Docstoc

uji kadar etanol

Document Sample
uji kadar etanol Powered By Docstoc
					   PERBANDINGAN METODE KROMATOGRAFI GAS DAN BERAT
   JENIS PADA PENETAPAN KADAR ETANOL DALAM MINUMAN
                        ANGGUR


                       Mardoni, M.M.Yetty Tjandrawati
                             Fakultas Farmasi USD

                                   Intisari

        Etanol dalam minuman anggur dapat ditetapkan kadarnya dengan
menggunakan metode kromatografi gas dan berat jenis. Penelitian ini bertujuan
untuk membandingkan metode kromatografi gas dan berat jenis pada penetapan
kadar etanol dalam minuman anggur.
        Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan
rancangan penelitian acak lengkap pola satu arah. Parameter yang digunakan
untuk membandingkan validitas kedua metode adalah recovery, kesalahan
sistematik, dan kesalahan acak (CV) dengan menggunakan uji T sample
independen. Pada penetapan kadar minuman anggur dengan kedua metode perlu
dilakukan destilasi sampel untuk memisahkan etanol dari komponen-komponen
lain dalam minuman anggur.
        Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa recovery, kesalahan sistematik,
dan kesalahan acak (CV) metode kromatografi gas dan berat jenis berbeda tidak
bermakna.

                            BAB I. Pendahuluan
        Alkohol merupakan istilah umum dari etanol mempunyai efek yang
menguntungkan dan merugikan bagi manusia. Etanol pada kadar rendah dan
sedang berperan sebagai stimulan. Konsumsi etanol dalam jumlah sedang
mempunyai efek protektif terhadap penyakit jantung iskemik. Konsumsi etanol
yang berlebihan bisa menyebabkan kerusakan banyak organ, terutama otak dan
hati (Anonim, 1999).
        Menurut keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia nomor
1516/A/SK/V/81, pasal 1: “Anggur, arak dan sejenisnya termasuk dalam jenis
minuman keras dan harus memenuhi peraturan perundang-undangan yang berlaku
untuk minuman keras”. Minuman keras menurut menteri Kesehatan RI nomor
86/Menkes/Per/IV/77 adalah “semua jenis minuman beralkohol tetapi bukan obat,
meliputi minuman keras golongan A, minuman keras golongan B, dan minuman




                                                                          162
keras golongan C”. Minuman anggur termasuk dalam minuman keras golongan B
(kadar etanol 5 – 20 %v/v).
        Minuman anggur dibuat dari fermentasi buah anggur atau jus buah
anggur dengan Saccharomyces ellipsoideus. Buah-buah anggur itu dipanen ketika
kandungan substrat yang bisa difermentasi, yaitu “gula anggur” atau glukosa
berada pada kadar yang tinggi. Material yang disiapkan dari buah anggur sebelum
fermentasi disebut must. Prosesnya tidak lain menghancurkan buah yang sudah
matang dan menunggu hingga etanol yang dihasilkan sudah cukup dan tidak
beracun (Bowman dan Rand, 1980)
        Etanol yang nama lainnya alkohol, aethanolum, etil alcohol, adalah
cairan yang bening, tidak berwarna, mudah mengalir, mudah menguap, mudah
terbakar, higroskopik dengan karakteristik bau spiritus dan rasa membakar, mudah
terbakar dengan api biru tanpa asap. Campur dengan air, kloroform, eter, gliserol,
dan hampir semua pelarut organic lainnya. Penyimpanan pada suhu 8-15°C, jauh
dari api dalam wadah kedap udara dan dilindungi dari cahaya, serta mempunyai
rumus struktur sebagai berikut :
                                           H       H

                                   H           C
                                           C           O

                                       H       H       H
                              Gambar 1. Struktur etanol
        Metode yang dapat digunakan untuk menetapkan kadar etanol antara lain
metode berat jenis yang merupakan metode konvensional dan kromatografi gas
yang merupakan metode instrumental. Masing-masing metode mempunyai
kelebihan dan kekurangan. Oleh karena itu, dilakukan perbandingan validitas
kedua metode, apakah validitas kedua metode berbeda bermakna atau tidak.
        Kromatografi gas adalah teknik kromatografi yang bisa digunakan untuk
memisahkan senyawa organik yang mudah menguap. Senyawa-senyawa yang
dapat ditetapkan dengan kromatografi gas sangat banyak, namun ada batasan-
batasannya. Senyawa-senyawa tersebut harus mudah menguap dan stabil pada
temperatur pengujian, utamanya dari 50 – 300°C. Jika senyawa tidak mudah




