1 PENDAHULUAN Makanan, kebutuhan pokok bagi manusia, dapat

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).