, salah satunya dengan mengonsumsi minuman isotonik. Pada penelitian ini dikembangkan metode analisis natrium dan kalium dalam minuman isotonik menggunakan spektroskopi emisi nyala dengan instrumen flame photometer Corning 400. Penelitian terdiri dari pemeriksaan bahan baku natrium klorida, natrium sitrat, dan kalium klorida dengan reaksi nyala dan reaksi kristal; validasi metode analisis dengan parameter linearitas, batas deteksi, batas kuantisasi, keseksamaan, serta kecermatan. Kecermatan diuji dengan melakukan uji perolehan kembali terhadap simulasi minuman isotonik dari minuman promotor dengan berbagai konsentrasi. Hasil penelitian menunjukkan koefisien korelasi untuk uji linearitas natrium dan kalium masing-masing 0,9939 dan 0,9971; batas deteksi natrium dan kalium adalah 10 µg/ml dan 2,2 µg/ml; batas kuantitasi natrium dan kalium adalah 30 µg/ml dan 6 µg/ml; keseksaman metode ditunjukkan dengan persentase koefisien variasi (KV) dari pengukuran konsentrasi rendah, sedang, dan tinggi < 2 %. Metode ini cermat dan seksama untuk penetapan kadar natrium dan kalium dalam minuman isotonik dengan rata-rata nilai perolehan kembali untuk natrium dan kalium adalah 100,54 + 3,62 % dan 97,16 + 2,89 %, serta koefisien variasi dari persentase perolehan kembali natrium dan kalium adalah 3,60 % dan 2,97 %. Kata kunci: validasi, natrium, kalium, minuman isotonik, spektroskopi emisi nyala ABSTRACT It is important to supply sodium and potassium to the body properly based on the body needs, one of the solutions to have it is by drinking isotonic drink. This study employed an analytical method on sodium and potassium substances in the isotonic drink by using flame emission spectroscopy method. While Flame photometer Corning 400 was taken as the instrument of the study. The research was constituted by checking the sodium chloride, sodium citrate, and potassium chloride raw materials using flame reaction and crystal reaction; validating the method of analysis using linearity, limit of detection, limit of quantification, precision, and accuracy. The accuracy of this study was investigated by examining isotonic beverage simulation at various concentrations. The study showed a coefficient correlation between
1
Validasi Metode Analisis... (Wiwiek I)
concentration and intensity of sodium and potassium were 0,9939 and 0,9971 respectively; limit of detection for sodium and potassium were 10µg/ml and 2.2 µg/ml; limit of quantification for sodium and potassium were 30 µg/ml and 6µg/ml; the precision was showed by coefficient variance for low, middle, and high concentration ≤ 2%. This method was accurate to determine sodium and potassium rate in isotonic beverage with recovery average for sodium and potassium were 100.54 ± 3.62% and 97.16 ± 2.89%, with variation coefficient from recovery of sodium and potassium were 3.60% and 2.97%. Keywords: validation, sodium, potassium, isotonic beverage, flame emission spectroscopy
2
Farmaka, Volume 7 Nomor 3, Desember 2009 farmasi mutlak harus ditetapkan secara
PENDAHULUAN
memadai untuk menjamin keamanan dan Tubuh manusia mengandung lebih kurang empat persen berat badan yang merupakan unsur
mineral.
Natrium
dan
kalium
merupakan mineral penting yang berupa kation yang mempunyai fungsi untuk mempertahankan tekanan osmotik cairan intraseluler
dan
ekstraseluler,
serta
keseimbangan asam basa (Apriyantono, 1989).
khasiatnya. Khasiat dan keamanan produk seringkali hanya dapat dijamin melalui pemantauan analitik mutunya, mulai dari proses pembuatan, penyimpanan, distribusi hingga pada tahap pengujiannya. Tujuan tersebut spesifikasi
hanya yang
dapat tepat
dicapai
jika
diterapkan
berdasarkan metode analitik yang dapat dipercaya. Metode analitik yang digunakan
Pemenuhan kebutuhan natrium dan
untuk pengujian mutu tersebut harus
kalium salah satunya dapat dilakukan
memenuhi standar tertentu. Berdasarkan
dengan mengonsumsi minuman isotonik.