                                                                              163
menguap atau tidak stabil pada temperatur pengujian, maka senyawa tersebut bisa
diderivatisasi agar dapat dianalisis dengan kromatografi gas.
         Berat jenis untuk penggunaan praktis lebih sering didefinisikan sebagai
perbandingan massa dari suatu zat terhadap massa sejumlah volume air yang sama
pada suhu 4° atau temperatur lain yang tertentu. Notasi berikut sering ditemukan
dalam pembacaan berat jenis: 25°/25°, 25°/4°, dan 4°/4°. Angka yang pertama
menunjukkan temperatur udara saat zat ditimbang, angka yang berikutnya
menunjukkan temperatur air yang digunakan (Martin dkk., 1983).
         Berat jenis larutan etanol dapat diukur dengan piknometer. Berat jenis
larutan etanol semakin kecil, maka kadar etanol di dalam larutan tersebut semakin
besar. Hal ini dikarenakan etanol mempunyai berat jenis lebih kecil daripada air
sehingga semakin kecil berat jenis larutan berarti jumlah / kadar etanol semakin
banyak. Konversi berat jenis menjadi kadar etanol (v/v) disajikan pada tabel I di
bawah ini:
                    Tabel I. Konversi berat jenis – kadar etanol (v/v)
 Berat jenis     Kadar         Berat jenis       Kadar        Berat jenis      Kadar
  larutan        etanol         larutan          etanol         larutan        etanol
   etanol       (% v/v)          etanol         (% v/v)          etanol       (% v/v)
   1,000          0,00           0,9978            1,48          0,9956         2,98
   0,9999         0,07           0,9977            1,54          0,9955         3,05
   0,9998         0,13           0,9976            1,61          0,9954         3,12
   0,9997         0,20           0,9975            1,68          0,9953         3,19
   0,9996         0,26           0,9974            1,75          0,9952         3,26
   0,9995         0,33           0,9973            1,81          0,9951         3,33
   0,9994         0,40           0,9972            1,88          0,9950         3,40
   0,9993         0,46           0,9971            1,95          0,9949         3,47
   0,9992         0,53           0,9970            2,02          0,9948         3,54
   0,9991         0,60           0,9969            2,09          0,9947         3,61
   0,9990         0,66           0,9968            2,15          0,9946         3,68
   0,9989         0,73           0,9967            2,22          0,9945         3,76
   0,9988         0,80           0,9966            2,29          0,9944         3,83
   0,9987         0,87           0,9965            2,37          0,9943         3,90
   0,9986         0,93           0,9964            2,43          0,9942         3,97
   0,9985         1,00           0,9963            2,50          0,9941         4,04
   0,9984         1,07           0,9962            2,57          0,9940         4,11
   0,9983         1,14           0,9961            2,64          0,9939         4,18
   0,9982         1,20           0,9960            2,70          0,9938         4,26
   0,9981         1,27           0,9959            2,77          0,9937         4,33
   0,9980         1,34           0,9958            2,84          0,9936         4,40
   0,9979         1,41           0,9957            2,91          0,9935         4,48
                                                                            (Lees, 1975)




                                                                                    164
          Validasi suatu metode analisis adalah proses yang dibuat, oleh studi
laboratorium, sehingga karakteristik pelaksanaan metode memenuhi persyaratan
aplikasi analisis yang diinginkan. Parameter-parameter validitas metode analisis
antara lain akurasi, presisi, linearitas, spesifisitas, range, detection limit, dan
quantitation limit (Anonim, 2005).


