VALIDASI METODE EKSTRAKSI QuEChERS UNTUK ANALISIS MULTIRESIDU PESTISIDA PADA WORTEL SECARA KROMATOGRAFI GAS-SPEKTROMETRI MASSA

12

VALIDASI METODE EKSTRAKSI QuEChERS UNTUK ANALISIS MULTIRESIDU PESTISIDA PADA WORTEL SECARA KROMATOGRAFI GAS-SPEKTROMETRI MASSA RIESTA PRIMAHARINASTITI, SETYO PRIHATININGTYAS, MOCHAMMAD YUWONO Departemen Kimia Farmasi, Fakultas Farmasi Universitas Airlangga, Surabaya, Jawa Timur, [email protected]

ABSTRACT The purpose of this study is to develop a simple method for organochlorine and orfanophosphate residues determination in carrot. Residues are separated from carrot samples using QuEChERS kit for extraction method. Determination of the pesticides was performed by gas chromatography with mass spectrometry detector. Recovery studies were performed at 0.02 mg/kg fortification level of each compound and the recoveries obtained ranged 66.29 to 111.60% with coefficient of variation values of 2.12-20.88 %. The method showed good linearity over the range assayed 0.7-7.0 µg/mL and the detection and quantification limits for organochlorine studied varied, 0.21-0.24 µg/mL to 0.612-0.74 µg/mL. This method showed satisfactory extraction efficiencies combined with simplicity of use and low solvent consumption. Therefore this method is suitable for routine analysis of triadimefon in cabbage Keywords : GC-MS, organochlorine, organophosphate, pesticides, carrot.

PENDAHULUAN Pestisida telah digunakan secara luas untuk mencegah dan memberantas hama selama penanaman dan perawatan setelah pemanenan pada komoditas pertanian dan perkebunan. Di Indonesia, terjadi peningkatan penggunaan pestisida yaitu pada tahun 2006 tercatat sebanyak 1.557 formulasi pestisida yang terdaftar meningkat menjadi 2.628 pada tahun 2010. Padahal, penggunaan pestisida dapat meninggalkan residu yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan, menyebabkan gangguan pada kesehatan manusia, dan menghambat perdagangan (Chen et al., 2011; Departemen Pertanian, 2011). Oleh karena itu, perlu dilakukan pengawasan terhadap penggunaan pestisida melalui pemenuhan nilai BMR (Batas Maksimum Residu) sehingga dapat menjamin keamanan pangan dengan cara membatasi kadar residu pestisida pada komoditas pangan. Senyawa organofosfat adalah senyawa yang toksik karena mempengaruhi sistem saraf dengan cara mengacaukan kerja enzim yang meregulasi asetilkolin, yaitu suatu neurotransmitter yang diperlukan agar saraf kita dapat bekerja secara normal. Pada umumnya pestisida organofosfat termasuk dalam insektisida. Pestisida ini tidak persisten baik di lingkungan maupun dalam makhluk hidup, termasuk pada tanaman. Akibatnya, untuk memperoleh kadar pestisida yang efektif diperlukan penyemprotan dengan frekuensi

yang meningkat. Senyawa organoklorin bersifat tidak mudah menguap, tidak larut air, kecuali lindane, mudah larut dalam pelarut organik. Dalam lingkungan bersifat persisten, sedangkan dalam jaringan tanaman mengalami biotransformasi menjadi metabolit yang dapat lebih beracun. Sampel makanan, seperti sayuran, buah dan sampel tanaman obat, memiliki susunan matriks yang sangat kompleks sehingga membutuhkan ekstraksi yang optimal akurat, ekonomis, dan efisien untuk analisis rutin. Berbagai prosedur ekstraksi pestisida organoklorin dan organofosfat yang sudah dipublikasikan di artikel ilmiah antara lain, ekstraksi pestisida dari buah dan sayur dengan SPE dengan pelarut asetonitril (Supelco, 1997), preparasi sampel untuk analisis residu pestisida pada sayur dan buah dengan menggunakan asetonitril (Takatou et al., 2011), ekstraksi 229 pestisida dalam buah dan sayur dengan pelarut asetonitril (Lehotay, et al., 2005), ekstraksi 19 fungisida dalam buah dan sayur dengan pelarut aseton (Sannino, et al., 1999), ekstraksi residu pestisida dalam buah dan sayur dengan pelarut etil asetat (Chen, et al., 2011), ekstraksi 186 pestisida dalam 11 produk perkebunan dengan pelarut etil asetat (Hirahara, et al., 2005). Artikel - artikel tesebut menyebutkan proses ekstraksi menggunakan metode solid phase extraction (SPE). SPE mempunyai beberapa kelemahan, antara lain material pengemas (packing) SPE harus seragam

