Laporan Praktikum Spektrofotometri Uv: Penentuan Asam Benzoat Dalam Minuman Kemasan

Tujuan

Mahasiswa mampu dan terampil menggunakan spektrofotometer UV-Vis untuk menentukan kandungan asam askorbat dalam suatu sampel cair.

Landasan Teori

Perkembangan industri pangan dan minuman di Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat. Salah satu contohnya adalah terjadinya peningkatan produksi minuman ringan yang beredar di masyarakat (Mairizki, 2017). Keberadaan air minum dalam kemasan yang mengandung bahan pengawet sempat meresahkan masyarakat belakangan ini. Beberapa minuman kemasan yang beredar di pasaran saat ini mengandung bahan pengawet yang cukup berbahaya.

Salah satu bahan pengawet yang banyak digunakan dan dipandang aman pada dosis yang dianjurkan adalah asam benzoat. Asam benzoat lebih banyak digunakan dalam bentuk garamnya karena kelarutannya lebih baik daripada bentuk asamnya. Bentuk garam dari asam benzoat yang banyak digunakan adalah natrium benzoat. Benzoat dan turunannya dapat menghancurkan sel-sel mikroba terutama kapang (Winarno, 1980). Asam benzoat paling banyak digunakan sebagai bahan pengawet pada bahan pangan karena memiliki sifat toksisitas yang relative rendah. Asam benzoat banyak digunakan pada bahan pangan yang bersifat asam, untuk mencegah pertumbuhan jamur khamir (ragi) dan kapang (berambut halus). Asam benzoat lebih efektif melawan khamir dibandingkan dengan kapang. Asam benzoat dipakai sebagai antimikroba pada buah-buahan asam yang diawetkan, pada pH 2,5- 4,0 penggunaan asam benzoat menjadi lebih efektif pada kondisi tersebut (Desrosier,1988).

Struktur Kimia Asam Benzoat

Aktivitas asam benzoat sebagai antimikroba dapat menghambat jamur dan bakteri (fungistatik dan bakteriostatik) dan membunuh jamur dan bakteri (fungicidal dan bakteriocidal) dengan cara menembus atau merusak jaringan sel membrane mikroba mengakibatkan kematian sel. Natrium benzoat menjadi lebih aktif ketika dikonversi menjadi bentuk asam benzoat. Dalam produk makanan natrium benzoat diubah menjadi asam benzoat dengan reaksi sebagai berikut: C₆H₅COONa + H⁺ 🡪 C₆H₅COOH + Na⁺ (Rorong, 1996).

Batas kadar maksimum untuk penggunaan bahan pengawet yang terhitung sebagai asam benzoat dalam produk minuman sari buah menurut Peraturan Kepala Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia No.36 Tahun 2013 tentang bahan tambahan makanan yang ditetapkan yaitu tidak lebih dari 600 mg/kg. Metode yang dapat digunakan untuk menganalisis bahan pengawet asam benzoat yaitu metode spektrofotometri UV-Vis. Metode ini merupakan salah satu teknik analisis yang digunakan untuk analisis obat dalam sediaan, karena sangat sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil.

Spektrofotometri merupakan suatu metode yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu larutan berwarna pada panjang geombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detector. Spektrofotometer merupakan alat yang terdiri dari spectrometer dan fotometer. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjanga gelombang. Spectrometer dapat menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjdang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau di absorbsi. Ada beberapa jenis spektrofotometri yang sering digunakan dalam analisis secara kimiawi, yaitu spketrofotometri VIS, spektrofotometri UVdan spektrofotometri UV-VIS. (Khopkar, 1990).

Analisis kuantitatif dapat diketahui dengan menggunakan spektrofotometri UV- VIS. Penentuan panjang gelombang maksimum yang digunakan dalam pngukuran absorbansi maksimum konsentrasi larutan standar. Ketelitian kemapuan cara ini tergantung pada ketetapan pemilihan panjang gelombang yang sesuai dengan memberikan perbedaan kontras pada masing -masing absorbansi dan pemilihan factor koreksi terhadap konsentrasi komponen asing yang tidak terukur (Sumarauw, dkk. 2013).

