Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis

Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
(Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan
Kafein dalam Teh Kemasan
Annina Sabrina, Surjani Wonorahardjo, Neena Zakia
Universitas Negeri Malang
E-mail:[email protected], [email protected],
[email protected]
Abstrak: Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui kadar asam benzoat dan
kafein dalam teh kemasan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan
KCKT, serta untuk mengetahui perbandingan metode tersebut.Tahapan
penelitian antara lain, preparasi sampel, pembuatan larutan, dan analisis kadar
menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT yang dilanjutkan
dengan analisis data. Pada analisis KCKT dilakukan tahapan optimasi fasa gerak
(metanol-buffer ammonium asetat pH 4). Hasil penelitian sebagian besar kadar
asam benzoat dan kafein lebih tinggi jika dianalisis menggunakan metode
spektrofotometri UV-Vis.
Kata Kunci : asam benzoat, KCKT, kafein, spektrofotometri UV-Vis
Kimia analitik adalah cabang dari ilmu kimia yang mempelajari tentang
karakteristik suatu zat, meliputi analisis kuantitatif dan kualitataif. Analisis
kualitatif adalah analisis yang bertujuan untuk mengetahui senyawa-senyawa yang
terkandung dalam sampel, sedangkan analisis kuantitatif adalah analisis yang
bertujuan untuk mengetahui kadar suatu senyawa dalam sampel. Dalam kimia
analitik terdapat beberapa tahap pada proses analisis yaitu penentuan masalah,
penetapan metode, perolehan sampel, persiapan sampel untuk analisis, pemisahan,
pengukuran, perhitungan hasil, dan pelaporan (Christian,2003). Tahapan
penetapan metode merupakan tahapan untuk menentukan banyaknya sampel,
preparasi sampel, dan metode analisis yang digunakan.Metode analisis dibagi
menjadi dua macam yaitu metode analisis konvensional dan modern.Metode
analisis modern lebih mengarah pada penggunaan instrumen.Prinsip dari metode
analisis modern dikelompokkan menjadi tiga yaitu metode elektrokimia, metode
spektrofotometri, dan metode kromatografi.
Dalam bidang industri metode analisis diperlukan untuk menganalisis
proses produksi, produk dan limbah yang dihasilkan. Salah satu contoh penerapan
analisis dari hasil industri adalah analisis kadar komponen yang terkandung dalam
produk minuman teh kemasan. Beberapa metode analisis modern dalam industri
adalah metode analisis spektrofotometri UV-Vis dan KCKT (kromatografi cair
kinerja tinggi). Spektrofotometri UV-Vis merupakan salah satu metode analisis
yang memiliki prinsip spektrofotometri dan merupakan proses pengukuran dalam
tahapan analisis. KCKT memiliki prinsip kromatografi, yang didalamnya terdapat
proses pemisahan dan sekaligus pengukuran.
Penelitian dengan metode spektrofotometri UV-Vis telah dilakukan oleh
Suherman, dkk.(2011) tentang penentuan kadar campuran kafein dan natrium
benzoat dalam minuman berenergi dengan metode spektrofotometri UV-Vis.
Analisis yang dilakukan dengan menggunakan pelarut HCl 0,01 M, panjang
gelombang maksimum yang dihasilkan adalah 272,60 nm untuk kafein dan 229,80
nm untuk asam benzoat.
Metode KCKT memiliki beberapa kelebihan yaitu waktu analisis cepat,
volume sampel yang diperlukan sedikit, kepekaan tinggi, kolom dapat digunakan
kembali, dan dapat digunakan untuk sampel organik ataupun anorganik. Penelitian
dengan menggunakan metode KCKT pada penetapan kandungan aspartam, asam
benzoat, kafein dan sakarin dalam minuman ringan telah dilakukan oleh Ree, M.
dan Stoa, E. (2011).Instrumen yang digunakan adalah KCKTfase gerak metanolbuffer fosfat pH 3 (20:80), dengan panjang gelombang 220 nm dan 270 nm.
Ittipon, T. dan Surakarnkul, R. (2007) telah melakukan analisis asam
benzoat dan asam sorbat pada minuman ringan menggunakan KCKT dengan fase
gerak ammonium asetat–metanol dengan perbandingan tetap (isokratik) 60:40.