Cara Pembuatan Obat yang Baik (CPOB),
Minuman isotonik adalah minuman yang
prosedur analitik tersebut harus divalidasi
dirancang
sehingga
sesuai dengan fasilitas dan peralatan yang
memiliki tekanan osmotik yang sama
ada sebelum proses tersebut diadopsi untuk
dengan tekanan darah manusia. Dengan
pengujian mutu secara rutin (Ibrahim,
demikian, ketika minuman diteguk dapat
1997).
sedemikian
rupa
sekejap terserap oleh tubuh (Yulianto, 2003).
Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter
Minuman isotonik dapat ditemui
tertentu,
berdasarkan
percobaan
Banyak
laboratorium untuk membuktikan bahwa
kelebihan dari berbagai minuman isotonik
parameter tersebut memenuhi persyaratan
yang ditawarkan oleh para produsen pada
untuk penggunaannya (Harmita, 2004).
konsumen.
harus
Validasi ini merupakan sebuah elemen
berhati-hati dalam memilih minuman ini.
kunci dalam menjamin bahwa sasaran
Jika minuman ini mengandung kadar
jaminan mutu dapat dicapai.
dengan
mudah
dipasaran.
Namun,
konsumen
natrium atau kalium yang berlebihan dapat menimbulkan efek samping yang tidak diinginkan. Analisis natrium dan kalium dapat dilakukan dengan spektroskopi emisi nyala (Skoog, 1999). Spesifikasi 3
mutu
METODE PENELITIAN Alat. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: labu ukur 25 mL, 100 mL, dan 250 mL; pipet ukur 1 mL dan 5
suatu
produk
Validasi Metode Analisis... (Wiwiek I) Reaksi Nyala NaCl = Kuning kuat
mL ; gelas kimia 600 mL; corong saring ; vial kaca ; timbangan analitis (Sartorius); sonikator Branson® 5200; vortex mixer; flame photometer Corning 400.
adalah
natrium
(Merck),
yang digunakan
klorida
pro
analysis
sitrat
pro
analysis
natrium
y = 0.8523x + 5.9488 R2 = 0.9942
80 70
Intensitas
Bahan. Bahan-bahan
(Merck), kalium klorida pro analysis (Merck), asam sitrat pro analysis (Merck),
60 50 40 30 20 10
kalsium
laktat
95,96
%,
magnesium
0 0
karbonat ringan (Brataco), sukrosa, air suling, air demineralisasi (Brataco), perisa
20
40
60
80
100
Konsentrasi (ppm)
Reaksi Nyala NaSitrat = Kuning kuat
sitrus (Seger Chemical). Prosedur Penelitian ini dilakukan melalui tahapan kerja sebagai berikut: 1. Pemeriksaan bahan baku 2. Penentuan pengukuran,
kondisi
optimum
meliputi:
optimasi
Reaksi Nyala KCl = Lembayung
kecepatan injeksi, tinggi larutan, nyala. 3. Pembuatan larutan baku dan kurva kalibrasi 4. Validasi metode analisis, meliputi: linearitas, kuantitasi,
batas
deteksi,
batas
keseksamaan,
dan
kecermatan 5. Analisis data
Reaksi Kristal KCl dengan Tripel Nitrit Hasil Penentuan Kondisi Optimum a.
Hasil Optimasi Kecepatan Injeksi Laju alir optimum untuk pengukuran adalah 0.67 ml/menit.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pemeriksaan Bahan Baku
b. Hasil Optimasi Tinggi Larutan Setiap larutan yang akan diinjeksikan harus
memiliki ketinggian yang
sama. 4
Farmaka, Volume 7 Nomor 3, Desember 2009 c.
Hasil Optimasi Nyala
Hasil Uji Batas Deteksi
Knop fuel adjusment dibuka dan diatur + 6 putaran untuk mendapatkan nyala berwarna biru dan stabil.