                              BAB II. Metode Penelitian
A. Bahan
       Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : Minuman anggur
merek X, Etanol p.a (E. Merck), n-Butanol p.a (E. Merck), Aquadest,
B. Alat
       Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah piknometer,
seperangkat alat kromatografi gas, neraca analitik, labu alas bulat, heating mantle,
labu takar 100 ml, mkropipet, seperangkat alat gelas.
C. Tata Cara Penelitian
          Penelitian ini menggunakan sampel salah satu merk minuman anggur
yang beredar di pasaran di Yogyakarta. Sampel yang diambil sebanyak 20 botol
minuman anggur dengan volume 600 ml dan nomor batch yang sama. Dua puluh
botol sampel dicampur homogen kemudian diambil 100 ml untuk dipreparasi.
1.   Preparasi Sampel
       Diambil 100 ml sampel dengan menggunakan pipet volume dan
dimasukkan ke dalam labu alas bulat 250 ml kemudian ditambahkan 50 ml
akuades. Dilakukan distilasi dengan menggunakan pemanas mantel. Hasil distilasi
ditampung pada labu ukur 100 ml hingga volume 90 – 95 ml (Pearson, 1970).
Replikasi dilakukan 6 kali.
2.   Validasi Metode Kromatografi Gas
       a. Pembuatan seri larutan baku etanol. Disiapkan seri baku dengan
konsentrasi berikut:




                                                                                165
          Etanol p.a. (ml)        n-butanol (ml)        Konsentrasi akhir etanol % (v/v)
                0,1                    0,2                            0,1
                0,2                    0,2                            0,2
                0,3                    0,2                            0,3
                0,4                    0,2                            0,4


          Etanol p.a. dan n-butanol dengan jumlah seperti tertulis di atas
dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Volume 100,0 ml dicapai dengan
penambahan akuades. Replikasi dilakukan 3 kali.
          b. Pembuatan kurva baku etanol. Satu mikroliter (1μl) larutan baku dari
masing-masing konsentrasi disuntikkan ke dalam kolom. Luas puncak etanol dan
n-butanol dari kromatogram dihitung, kemudian dicari rasio luas puncak etanol/n-
butanol. Kurva baku dibuat dengan memplotkan rasio luas puncak etanol/n-
butanol vs kadar etanol (% v/v). Persamaan kurva baku dicari dengan regresi
linear.
          c. Penentuan recovery, kesalahan sistemik dan kesalahan acak.
          Diambil 1μl larutan etanol dengan kadar 0,1; 0,2; 0,3; dan 0,4 ml/100,0 ml
dan disuntikkan ke dalam kolom. Luas puncak etanol dan n-butanol dari
kromatogram dihitung, kemudian dicari rasio luas puncak etanol/n-butanol. Kadar
dihitung dengan persamaan regresi linier.
          Recovery, kesalahan sistemik dan kesalahan acak dihitung dengan rumus
sebagai berikut:
                     kadar terukur
     Recovery =                     × 100 %
                   kadar sebenarnya

     Kesalahan sistematik = 100 % – recovery

                               standar deviasi (SD)
     Kesalahan acak =                                  × 100 %
                             rata - rata kadar terukur
3.   Pengukuran Kadar Etanol Dengan Metode Kromatografi Gas
          Larutan sampel minuman anggur yang telah didestilasi masing-masing
diambil 1,0 ml menggunakan mikropipet dan dimasukkan ke dalam labu ukur 50
ml, kemudian ditambahkan 0,1 ml n-butanol dan diencerkan dengan akuades.
Larutan ini masing-masing diambil 1μl dan disuntikkan ke dalam kolom melalui
tempat injeksi. Luas puncak etanol dan n-butanol dari kromatogram dihitung,



                                                                                           166
kemudian dicari rasio luas puncak etanol/n-butanol. Kadar etanol dalam minuman
anggur ditentukan menggunakan persamaan kurva baku.
4. Validasi Metode Berat Jenis
        a. Pembuatan seri larutan baku etanol. Etanol p.a. diambil 1,0; 2,0;
3,0; dan 4,0 ml dengan mikropipet dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.
Ditambahkan akuades hingga volume 100,0 ml. Replikasi dilakukan 3 kali.
        b.   Pengukuran larutan baku etanol. Piknometer dibersihkan secara
hati-hati dengan menggunakan aseton, kemudian dikeringkan dan ditimbang.
Akuades didinginkan sampai di bawah suhu percobaan (± 15°C). Piknometer diisi
dengan akuades secara hati-hati hingga penuh dan termometer dimasukkan. Suhu
akuades dalam piknometer ditunggu hingga mencapai suhu percobaan (20°C),
kelebihan akuades pada puncak pipa kapiler dibersihkan. Piknometer yang berisi
akuades segera ditimbang dan beratnya dicatat. Cara yang sama dilakukan untuk
larutan baku etanol. Berat jenis dihitung dengan rumus berikut:
                       berat larutan baku etanol di dalam piknometer
Berat jenis sampel =
                             berat akuades di dalam piknometer