Fase gerak yang digunakan pada penelitian tersebut selanjutnya menjadi dasar
pengguaan fase gerak pada penelitian ini.
Umumnya produk minuman kemasan, termasuk teh kemasan tidak
mencantumkan komposisi yang jelas pada kemasannya, ataupun kadar senyawa
tertentu yang terkandung. Permasalahan ini menyebabkan kualitas keamanan
untuk konsumsi teh perlu diperhatikan, oleh karena itu perlu dilakukan analisis
lebih lanjut.Teh kemasan merupakan minuman kemasan yang banyak
dikonsumsi.Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dalam teh kemasan
terdapat asam benzoat yang digunakan sebagai bahan pengawet. Kandungan
bahan pengawet tersebut umumnya tidak terlalu besar, tetapi jika dikonsumsi
secara terus-menerus akan menimbulkan efek yang buruk bagi kesehatan.
Wanyika, dkk. (2010) telah melakukan penelitian kandungan kafein pada
beberapa produk teh dan kopi instan yang beredar di pasar Kenya. Penelitian
tersebut dilakukan dengan cara membandingkan metode penetapan kadarnya
menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT detektor
photodiode array, panjang gelombang yang digunakan 278 nm, dan fase gerak
air-asam asetat-metanol (79,9:0,1:20).Berdasarkan penelitian tersebut pada
penelitian ini selain asam benzoat, komponen teh kemasan yang akan diteliti
adalah kafein.
Berdasarkan uraian tersebut dilakukan penelitian tentang perbandingan
metode analisis spektrofotometri UV-Vis dan KCKT pada kandungan asam
benzoat dan kafein dalam teh kemasan. Teh kemasan yang digunakan sebagai
sampel dilakukan tahap ekstraksi dengan menggunakan pelarut kloroform.Pada
metode analisis KCKT, fase gerak metanol-buffer ammonium asetat pH 4.Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar asam benzoat dan kafein yang
terkandung dalam teh kemasan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis
dan menggunakan metode KCKT, serta mengetahui perbandingan metode
spektrofotometri UV-Vis dan KCKT untuk analisis kadar asam benzoat dan
kafein dalam teh kemasan.
METODE
Rancangan Penelitian
Tahapan penelitian antara lain, persiapan sampel, pembuatan larutan dan
analisis kadar asam benzoat dan kafein menggunakan metode spektrofotometri
UV-Vis dan KCKT yang dilanjutkan dengan analisis data. Sampel yang
digunakan dalam penelitian adalah teh kemasan sampel A (komposisi: air, gula,
teh, trikalium fosfat, natrium, dan karbohidrat) dan sampel B (komposisi: air,
gula, ekstrak teh, natrium bikarbonat, antioksidan, karbohidrat, dan natrium).
Prosedur Kerja
Persiapan Sampel
Sampel yang akan dianalisis diekstraksi terlebih dahulu. Ekstraksi sampel
pada penelitian ini dibagi menjadi dua bagian yaitu, ekstraksi sampel asam
benzoat dan kafein.kemudian dilakukan preparasi sampel untuk tahap analisis.
Tahap ekstraksi asam benzoat, sebanyak 50 mL sampel ditambah NaCl
10 mL, dibuat basa dengan NaOH 10 %, dan ditambah NaCl kembali sampai
tanda batas.Campuran tersebut dipindahkan ke dalam gelas kimia 50 mL, diaduk 2
jam, dan disaring. Filtrat dinetralkan dengan HCl dan dilakukan ekstraksi bertahap
dengan kloroform sebanyak 17,5 mL; 12,5 mL; 10 mL; dan 7,5 mL (Marshall,
R.T., 1993).Tahap ekstraksi kafein, sebanyak 100 mL larutan sampel ditambahkan
2 gram Na2CO3, dipanaskan sampai setengah campuran, didinginkan, dimasukkan
dalam corong pisah, dan diekstraksi dengan kloroform sebanyak 25 mL (Soraya,
2008).
Masing-masing fase organik tiap ekstraksi diuapkan pada suhu 30°C
dengan cara destilasi, sampai kloroform tersisa kurang lebih 5 mL, dan
dikeringkan pada suhu kamar hingga terbentuk padatan. Padatan yang dihasilkan
selanjutnya diencerkan sebanyak 50 kali.