Berkala Ilmiah Kimia Farmasi, Vol.3 No. 1 Juni 2014

13

untuk mencegah efisiensi yang jelek, komponen padat atau komponen minyak dari sampel dapat menyumbat catridge SPE atau menghalangi poripori sorben yang dapat menyebabkan overload sehingga reprodusibilitas sistem menurun, matriks sampel dapat mempengaruhi kemampuan sorben untuk mengekstraksi analit, serta catridge SPE hanya dapat digunakan sekali (disposable) sehingga biaya yang digunakan untuk analisis menjadi mahal (Tan & Chai, 2011). Berdasarkan hasil tersebut maka dibutuhkan alternatif lain untuk proses ekstraksi dan metode ekstraksi yang dapat digunakan untuk mengekstraksi organoklorin dan organofosfat tanpa menggunakan SPE. QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe) adalah salah satu pengembangan teknik ekstraksi yang sesuai untuk preparasi sampel multiresidu. Teknik ini memiliki keunggulan kemudahan dan kecepatan karena berupa kit, sesuai untuk issue “green laboratories” karena tidak memerlukan pelarut organik banyak, dan dapat digunakan untuk semua jenis pestisida yang lazim digunakan dalam pertanian. Jika telah diperoleh metode preparasi sampel yang optimal maka harus dilakukan validasi metode analisis sebelum dapat digunakan dalam analisis rutin di laboratorium. Sedangkan untuk mencapai kadar yang sangat kecil tersebut digunakan metode kromatografi seperti High Performance Liquid Chromatography (HPLC) atau Gas-Chromatography (GC). Metode GC lebih disukai dalam analisis pestisida karena mampu mencapai sensitivitas tinggi selain HPLC. GC juga dilengkapi dengan detektor yang sangat selektif seperti MS (Mass Spectrometry) (Skoog,1997). Disamping itu GC tidak memerlukan sistem pelarut mahal dibandingkan HPLC. Melihat fakta di atas maka urgensi/keutamaan penelitian ini adalah untuk memenuhi kebutuhan terhadap tersedianya metode analisis cemaran multi-residu pestisida dalam bahan pangan yang mudah dan cepat yang siap pakai. Pada penelitian ini akan dilakukan pengembangan metode analisis multi-residu pestisida pada sampel wortel dengan menggunakan metode QuEChERS GC-MS. Pestisida yang digunakan dalam penelitian ini pestisida organoklorin dan organofosfat sebanyak 21 senyawa. Metode analisis yang diperoleh dapat diterapkan dalam uji keamanan bahan pangan.