Kadar etanol dihitung dengan menggunakan tabel 1.
        c. Penentuan recovery, kesalahan sistemik dan kesalahan acak. Larutan
baku etanol yang telah diukur dicari nilai recovery, kesalahan sistemik dan
kesalahan acaknya dengan rumus seperti pada metode kromatografi gas.
4. Pengukuran Kadar Etanol Dalam Minuman Anggur Dengan Metode
     Berat Jenis
        Cara kerjanya sama dengan pada pengukuran larutan baku etanol dengan
piknometer dan yang digunakan adalah larutan sampel.
5.   Analisis Hasil
        Data yang dianalisis adalah recovery, kesalahan sistematik, kesalahan acak
dari masing-masing metode. Analisis yang dilakukan adalah uji non parametrik
Kolmogorov-Smirnov dengan taraf kepercayaan 95% dan Independent Sample T-
Test dengan taraf kepercayaan 95%.




                                                                              167
                          BAB III. Hasil dan Pembahasan
         Sampel minuman anggur mempunyai banyak kandungan selain etanol.
Kandungan lain dalam minuman anggur antara lain: gula pasir, karamel, spirit
anggur, air, dan ekstrak kolesom. Pemisahan kandungan-kandungan lain dalam
minuman anggur dilakukan dengan cara distilasi. Distilat yang didapat berupa
azeotrop (95 % etanol – 5 % air).
         Kelemahan metode distilasi biasa adalah tidak bisa memisahkan senyawa
dengan selisih titik didih sempit. Etanol (titik didih 78,3°C) dan metanol (titik
didih 64,5°C) tidak dapat dipisahkan dengan distilasi ini.
         Parameter kromatografi gas yang digunakan dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut: suhu injektor 250°C, suhu detektor 250°C, suhu kolom 200°C,
detektor FID, kolom DB-1 (30 m × 0,25 mm) fase diam dimetil polisiloksan,
kecepatan gas pembawa (N2) tidak terdeteksi, kecepatan gas H2 46,9 ml/menit,
kecepatan gas O2 487 ml/menit, range 4, dan attenuasi 0.
         Hasil pembuatan kurva baku etanol dengan metode kromatografi gas

disajikan pada tabel II berikut ini:

                Tabel II. Kurva baku etanol dengan standar internal n-butanol
         Replikasi I                     Replikasi II                     Replikasi III
Konsentrasi     Rasio luas      Konsentrasi       Rasio luas      Konsentrasi      Rasio luas
   etanol         puncak            etanol          puncak            etanol         puncak
  teoritis         etanol/         teoritis         etanol/          teoritis        etanol/
(ml/100ml)        butanol       (ml/100ml)          butanol        (ml/100ml)       butanol
   0,100           0,3306           0,100           0,3365            0,100          0,3387
   0,200           0,6338           0,200           0,6733            0,200          0,6679
   0,300           0,9822           0,300           1,0091            0,300          1,0407
   0,400           1,2871           0,400           1,3436            0,400          1,3753
   Keterangan: Replikasi I       : A = 3,95 x 10-3; B = 3,2179; r = 0,9996
                  Replikasi II   : A = 1,35 x 10-3; B = 3,3571; r = 0,9999
                  Replikasi III : A = - 0,015; B = 3,4826; r = 0,9997

         Persamaan kurva baku yang dipilih untuk perhitungan recovery,
kesalahan sistematik, kesalahan acak dan penetapan kadar adalah persamaan
kurva baku replikasi II karena nilai r paling mendekati 1 dan intersepnya paling
kecil.