Pembuatan Larutan
Pembuatan larutan standar asam benzoat dan kafein, masing-masing dibuat
dari larutan induk 200 ppm.larutan standar asam benzoat 5 ppm, 10 ppm, dan 20
ppm. dihasilkan larutan standar kafein 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, dan 50 ppm.
Analisis Kadar Asam Benzoat dan Kafein Menggunakan Metode
Spektrofotometri UV-Vis
Analisis kadar asam benzoat dan kafein menggunakan metode
spektrofotometri UV-Vismenggunakan instrumen Spektrofotometer UV-Visible
Pharmaspec UV-1700 merek Shimadzu. kurva kalibrasi asam benzoat dibuat dari
larutan standar asam benzoat 5 ppm, 10 ppm, dan 20 ppm. Kurva kalibrasi kafein
dibuat dari larutan standar 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm dan 50 ppm.
Analisis Kadar Asam Benzoat dan Kafein Menggunakan Metode KCKT
Analisis kadar asam benzoat dan kafein menggunakan metode
KCKTmenggunakan instrumen KCKT merek Shimadzu tipe LC-20AT/SPD-20A
yang terdiri dari pompa tipe LC-20AT, detektor UV-Vis tipe SPD-20A serta
kolom VP-ODS (250 L x 4,6 mm).
Preparasi Fasa Gerak
Fasa gerak yang digunakan dalam penelitian adalah metanol-buffer
ammonium asetat pH 4. Sebelum digunakan seluruh fasa gerak disaring terlebih
dahulu dengan kertas saring cellulosenitrat 0,2 μm untuk aquabides dan buffer,
sedangkan metanol menggunakan kertas saring PTFE 0,5 μm.
Penetuan Panjang Gelombang Maksimum pada Detektor KCKT dengan
Menggunakan spektrofotometer UV-Vis
Masing-masing larutan standar asam benzoat dan kafein 5 ppm ditentukan
panjang gelombang maksimum dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis.
Penentuan panjang gelombang tersebut digunakan untuk detektor KCKT, karena
detektor yang digunak detektor UV-Vis.
Optimasi Fasa Gerak
Optimasi fasa dilakukan untuk mencari perbandingan yang dapat
memberikan kromatogram terbaik dengan menggunakan variasi perbandingan
fasa gerak (40:60, 50:50, dan 60:40) yang dilakukan pada panjang gelombang
222 nm untuk asam benzoat dan 272 nm untuk kafein.
Pembuatan Kurva Kalibrasi
Kurva kalibrasi asam benzoat dibuat dari larutan standar asam benzoat
5 ppm, 10 ppm, dan 20 ppm. Kurva kalibrasi kafein dibuat dari larutan standar
asam benzoat 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm dan 50 ppm.
Analisis Data
Data pada penelitian ini diperoleh dari masing-masing metode
analisis.Pada data hasil analisis spektrofotometri UV-Vis diperoleh data panjang
gelombang dan spektrum yang digunakan sebagai analisis kualitatif.Analisis
kuantitatif untuk spektrofotometri UV-Vis dilakukan dengan memasukan data
absorbansi sampel yang dianalisis ke dalam persamaan regresi yang diperoleh dari
kurva kalibrasi.Pada analisis KCKT hasil yang didapat berupa kromatogram, dari
hasil tersebut didapat waktu retensi yang digunakan untuk analisis kualitatif. Analisis kuantitatif KCKT dilakukan dengan memasukan data luas area setiap sampel
yang dianalisis ke dalam persamaan garis yang diperoleh dari kurva kalibrasi.
HASIL
Ekstraksi Asam Benzoat dan Kafein
Hasil ekstraksi asam benzoat dan kafein dalam teh kemasan berupa
padatan putih. Berat ekstrak asam benzoat sampel A11,0 mg dan sampel B
11,1 mg, sedangkan kafein sampel A 6,2 mg dan Sampel B 11,2 mg.
Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan
Menggunakan Spektrofotometri UV-Vis
Pada analisis kadar ekstrak asam benzoat dan kafein dengan menggunakan
spektrofotometer UV-Vis menggunakan blanko berupa aquabides. Spektrum asam
benzoat menunjukkan absorbansi sebesar 0,383 pada panjang gelombang 222 nm
dan kafein menunjukkan absorbansi 0,475 pada panjang gelombang 272 nm.
Spektrum asam benzoat dan kafein dapat dilihat pada Gambar 1.
a
b
Gambar 1. Spektrum Larutan Standar Asam Benzoat (a) dan Kafein(b)
Data absorbansi dan konsentrasi masing-masing sampel hasil ekstraksi
yang dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1. Data Absorbansi dan Konsentrasi Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dari Teh
Kemasan dengan Menggunakan Spektrofotometer UV-Vis
Asam Benzoat
Sampel
A
B
Absorbansi
0,308
0,463
Konsentrasi (ppm)
5,07
7,75
Kafein
Absorbansi
0,331
0,651
Konsentrasi (ppm)
5,56
14,45
Berdasarkan konsentrasi masing-masing asam benzoat dan kafein tersebut
diperoleh kadar tiap sampel dengan perhitungan pengenceran sebanyak 50 kali.
Kadar asam benzoat dari sampel A 137,5 ppm dan sampel B 170 ppm, sedangkan
kadar kafein dari sampel A 336,5 ppm dan sampel B 652,0 ppm.
Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan
Menggunakan KCKT
Data optimasi fasa gerak untuk asam benzoat dengan panjang gelombang
222 nm pada Tabel 2.
Tabel 2.Data Perbandingan Fasa Gerak Metanol–Buffer ammonium asetat pH 4 untuk
Asam Benzoat
Perbandingan Fasa Gerak
Metanol–Buffer Ammonium Asetat pH 4
Waktu Retensi
(menit)
Keterangan
40:60
50:50
60:40
7,159
5,015
3,921
pelebaran puncak
Berdasarkan optimasi fasa gerak untuk asam benzoat, perbandingan yang
digunakan adalah 50:50. Data optimasi fasa gerak untuk kafein dengan panjang
gelombang 272 nm pada Tabel 3.
Tabel 3.Data Perbandingan Fasa Gerak Metanol–Buffer ammonium asetat pH 4 untuk
Kafein
Perbandingan Fasa Gerak
Metanol–Buffer Ammonium Asetat pH 4
40:60
50:50
60:40
Waktu Retensi
(menit)
5,181
3,97
3,46
Keterangan
Terjadi pelebaran puncak
Berdasarkan hasil optimasi fasa gerak untuk kafein, perbandingan yang
digunakan adalah 50:50.Setelah tahapan optimasi, dibuat kurva kalibrasi standar
untuk asam benzoat dan kafein. Tiap larutan standar dianalisi dengan cara
menginjeksikan larutan tersebut ke injektor KCKT. Hasil dari analisis tersebut
akan didapat luas area yang digunkan dalam pembuatan kurva kalibrasi.
Kromatogram sampel hasil ekstraksi asam benzoat, untuk sampel A dan sampel B
dengan panjang gelombang 222 nm pada detektor UV-Vis dapat dilihat pada
Gambar 2.
mV
Detector A Ch2:222nm
100
75
A
25
/5.013
/3.985
50
0
3.5
4.0
mV
150 Detector A Ch2:222nm
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
m in
125
100
25
B
/5.030
50
/3.999
75
0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
m in
Gambar 2. Kromatogram Asam Benzoat dari Sampel A dan Sampel B dengan Fasa Gerak
Metanol-Buffer Ammonium Asetat pH 4 Perbandingan (50:50)
Kromatogram sampel hasil ekstraksi kafein, untuk sampel A dan sampel B
dengan panjang gelombang 272 nm pada detektor UV-Vis dapat dilihat pada
Gambar 3.