Hasil Pengukuran Batas Deteksi Natrium Konsentrasi Natrium (µg/ml) 0
0,5
5
1,0
7,5
1,2
10
1,5
12,5
1,7
Validasi Metode Analisis
Intensitas
Hasil Uji Linearitas
18 16 14 12 10
y = 0.0596x + 4.9155 R2 = 0.9885
Batas deteksi natrium adalah 10 µg/ml
8 6 4 2 0
Hasil Pengukuran Batas Deteksi Kalium 0
50
100
150
200
Konsentrasi
Konsentrasi (ppm)
Kalium (µg/ml)
Kurva Kalibrasi Natrium
Kurva Kalibrasi Kalium
Dari
Intensitas
penelitian,
diperoleh
koefisien
korelasi kurva kalibrasi natrium dan
Intensitas
0
0,5
1,5
0,7
2
1,2
2,2
1,5
2,5
1,7
Batas deteksi kalium adalah 2,2 µg/ml
kalium masing- masing 0,9939 dan 0,997. Kedua garis menunjukkan korelasi antara
Hasil Uji Batas Kuantisasi
dua variabel yang baik (dilihat dari r
Hasil Pengukuran Batas Kuantisasi
hitung lebih besar dari r tabel) pada p =
Natrium
0,05, d.b = n-2 = 4 yaitu r = 0,82
Konsentrasi
(Mursyidi, 1985). Kedua garis tersebut
Natrium (µg/ml)
Intensitas
juga memenuhi syarat yang ditetapkan oleh
BPOM
dalam
petunjuk
teknis
pelaksanaan validasi metode analisis, yaitu nilai koefisien korelasi adalah > 0,98.
5
0
0,5
15
4,0
20
4,5
30
5,0
40
5,2
Validasi Metode Analisis Analisis... (Wiwiek I) Batas kuantisasi Natrium 30 µg/ml
Konsentrasi tinggi
Hasil Pengukuran Batas Kuantisasi Kalium
(80 µg/ml)
Konsentrasi Kalium (µg/ml)
0,5
3
4,0
4
4,5
5
4,7
6
5,0
Hasil Uji Kecermatan (Akurasi)
Batas Kuantisasi Kalium adalah 6 µg/ml
106 104 102 % Uji 100 Perolehan 98 Kembali 96 94 92 90 88 Rep 1
Hasil Uji Keseksamaan Natrium
Natrium 2
0,94
1,01
0,83
0,67
(60 µg/ml) Konsentrasi sedang
Rep 1
Grafik Persentase Uji Perolehan Kembali
KV (%)
Konsentrasi rendah
Rep 1
Formula 1 - 5
Hasil Uji Keseksamaan (Presisi)
1
0,29
Ket: KV = Koefisien Variasi
Intensitas
0
0,35
106 104 102 100 % Uji 98 Perolehan 96 Kembali 94 92 90 88 86 Rep 1Rep 2
(120 µg/ml)
Rep 1Rep 2
Rep 1Rep 2
Rep 1Rep 2
Rep 1Rep 2
Formula 1 - 5
0,64
1,07
Konsentrasi tinggi Grafik Persentase Uji Perolehan Kembali
(180 µg/ml)
Kalium Hasil uji perolehan kembali natrium dan Hasil Uji Keseksamaan Kalium
kalium dalam simulasi minuman isotonik dengan rata-rata rata nilai perolehan kembali
KV (%)
untuk natrium dan kalium adalah 100,54 + 1 Konsentrasi rendah
2 0,95
3,62 % dan 97,16 + 2,89 %. Hasil tersebut 0,40
(20 µg/ml) Konsentrasi sedang (50 µg/ml)
menunjukkan kecermatan (akurasi) yang baik menurut Harmita (2004), akurasi yang
0,51
0,43
baik terletak pada nilai uji perolehan kembali antara 90 % sampai dengan 107
6
Farmaka, Volume 7 Nomor 3, Desember 2009 %. Koefisien variansi (KV) yang diperoleh
µg/ml; keseksaman metode ditunjukkan
dari persentase perolehan kembali natrium
dengan persentase koefisien variansi (KV)
dan kalium masing-masing adalah 3,60 %
dari pengukuran konsentrasi rendah,
dan 2,97 %. Nilai koefisien variansi ini
sedang, dan tinggi < 2 %.
masih
berada
dalam
batas
koefisien
variansi yang diperbolehkan untuk analisis penetapan kadar, yaitu pada rentang 2-5 % (Snyder et al., 1997).