                                                                                          168
         Hasil penentuan recovery, kesalahan sistematik dan kesalahan acak
disajikan pada tabel III. Recovery dan kesalahan sistematik adalah parameter
akurasi sedangkan kesalahan acak adalah parameter presisi.
    Tabel III. Hasil perhitungan recovery, kesalahan sistematik dan kesalahan acak metode
                                        kromatografi gas
   Kadar etanol teoritis  Rata-rata recovery   Rata-rata kesalahan   Kesalahan acak (CV)
      (ml/100ml)              (%) n = 3        sistematik (%) n = 3          (%)
          0,100                100,27                  1,53                 2,05
          0,200                 96,26                  3,74                 1,85
          0,300                 99,13                  3,00                 3,57
          0,400                 99,53                  2,37                 3,42


         Berdasarkan tabel III nilai recovery untuk seri kadar 0,1; 0,3; dan 0,4
ml/100 ml berada dalam rentang recovery yang baik, yaitu 98 – 102 %. Nilai rata-
rata kesalahan sistematik untuk seri kadar 0,1 ml/ 100,0 ml < 2 %, berarti
memenuhi syarat kesalahan sistematik yang bisa diterima. Seri kadar 0,2 ml/100,0
ml memiliki nilai CV < 2 % berarti memenuhi kriteria presisi yang baik.
         Faktor yang menyebabkan adanya hasil perhitungan recovery, kesalahan
sistematik, dan kesalahan acak yang menyimpang adalah perhitungan luas puncak
kromatogram dilakukan secara manual dan pengukuran dilakukan dengan
penggaris biasa berhubung alat integrator belum bisa digunakan.
         Hasil penentuan recovery, kesalahan sistematik dan kesalahan acak
metode berat jenis disajikan pada tabel IV.
  Tabel IV. Hasil perhitungan recovery, kesalahan sistematik dan kesalahan acak metode
                                        berat jenis
    Kadar teoritis       Rata-rata recovery     Rata-rata kesalahan  Kesalahan acak (CV)
     (ml/100ml)              (%) n = 3          sistematik (%) n = 3         (%)
          1                    104,9                     4,9                3,53
          2                    97,97                    2,03                1,79
          3                    98,79                    2,48                2,77
          4                   98,725                    2,64                3,14
         Berdasarkan tabel IV di atas menunjukkan bahwa rata-rata recovery
untuk seri kadar 3 dan 4 ml/ 100,0 ml berada dalam rentang recovery yang baik
untuk bahan baku, yaitu 98 – 102 %. Nilai rata-rata kesalahan sistematik semua
seri kadar > 2 %. Kadar 2 ml/100,0 ml yang menunjukkan presisi yang baik
karena memiliki nilai CV < 2 %.
         Faktor yang menyebabkan hasil yang menyimpang pada metode berat
jenis terutama adalah suhu ruangan yang lebih tinggi daripada suhu percobaan.



                                                                                     169
Hal ini dapat menyebabkan terjadinya perbesaran volume cairan, sehingga ada
cairan yang terbuang secara tidak sengaja saat percobaan. Volume cairan yang
terbuang ini tidak dapat diprediksi jumlahnya dan dapat mempengaruhi ketepatan
dan keterulangan hasil pengukuran.
          Berdasarkan hasil uji Kolmogorov-Smirnov semua data recovery,
kesalahan sistematik, dan kesalahan acak terdistribusi normal. Hal ini dapat dilihat
dari nilai signifikansi uji Kolmogorov-Smirnov yang lebih besar dari nilai
signifikansi untuk taraf kepercayaan 95 %, yaitu 0,05. Contoh hasil uji
Kolmogorov-Smirnov disajikan pada tabel V di bawah ini.