/3.958
mV
Detector A:272nm
60
50
A
40
30
20
10
0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
m in
/3.968
0.0
1.0
mV
Detector A:272nm
30
20
B
10
0
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
m in
Gambar 3. Kromatogram Kafein dari Sampel A dan Sampel B dengan Fasa Gerak MetanolBuffer Ammonium Asetat pH 4 Perbandingan (50:50)
Analisis sampel hasil ekstraksi yang dianalisis dengan menggunakan
KCKT dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5.Data Luas Area Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dari Teh Kemasan dengan
Menggunakan KCKT
Sampel
A
B
Asam Benzoat
Luas Area
Konsentrasi (ppm)
93.420
2,75
44.027
3,40
Luas Area
900.571
496.568
Kafein
Konsentrasi (ppm)
6,73
13,04
Berdasarkan konsentrasi masing-masing asam benzoat dan kafein tersebut
diperoleh kadar tiap sampel dengan perhitungan pengenceran sebanyak 50 kali.
kadar asam benzoat dari sampel A 137,5 ppm dan sampel B 170 ppm, sedangkan
kadar kafein sampel A 336,5 ppm dan sampel B 652,0 ppm.
PEMBAHASAN
Ekstraksi Asam Benzoat dan Kafein
Pada tahapan ekstraksiasam benzoat, sebelum dilakukan ekstraksi bertahap
dengan kloroform, dilakukan penambahan NaCljenuhyang berfungsi untuk
mengubah asam benzoat dalamsampel menjadi garam natrium benzoat. Natrium
benzoat lebih larut dalam air dibanding dengan asam benzoat karena garam asam
benzoat berada dalam bentuk ion, kemudian dilakukan penambahan NaOH
sampai basa.Sebelum dilakukan ekstraksi dengan kloroform campuran tersebut
ditambah dengan HCl agar netral, untukmengubah garamnatrium
benzoatkembalimenjadi asambenzoat yang berada dalam bentuk molekul ke
dalam suasana asam. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
C6H5COOH (aq)+ NaCl(aq) C6H5COONa (aq) + HCl (aq) …(1.1)
Tahapan untuk ekstraksi kafein, larutan sampel ditambahkan dengan
natrium karbonat, penambahan tersebut bertujuan untuk mengikat tanin yang
terkandung dalam sampel larut dalam air.Perlakuan selanjutnya adalah,
pemanasan yang bertujuan agar tanin yang ada dapat terpisah membentuk
endapan.Campuran tersebut dapat diekstrak dengan menggunakan kloroform.
Kafein bersifat polar sehingga dapat larut dalam CHCl3.
Fase organik dari masing-masing tahapan ekstraksi diuapkan dengan cara
destilasi pada suhu kurang lebih 30°C, disisakan sekitar 5 mL, diuapkan kembali
pada suhu kamar sampai diperoleh padatan putih ekstrak asam benzoat dan kafein.
Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan
Menggunakan Metode Spektrofotometri UV-Vis
Pada analisis kadar ekstrak asam benzoat dan kafein dengan menggunakan
spektrofotometer UV-Vis menggunakan blanko berupa aquabides. Spektrum yang
dihasilkan dari larutan standar asam benzoat dan kafein masing-masing 5 ppm
menunjukkan panjang gelombang 222,6 nm untuk asam benzoat dan 272 nm
untuk kafein. Panjang gelombang yang dihasilkan merupakan daerah pada sinar
UV.Data dari pengukuran panjang gelombang tersebut digunakan untuk penelitian
selanjutnya dan sebagai data panjang gelombang pada analisis KCKT karena
detektor instrumen tersebut adalah detektor UV-Vis.
Berdasarkan spektrum asam benzoat dari hasil penelitian didapat tinggi
puncak kurva (panjang gelombang maksimum) yang dihasilkan pada rentang
222-225 nm, jika dibandingkan dari data spektrum hasil penelitian Talrose, dkk.
(2011) tinggi puncak kurva yang dihasilkan muncul pada rentang yang tidak jauh
berbeda dengan hasil penelitian ini. Spektrum untuk kafein dengan menggunakan
pelarut air dari hasil penelitian Atomssa, dkk (2010) muncul tinggi puncak kurva
pada rentang 205-300 nm, jika dibandingkan dengan data hasil penelitian ini,
maka rentang tinggi puncak yang dihasilkan adalah sama.Spektrum hasil analisis
dan spektrum pembanding dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4.