METODE PENELITIAN Bahan penelitian : Wortel, bagian yang digunakan yaitu seluruh bagian wortel; Organoklorin p.a (Sigma-Aldrich; 99,8 %); Organofosfat (Sigma-Aldrich; 99,8 %), Asetonitril p.a (Merck; > 99,9 %); Etil asetat p.a (Mallinckrodt; 99,9 %); Aseton p.a (Merck; > 99,5 %); Na2SO4 anhidrat p.a (Riedel-de Haen; > 99 %); NaCl p.a (Merck; > 99,9 %), QueChERS kit general purpose. Alat penelitian: Timbangan mikro :Microgram Balance Mettler Toledo AB204-S, Mikropipet : Thermo Scientific FJ76476, Ultrasonik : Sakura US – 10E, kolom kapiler Agilent 19091J-413 HP-5 30,0 m x 320 µm x 0,25 µm; SM Agilent Technologies 5973 inert Mass Selective Detector; Autosampler Injector Agilent Technologies 7683 Series G2613A. 1.Preparasi Sampel Wortel dipotong-potong kemudian dicuci dan ditiriskan selama 15 menit. Setelah diblender homogen kemudian dapat disimpan dalam freezer untuk analisis berikutnya. Jika akan digunakan, sampel dikeluarkan dari freezer dan dibiarkan sampai suhu ruang kemudian ditimbang kembali dan siap digunakan untuk analisis. 2. Metode Ekstraksi Pestisida


14

3. Kondisi Gas Chromatography. Suhu oven : 180oC dipertahankan 2 menit dinaikan 190oC (1oC/menit), naik 204 oC (2oC/menit), naik menjadi 206oC (1oC/menit) kemudian naik lagi menjadi 290oC (2oC/menit) dipertahankan selama 2 menit. 4. Validasi Metode Uji validasi metode berdasarkan USP dengan parameter : spesifikasi/selektivitas, linearitas, range, Limit Detection, Limit Quantitation, akurasi, dan presisi. HASIL DAN PEMBAHASAN Kromatogram larutan standar organoklorin dan organofosfat dengan kondisi kromatografi terpilih dapat dilihat debagai berikut.

Gambar 1. Kromatogram GC-MS larutan standar organoklorin dengan konsentrasi 7,0 ppm pada kondisi terpilih


15

Gambar 2. Kromatogram GC-MS larutan standar organofosfat dengan konsentrasi 7,0 ppm pada kondisi terpilih Proses validasi metode dilakukan untuk memastikan bahwa metode analisis yang digunakan telah memenuhi tujuannya, artinya data yang dihasilkan adalah benar dan dapat dipercaya.

Selektivitas. Selektivitas menunjukkan bahwa puncak-puncak senyawa yang dianalisis telah terpisah dengan baik sehingga tidak saling mengganggu, seperti tampak pada tabel 1.

Tabel 1. Waktu retensi puncak-puncak pestisida organoklorin dan organofosfat pada kromatogram GC-MS No Waktu Retensi Nama Pestisida Kelas Pestisida (tR, menit) 1 3.213 Etophorphos Organofosfat 2 3 4 5 6

3.921 4.537 4.643 5.144 5.226

α-Lindane β-Lindane γ-Lindane Disulfoton δ-Lindane

Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organofosfat Organoklorin

7 8 9 10 11 12

6.531 6.771 7.055 8.144 8.582 10.123

Methyl parathion Heptachlor Ronnel Aldrin Chlorpyrifos Heptachlor epoxide

Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin

13 14 15 16 17

12.198 13.908 14.192 15.338 16.089

Endosulfan I Dieldrin p',p'-DDE Endrin Endosulfan II

Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin

18 19 20 21

17.24 19.113 20.044 25.286

p',p'-DDD Endosufan sulphate o,p'-DDT Methoxychlor

Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin

Puncak-puncak analit yang terdeteksi memiliki kemiripan dengan data pada library sebesar 93% 99% untuk organoklorin dan organofosfat. Hasil ini menunjukkan bahwa metode ini memiliki

kemampuan untuk mengukur analit yang dimaksud secara spesifik dan selektif meskipun terdapat komponen lain dalam matriks sampel.


16

Parameter validasi yang diuji berikutnya adalah linearitas. Pada penentuan linieritas digunakan 6 konsentrasi, ini merupakan konsentrasi minimum yang harus digunakan untuk penentuan linieritas

(ICH, 2005). Konsentrasi yang digunakan untuk masing-masing senyawa analit antara 0,7-7,0 ppm. Hasil untuk uji linieritas tercantum pada Tabel 2.