                           Tabel V. Hasil uji distribusi data recovery
                            One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test
                                                  Recovery (kromatografi gas)   Recovery (berat jenis)
N                                                              4                          4
Normal Parameters(a,b)           Mean                      98.7975                    100.0975
                                 Std. Deviation            1.75635                    3.22335
Most Extreme Differences         Absolute                    .325                       .407
                                 Positive                    .201                       .407
                                 Negative                   -.325                       -.255
Kolmogorov-Smirnov Z                                         .650                       .815
Asymp. Sig. (2-tailed)                                       .792                       .520
a Test distribution is Normal.
b Calculated from data.
          Validitas kedua metode diuji dengan membandingkan nilai recovery,
kesalahan sistematik, dan kesalahan acak masing-masing metode menggunakan
uji T sampel independen. Hasil uji menunjukkan bahwa nilai signifikansi semua
data yang diperoleh dengan metode kromatografi gas dan berat jenis lebih besar
daripada nilai signifikansi untuk taraf kepercayaan 95 %, yaitu 0,05. Makna hasil
uji ini adalah bahwa validitas kedua metode berbeda tidak bermakna. Contoh hasil
uji T sampel independen disajikan pada tabel VI:




                                                                                               170
                   Tabel VI. Hasil uji T sampel independen untuk recovery
                                    Independent Samples Test
                       Levene's
                        Test for
                                                       t-test for Equality of Means
                      Equality of
                      Variances
                                                                                      95% Confidence
                                                     Sig.      Mean     Std. Error     Interval of the
                       F     Sig.     t     df
                                                  (2-tailed) Difference Difference       Difference
                                                                                      Lower      Upper
           Equal
         variances 1.409 .280       -.708   6       .505    -1.30000    1.83540       -5.79105 3.19105
         assumed
 Recovery Equal
         variances
                                    -.708 4.637     .513    -1.30000    1.83540       -6.13129 3.53129
            not
         assumed


         Hasil pengukuran kadar menggunakan metode kromatografi gas dan
berat jenis disajikan pada tabel VII:
     Tabel VII. Kadar etanol terukur dengan metode kromatografi gas dan berat jenis
               Sampel      Kromatografi gas(ml/100ml)       Berat jenis (ml/100ml)
                 1a                 14,635                           13,26
                 1b                  14,04                           14,2
                 2a                 15,115                           13,41
                 2b                  15,12                           14,62
                 3a                 14,615                           15,11
                 3b                  14,96                           14,41
                 4a                 14,825                          15,495
                 4b                 14,845                           14,06
                 5a                  13,52                          13,745
                 5b                 14,095                           14,83
                 6a                  13,19                          14,655
                 6b                  14,54                          15,145

         Kadar etanol dalam minuman anggur yang terukur dengan metode
kromatografi gas adalah 14,46 ± 0,62 % v/v sedangkan dengan metode berat jenis
adalah 14,41 ± 0,70 % v/v.


                           BAB IV. Kesimpulan dan Saran
         Berdasarkan hasil dan pembahasan di atas dapat disimpulkan hal-hal
sebagai berikut:
1. Metode kromatografi gas dan berat jenis mempunyai validitas yang berbeda
   tidak bermakna.




                                                                                                  171
2. Kadar etanol dalam minuman anggur yang terukur dengan metode
   kromatografi gas adalah 14,46 ± 0,62 % v/v sedangkan dengan metode berat
   jenis adalah 14,41 ± 0,70 % v/v.


                                 Daftar Pustaka
Anonim, 1999, Martindale The Complete Drug Reference, 1099-1101, 32nd
        Edition, edited by Kathleen Parfitt, Pharmaceutical Press, London, UK.
Anonim, 2005, United State Pharmacopeia 28, 2749 - 2751, United State
        Pharmacopeial Convention, Inc., Rockville.
Bowman, W. C. and Rand, M.J., 1980, Textbook of Pharmacology, Second
        Edition, 42.3, Blackwell Scientific Publications, United Kingdom.
Martin, A., Swarbrick, J., dan Cammarata, A., 1983, Farmasi Fisik, edisi ke-3, 8,
        penerjemah Yoshita, UI Press, Jakarta.
Mulja, M. dan Hanwar, D., Prinsip-prinsip Cara Berlaboratorium Yang Baik,
        Majalah Farmasi Airlangga, III, 71 – 72.
Skoog, D. A., 1985, Principles of Instrumental Analysis, Edisi III, 22, 163-165,
        188, Saunders College Publishing, Japan.




                                                                             172

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:7411
posted:6/16/2010
language:Malay
pages:11