a
b
c
d
Spektrum Asam Benzoat dan Kafein: (a)Asam Benzoat Hasil Penelitian
(b) Asam Benzoat Talrose, dkk. (2010) (c) Kafein Hasil Penelitian
(d) Kafein Atomssa,dkk. (2011)
Analisis Kadar Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan
Menggunakan KCKT
Fase gerak yang digunakan untuk analisis ini adalah metanol dan buffer
ammonium asetat pH 4, jika dilihat dari deret elutropi untuk metanol lebih tinggi
dibandingkan dengan asetonitril. Penggunaan buffer ammonium asetat pH 4 pada
analisis ini bertujuan agar penstabilan yang dilakukan pada instrument berjalan
cepat. Seluruh fase gerak yang akan digunakan harus disaring terlebih dahulu
dengan menggunakan kertas saring Cellulose Nitrate Membrane Filters 0,2 µm
untuk aquabides dan kertas saring PTFE (Polytetrafluoroethylene) 0,5 µm
menggunakan pompa vakum, hal ini bertujuan agar fase gerak yang masuk
kedalam kolom KCKTterbebas dari pengotor.
Fase gerak yang telah disaring dimasukkan dalam wadah fase gerak yaitu
botol kaca, selanjutnya dilakukan purgingjika terdapat gelembung dalam selang
agar tidak masuk kedalam kolom, diatur laju alir 1 mL/menit, dan panjang
gelombang digunakan. Sebelum analisis, dilakukan pencucian kolom dengan
dialiri metanol-aquabides (70:30), pencucian ini dilakukan sampai stabil.
Optimasi fase gerak untuk standar asam benzoat dilakukan pada panjang
gelombang 222 nm.Waktu retensi yang dibutuhkan masing-masing kromatogram
disajikan pada Tabel 4.3.Berdasarkan hasil ketiga waktu retensi tersebut
kromatogram C memiliki waktu retensi yang cukup singkat, tetapi dilihat dari
hasil kromatogram terdapat pelebaran.Fase gerak yang memberikan hasil
optimum untuk asam benzoat adalah perbandingan 50:50. Kromatogram hasil dari
potimasi fase gerak metanol-buffer asetat 40:60, 50:50, dan 60:40 untuk standar
asam benzoat dapat dilihat pada Gambar5.
A
B
C
Gambar 5.
Kromatogram Standar Asam Benzoat dengan Perbandingan Fase Gerak
Metanol-Buffer Ammonium Asetat (A) 40:60 (B) 50:50 (C) 60:40
Pada kromatogram hasil analisis ekstrak asam benzoat untuk sampel A dan
sampel B terdapat puncak yang muncul pada waktu retensi 3,9 menit yang
kemungkinan besar merupakan senyawa kafein karena standar kafein juga
memiliki waktu retensi 3,9 menit.
Kromatogram hasil optimasi dari fase gerak metanol-buffer ammonium
asetat pH 4 dengan perbandingan 40:60, 50:50, dan 60:40 untuk standar kafein
dapat dilihat pada Gambar6.
\
A
B
C
Gambar 6.
Kromatogram Standar Kafein dengan Perbandingan Fase Gerak MetanolBuffer Ammonium Asetat pH 4 Perbandingan (A) 40:60, (B) 50:50, (C) 60:40
Optimasi fase gerak untuk standar kafein dilakukan dilakukan pada
panjang gelombang 272 nm. Waktu retensi yang dibutuhkan masing-masing
kromatogram disajikan pada Tabel 3.
Berdasarkan hasil ketiga waktu retensi tersebut kromatogram C memiliki
waktu retensi yang cukup singkat tetapi dilihat dari hasil kromatogramnya
terdapat pelebaran.Perbandingan fase gerak yang optimum untuk asam benzoat
adalah 50:50.Optimasi fase gerak yang telah dihasilkan dari asam benzoat dan
kafein mengalami pergeseran waktu retensi.Pergeseran tersebut dipengaruhi oleh
perbandingan komposisi fase gerak yang diubah pada tiap analisis.
Optimasi fase gerak dilakukan untuk menentukan fase gerak yang
memberikan hasil optimum dengan menggunakan perbandingan fase gerak yang
berbeda.Hasil optimasi yang diharapkan adalah waktu retensi yang cukup singkat
dan puncak kromatogram yang tidak terlalu melebar.
Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT pada Analisis
Kadar Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan
Prinsip dasar antara metode Spektrofotometri UV-Vis dengan metode
KCKT berbeda. Untuk metode Spektrofotometri UV-Vis memiliki prinsip dasar
absorbansi, sedangkan untuk KCKT memiliki prinsip dasar kromatografi. KCKT
yang digunakan pada penelitian ini menggunakan detektor UV yang prinsipnya
sama dengan Spektrofotometri UV-Vis.
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan
perbandingan metode yang digunakan, kadar dari sampel hasil ekstraksi antara
analisispektrofotometri UV-Vis dengan KCKT memiliki nilai yang berbeda. Data
perbandingan hasil analisis ekstraksi asam benzoat dan kafein dari teh kemasan
dengan menggunakan spektrofotometri UV-Vis dan KCKT disajikan dalam
Tabel 5.
Tabel 5.Data Perbandingan Hasil Analisis Ekstraksi Asam Benzoat dan Kafein dari Teh
Kemasan dengan Menggunakan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
Sampel
Konsentrasi (ppm) Hasil Analisis
Spektrofotometri UV-Vis
Konsentrasi (ppm) Hasil
Analisis KCKT
253,35
387,50
137,5
170,0
278,00
722,50
336,5
652,0
Asam Benzoat
A
B
Kafein
A
B
Data konsentrasi hasil analisis asam benzoat sama seperti dengan
penelitian Wanyika, dkk. (2010) yaitu data analisis dengan menggunakan
spektrofotometri UV-Vis lebih tinggi dibandingkan dengan data hasil analisis
menggunakan KCKT. Hasil pada penelitian sebelumya sama seperti penelitian
yang telah dilakukan yaitu sebagian besar konsentrasi yang didapatkan dari
analisis menggunakan spektrofotometri UV-Vis lebih besar dibandingkan dengan
menggunakan KCKT. Data tersebut diperoleh karena pada saat analisis pelarut
yang digunakan adalah air yang masuk dalam rentang UV, sedangkan asam
benzoat dan kafein berada pada daerah UV sehingga menyebabkan pelarut
tersebut dapat terserap dan membuat data absorbansi tinggi. Data yang telah
dihasilkan pada analisis dengan menggunakan KCKT lebih rinci karena dalam
instrumen tersebut terjadi pemisahan tiap-tiap komponen sehingga dapat diketahui
kandungan dari sampel hasil ekstrasi. Data konsentrasi tersebut merupakan data
dari hasil pengenceran sebanyak 50 kali.Data hasil perbandingan konsentrasi
sampel asam benzoat dan kafein dari masing-masing metode disajikan dalam
diagram batang pada Gambar 7.
800
Asam Benzoat Sampel A
600
Asam Benzoat Sampel B
400
Kafein Sampel A
200
Kafein Sampel B
0
Spektrofotometri UVVis
HPLC
Gambar 7. Diagram Batang DataKonsentrasi Ekstrak Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh
Kemasan dengan Menggunakan Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
Batas
penggunaan asam benzoat sebagai pengawet pangan adalah
600 ppm, maka sampel A dan sampel B dapat dikatakan aman untuk dikonsumsi.
Batas konsumsi untuk kafein adalah 150 mg per hari. Dalam kemasan teh yang
digunakan sebagai sampel, keduanya tidak dicantumkan kandungan kafein. Dari
data kadar kafein pada Tabel 5 merupakan kadar kafein per 100 ml, jadi dapat
diketahui jika menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis untuk sampel A
didapat 27,8 gram dan sampel B didapat 7,225 gram dari data tersebut kafein
dapat dikatakan aman untuk dikonsumsi.