Metode ini cermat dan seksama untuk penetapan kadar natrium dan kalium dalam minuman isotonik dengan rata-rata nilai perolehan kembali untuk natrium dan kalium adalah 100,54 + 3,62 % dan 97,16
SIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa natrium dan kalium dapat dianalisis
+ 2,89 %, serta koefisien variansi yang diperoleh dari persentase perolehan kembali natrium dan kalium adalah 3,60 % dan 2,97 %.
menggunakan metode spektroskopi emisi nyala dengan instrumen flame photometer Corning 400. Diperoleh koefisien korelasi
SARAN Dari
hasil
penelitian
yang
untuk uji linearitas natrium dan kalium
diperoleh, disarankan untuk melakukan
masing-masing 0,9939 dan 0,9971; batas
penelitian
deteksi natrium dan kalium adalah 10
menggunakan baku dalam garam lithium
µg/ml dan 2,2 µg/ml; batas kuantitasi
agar hasil penetapan kadar lebih akurat.
lebih
lanjut
dengan
natrium dan kalium adalah 30 µg/ml dan 6
DAFTAR PUSTAKA Apriyantono, Anton, Dedi F., Ni Luh P., Sedar N., Slamet B. 1989. Analisis Pangan. Bogor: Departemen Pendididikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. BPOM. 2001. Petunjuk Operasional Penerapan Cara Pembuatan Obat yang Baik. Jakarta: Badan Pengawasan Obat dan Makanan. Hal. 412 – 428. Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara Perhitungannya, Majalah Ilmu Kefarmasian 1. Jakarta: Departemen Farmasi FMIPA Universitas Indonesia. Hal. 117 – 134.
7
Validasi Metode Analisis... (Wiwiek I) Ibrahim, S. 1997. Penggunaan Statistika dalam Validasi Metode Analitik dan Penerapannya. Vol 1. Proseding Temu Ilmiah Nasional Bidang Farmasi. Jurusan Farmasi ITB. Bandung. Mulja, Muhammad dan Suharman. 1995. Analisis Instrumental. Surabaya: Airlangga University Press. Hal.100 – 107. Mursyidi, Achmad. 1985. Statistika Farmasi dan Biologi. Jakarta: Ghalia Indonesia. Hal. 72 – 81. Rohdiana, Dadan. 2006. Minuman Isotonik Bisakah Gantikan Cairan Tubuh yang Hilang? www.pikiranrakyat.com/cetak/2006/062006/08/cakrawala/Lainnya02.htm. Diakses tanggal 30 Mei 2007. Skoog, D.A., D. M. West, F. J. Holler, dan S. R. Crouch. 1999. Analytical Chemistry: An Introduction, 7th ed. New York: Sounders College Publishing. Snyder, L. R., Kirkland, J. J., and Glajch. 1997. Practical HPLC Method Development, Second Edition. New York: John Wiley & Sons. P. 687 – 695. Underwood, A. L. 1992. Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi Kelima. Diterjemahkan oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, ph.D. Jakarta: Erlangga. Wade, Ainley and Paul J. Weller. 1994. Handbook of Pharmaceutical Excipients, Second Edition. Washington: American Pharmaceutical Associations. Winarno, F.G. 2006. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. Hal. 150 – 154.
Minuman Olahraga yang Menyehatkan. Yulianto,W.A.2003.Formulasi http:www.kompas.com/kompas-cetak/0303115/llpeng/183236.html.Diakses pada tanggal 10 Desember 2006.
8