1

Tabel 2. Data Linieritas Larutan Baku Pestisida Organoklorin dan Organofosfat tR Nama Pestisida Kelas Pestisida Linieritas (menit) 3.213 Etophorphos Organofosfat y = 108395x - 25335 R² = 0.9941

2 3

3.921 4.537

α-Lindane β-Lindane

Organoklorin Organoklorin

y = 142875x - 28688 R² = 0.9949 y = 93580x - 13613 R² = 0.9918

4

4.643

γ-Lindane

Organoklorin

y = 88020x - 23580 R² = 0.9923

5

5.144

Disulfoton

Organofosfat

y = 135604x - 50210 R² = 0.9941

6

5.226

δ-Lindane

Organoklorin

y = 148750x - 48544 R² = 0.9948

7

6.531

Methyl parathion

Organofosfat

y = 104004x - 65652 R² = 0.9894

8

6.771

Heptachlor

Organoklorin

y = 204663x - 86110 R² = 0.9932

9

7.055

Ronnel

Organofosfat

y = 230660x - 65629 R² = 0.9971

10

8.144

Aldrin

Organoklorin

y = 224171x - 76802 R² = 0.9953

11

8.582

Chlorpyrifos

Organofosfat

y = 233017x - 83777 R² = 0.9969

12

10.123

Heptachlor epoxide

Organoklorin

y = 240118x - 95674 R² = 0.9952

13

12.198

Endosulfan I

Organoklorin

y = 213998x - 94841 R² = 0.9954

14

13.908

Dieldrin

Organoklorin

y = 216366x - 99039 R² = 0.9937

15

14.192

p',p'-DDE

Organoklorin

y = 363683x - 96804 R² = 0.9948

16

15.338

Endrin

Organoklorin

y = 225385x - 114005 R² = 0.9942

17

16.089

Endosulfan II

Organoklorin

y = 216382x - 109906 R² = 0.9934

18

17.24

p',p'-DDD

Organoklorin

y = 301181x - 117686 R² = 0.994

19

19.113

Endosufan sulphate

Organoklorin

y = 206052x - 118064 R² = 0.9889

20 21

20.044 25.286

o,p'-DDT Methoxychlor


y = 254999x - 137746 R² = 0.9899 y = 247564x - 143601 R² = 0.9881

No

Berdasarkan data dari ketiga analit tersebut, harga r yang dihasilkan r ≥ 0,99 yaitu lebih besar dari r tabel (0,878) sehingga sudah memenuhi kriteria linieritas pada rentang konsentrasi 0,7-7,0 ppm pada masing-masing senyawa analit. Penentuan LOD-LOQ dilakukan berdasarkan pengukuran standar deviasi respon slope dari kurva

kalibrasi yang terdiri dari lima konsentrasi rendah pada daerah LOD-LOQ. Diperoleh data persamaan regresi pada rentang konsentrasi 0,7-1,5 ppm. Data tersebut tercantum pada tabel 3.

Tabel 3. Data Linieritas, Batas Deteksi, dan Batas Kuantifikasi Organoklorin dan Organofosfat dengan GC-MS No

tR (menit)

Nama Pestisida

Kelas Pestisida

Limit Deteksi (ppm)

Limit Quantifikasi (ppm)

1 2 3

3.213 3.921 4.537

Etophorphos α-Lindane β-Lindane

Organofosfat Organoklorin Organoklorin

0.22 0.21 0.21

0.66 0.63 0.62


17

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

4.643 5.144 5.226 6.531 6.771 7.055 8.144 8.582 10.123 12.198 13.908 14.192 15.338 16.089 17.24 19.113

γ-Lindane Disulfoton δ-Lindane Methyl parathion Heptachlor Ronnel Aldrin Chlorpyrifos Heptachlor epoxide Endosulfan I Dieldrin p',p'-DDE Endrin Endosulfan II p',p'-DDD Endosufan sulphate

Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin

0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.22 0.24

0.63 0.62 0.62 0.61 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.63 0.64 0.66 0.74

20 21

20.044 25.286



0.21 0.21

0.63 0.62

Berdasarkan data-data tersebut, konsentrasi senyawa analit yang dianalisis pada sampel berada di atas LOD dan LOQ, yaitu 2 ppm sehingga metode ini dapat digunakan untuk penentuan kadar residu pestisida organoklorin dan organofosfat dalam sampel wortel. Uji akurasi dan presisi dilakukan untuk mengukur ketelitian dan keterulangan metode analisis. Akurasi dapat dinyatakan dengan prosen recovery. Pada penentuan akurasi ini, digunakan satu macam konsentrasi campuran pestisida

organoklorin dan organofosfat yang diadisikan ke dalam matriks sampel, yaitu konsentrasi 100 % dengan konsentrasi 0,02 mg/10 g sampel untuk masing-masing senyawa analit dan dilakukan replikasi 6 kali (ICH, 2005). Metode standar yang sudah mengalami modifikasi ini memiliki kemiripan senyawa analit dengan data pada Library lebih besar, yaitu sebesar 91-99%, sehingga metode ini digunakan dalam proses ekstraksi untuk selanjutnya

A


18

B Gambar 3. Kromatogram matrik wortel yang A = blank matriks dan B = diadisi pestisida organoklorin dan organofosfat Tabel 4. Rata-rata recovery (%) (n=6) dan harga koefisien variasi (%) organoklorin dan organofosfat pada sampel wortel berdasarkan analisis dengan QuEChERS GC-MS N o

tR (menit)

Nama Pestisida

Kelas Pestisida

Rata-rata Recovery (%)

KV (%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

3.213 3.921 4.537 4.643 5.144 5.226 6.531 6.771 7.055 8.144 8.582 10.123 12.198 13.908 14.192 15.338 16.089 17.24 19.113

Etophorphos α-Lindane β-Lindane γ-Lindane Disulfoton δ-Lindane Methyl parathion Heptachlor Ronnel Aldrin Chlorpyrifos Heptachlor epoxide Endosulfan I Dieldrin p',p'-DDE Endrin Endosulfan II p',p'-DDD Endosufan sulphate

Organofosfat Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organofosfat Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin Organoklorin

70.08 101.64 110.49 74.08 71.28 79.56 77.55 74.03 66.29 101.75 74.84 93.99 100.82 108.55 111.60 92.34 99.82 70.78

11.71 16.24 2.24 17.91 6.40 20.06 20.20 3.76 2.12 15.38 19.94 20.18 20.88 15.85 20.02 20.36 17.28 15.81