Perbandingan analisis asam benzoat dan kafein dengan menggunakan
metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT
Perbandingan
Prinsip kerja
Preparasi
Biaya
Waktu
Hasil analisis
Metode Analisis
Spektrofotometri UV-Vis
Spektrofotometri
Tidak perlu fase gerak
Untuk pelarut yang digunakan tidak
semahal fase gerak KCKT
Tidak memerlukan waktu yang
lama
Tidak terlalu peka
(karena signal berasal dari
campuran)
Metode Analisis
KCKT
Kromatografi
Perlu adanya optimasi komposisi fase
gerak
Fase gerak yang digunakan cukup
mahal
Waktu analisis cukup singkat, tetapi
waktu untuk mencapai kondisi stabil
Dapat diketahui kandungan sampel
benar-benar murni atau tidak (kepekaan
tinggi dalam analisis)
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah diuraikan dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut.Kadar asam benzoat dan kafein yang terkandung
dalam teh kemasan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis yaitu untuk
asam benzoat dari sampel A 253,35 ppm dan sampel B 387,5 ppm, sedangkan
kafein dari sampel A 278,0 ppm dan sampel B 722,5 ppm.Kadar asam benzoat
dan kafein yang terkandung dalam teh kemasan menggunakan metode KCKT
yaitu untuk asam benzoat dari sampel A 137,5 ppm dan sampel B 170,0 ppm
sedangkan kafein dari sampel A336,5 ppm dan sampel B 652,0 ppm. Penggunaan
metode spektrofotometri UV-Vis lebih efisien dalam segi biaya dan waktu
dibanding dengan penggunaan metode KCKT, namun penggunaan metode KCKT
memiliki kelebihan dibandingkan dengan metode spektrofotometri UV-Vis yaitu,
pada hasil analisis KCKT dari kromatogram merupakan analisis senyawa murni
sehingga lebih akurat.
Saran
Bedasarkan kesimpulan di atas, saran untuk penelitian selanjutnya adalah
penggunaan fasa gerak selain metanol dan buffer amonium asetat pH 4,5 seperti
asetonitril dan buffer lainnya (buffer fosfat) dapat digunakan untuk penelitian
selanjutnya pada penggunaan metode analisis dengan menggunakan KCKT.
Metode analisis konvensional dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya yang
dapat dibandingkan dengan penggunaan metode analisis modern seperti
spektrofotometri UV-Vis dan KCKT.
DAFTAR RUJUKAN
Atomssa, T. dan Gholap, A.V. 2011. Characterization of Caffeine and Determina tion of Caffeine in Tea Leaves using UV-Visible Spectrometer. African
Journal of Pure and Applied Chemistry, (1): 1-8. (online), (http://www.Aca
demicjournals.org/ajpac/pdf/pdf2011/Jan/Atomssa%20and%20Gholap.pdf),
diakses 11 Januari 2012.
Christian, D.G. 2003. Analytical Chemistry. Washington: John Wiley & Sons Inc.
Ittipon,T, dan Surakarnkul, R. 2007. Analysis of Benzoic Acid and Sorbic Acid in
Thai Rice Wines and Distillates by Solid-Extraction and High Performance
Liquid Chromatography.Journal of Food Composition and Analysis, 20:
220-225.
Marshall, R.T. 1993. Standard Methods for the Examination of Dairy
Product.Washington, D.C.: American Public Healt Association.
Ree, M. dan Stoa, E. 2011.Simultaneous Determination of Aspartame, Benzoic
Acid, Caffeine, and Saccharine in Sugar-Free Beverages using
HPLC.Concordia College Journal of Analytical Chemistry, (1): 73-77.
Soraya, N. 2008.Isolasi Kafein dari Limbah Teh Hitam CTC Jenis Powdery secara Ekstraksi.Skripsi tidak diterbitkan. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Suherman, A., Septiani, Y., dan Ekasari, K. 2011. Penentuan Kadar Campuran
Kafeina dan Na-Benzoat dalam Minuman Berenergi dengan MetodeSpektrofotometri UV-Vis. Jurnal Kimia IPB, (Online), (http://www. chem.fmipa.
ipb.ac.id), diakses 12 November 2012.
Talrose, V., Stern , E.B., Goncharova, A.A., Messineva, N.A., Trusova, N.V., dan
Efimkina, M.V. 2011.Benzoic Acidby the U.S. Secretary of Commerce on
Behalf of the United States of America.(Online), (http://webbook.nist. Gov/
cgi/cbook), diakses 22 September 2012.
Wanyika, H. N., Gatebe, E. G., Gitu L. M., Ngumba, E. K., dan Maritim, C. W.
2010.Determination of Caffeine Content of Tea and Instant Coffee Brands
Found in the Kenyan Market. African Journal of Food Science Vol.
4(6):353–358.(online). (http://www.academicjournals.org/ajfs), diakses 21
April 2012.