20 21

20.044 25.286



105.12 102.95

20.77 18.24


19

Harga % recovery tersebut telah memenuhi persyaratan akurasi yaitu sebesar 50-120% (AOAC, 2002). Sedangkan untuk harga KV (n=6) yang dihasilkan dari beberapa pestisida relatif lebih besar dibandingkan senyawa analit lainnya dikarenakan puncak yang dihasilkan relatif lebih kecil dibandingkan dengan senyawa analit lainnya, sehingga kesalahan yang dihasilkan juga lebih besar. Berdasarkan harga KV dari ke-21 senyawa analit tersebut, maka metode ini memenuhi kriteria penerimaan presisi, yaitu KV≤20% untuk analisis biologi (AOAC, 2002). KESIMPULAN Berdasarkan nilai parameter validasi yang diperoleh dalam penelitian dapat disimpulkan bahwa metode kromatografi gas untuk analisis residu pestisida organoklorin dan organofosfat dalam sampel wortel dengan metode ekstraksi QuEChERS telah memenuhi persyaratan validasi metode analisis untuk parameter selectivity, nilai r pada linieritas, batas deteksi dan batas kuantifitas, rata-rata % recovery dan nilai % KV. DAFTAR PUSTAKA Aryantha, I.N.P., 2002. Membangun Sistim Pertanian Berkelanjutan. Diakses dari http://www.hayati.itb.ac.id/artikel/pertani an_bermoral.pdf. Diakses pada tanggal 23 September 2011. Bolanos PP; Moreno JL; Shtereva DD; Frenich AG; Vidal JL, 2007, Rapid Commun Mass Spectrom 21(14) : 2282-2294 Chai, Meekin, Guanhuat Tan, Asha Lal, 2008, Analytical Sciences 24 : 273-276 Chairi, Zulfi, 2006, Pengaruh Penggunaan Pestisida Terhadap Lingkungan Hidup di Kecamatan Sei Binge, Tesis, Universitas Sumatera Utara Consuelo Sanches, Beatriz Albero, German Martin, Jose LT, 2005, Analytical Sciences 21 : 1291-1296 Departemen Kesehatan Republik Indonesia, 1995. Farmakope Indonesia IV. Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Departemen Kesehatan Republik Indonesia, 1996, Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 7 Tahun 1996 Tentang Pangan

Dieter Zimmer, Christiane Philipowski, 2006, Journal of AOAC International 89(3) : 786-796 FAO, & WHO. (1980, October 6). FAO Panel of Experts on Pesticide Residues in Food and the Environment and the WHO Expert Group on Pesticide Residues. Retrieved September 26, 2011, from IPCS INCHEM: http://www.inchem.org/documents/jmpr/ jmpmono/v080pr14.html. Handojo, D, 2009. Sedikit Tentang Pestisida. Semarang: Dinas Kesehatan Jawa Tengah. Horwitz, William, 2000. Official Methods of Analysis of AOAC International. 17th Ed, Vol. 2. Gaithersburg, Marryland: Journal of AOAC International, Chapter 10, p.11. Jinchao Shen, Zhixiu Xu, Jibao Cai, Xueguang Shao, 2006, Analytical Sciences 22 : 241-244 Keputusan Bersama Menteri Kesehatan dan Menteri Pertanian Nomor 881/MENKES/SKB/VIII/1996 tentang Batas Maksimum Residu Pestisida pada Hasil Pertanian. Keputusan Menteri Pertanian RI Nomor. 4.4. 1/Kpts/TP.270/7/2001, tentang Syarat dan Tata Cara Pendaftaran Pestisida. Lehotay, Steven J, 2005, Journal of AOAC International 88(2) : 595-614 Lehotay, Steven J, 2005, Journal of AOAC International 88(2) : 630-638 Lehotay, Steven J, 2007, Journal of AOAC International 90(2) : 485-520 Lehotay, Steven J; Katerina mastovska, Alan R Lightfield, 2005, Journal of AOAC International 88(2) : 615-629 Muchtaridi, 2005. Aplikasi Teknologi Ekstraksi Fase Padat-GC/MS Pada Preparasi Analisis Senyawa Atsiri dalam Plasma Darah Mencit. Bandung: Universitas Padjajaran, p.184191. Tan,Guang,Huat and Mee-Kin,Chai, 2010. Sample Preparation in the Analysis of Pesticides Residue in Food by Chromatographic Techniques. Malaisya. Undang-Undang Repurblik Indonesia Nomor 7 Tahun 1996 Tentang Pangan


20

WHO, 2007, Food Safety and Foodborne Illness, Fact sheet NO.237 Winarti,Cristina dan Miskiyah,2010. Status Kontaminan pada Sayuran

dan Upaya Pengendalian di Indonesia. Pengembangan Inovasi Pertanian 3, hal.227-237.


VALIDASI METODE EKSTRAKSI QuEChERS UNTUK ANALISIS MULTIRESIDU PESTISIDA PADA WORTEL SECARA KROMATOGRAFI GAS-SPEKTROMETRI MASSA

Recommend Documents