Spektrofotometer UV-Vis

Spektofotometri pada daerah ultraviolet-dekat (200-390 nm) dapat diterapkan untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif senyawa-senyawa organik dan maupun anorganik. Senyawa seperti aldehid, keton, senyawa nitro alifatik dan ester nitrat menyerap radiasi pada daerah ini, namun intensitasnya rendah sehingga hanya berguna pada keadaan-keadaan tertentu. Molekul-molekul yang mengandung ikatan rangkap terkonjugasi, seperti benzena dan toluena, mempunyai absorptivitas molar yang cukup tinggi pada daerah ultraviolet dekat sehingga dapat ditentukan keberadaannya secara spektrofotometri. Molekul lain yang menunjukkan absorpsi kuat dalam daerah ini antara lain adalah senyawa-senyawa azo, diazo, nitroso, dan ester nitril.

Alat dan Bahan

Alat-alat

Spektrofotometer UV

Peralatan gelas

Kuvet kuarsa

Kertas saring

Bahan

Larutan standar asam benzoate

Larutan HCl 0,01 M

Sampel minuman kemasan

Akuades

Cara Kerja

1. Pembuatan kurva kalibrasi. Disiapkan seri larutan asam benzoat dengan konsentrasi 2, 4, 6, 8, and 10 mg/L dalam 0.01 M HCl.
2. Diambil dan disaring 10 mL sampel minuman kemasan, kemudian diambil dengan pipet ukur sebanyak 2 mL dan dipindahkan ke dalam labu ukur 50 mL. ditambahkan 10 mL larutan HCl 0,01 M kemudian diencerkan hingga tanda batas dengan akuades.
3. Ditentukan Panjang gelombang maksimum untuk asam benzoate dengan cara mengukur absorbansi salah satu larutan standar asam benzoate pada rentang Panjang gelombang sinar ultraviolet dekat. dicatat pula absorbansi pada Panjang gelombang maksimum.
4. Diukur absorbansi semua larutan standar dan juga larutan sampel pada Panjang gelomang maksimum yang telah diperoleh
5. Dibuat kurva kalibrasi dari seri larutan standar yang telah dibuat, kemudian dihitung konsentrasi asam benzoate dalam sampel

Data Pengamatan

Panjang gelombang maksimum asam benzoat: 200 nm dan absorbansi 0,5448

Absorbansi larutan standar

Analisis Data

1. Kurva Kalibrasi Standar

2. Persamaan Kurva Kalibrasi

y = bx + a

y = 0,164x -0,1039

3. Perhitungan Konsentrasi Sampel

Diketahui:

y = absorban sampel = 0,9551

a = 0,1039

b = 0,164

Sehingga,

y = 0,164x – 0,1039

0,9551 = 0,164x – 0,1039

0,164x = 1,059

x = 6,4573 ppm

Jadi, konsentrasi sampel akhir (setelah pengenceran)

= 6,4573 ppm × (50 ml )/(2 ml)

= 161,4325 ppm

4. Perhitungan Pengenceran

a. Konsentrasi 2 ppm

V₁ M₁ = V₂ M₂

V₁ 100 ppm = 100 ml 2 ppm

V₁ = = 2 ml

b. Konsentrasi 4 ppm

V₁ M₁ = V₂ M₂

V₁ 100 ppm = 100 ml 4 ppm

V₁ = = 4 ml

c. Konsentrasi 6 ppm

V₁ M₁ = V₂ M₂

V₁ 100 ppm = 100 ml 6 ppm

V₁ = = 6 m

d. Konsentrasi 8 ppm

V₁ M₁ = V₂ M₂

V₁ 100 ppm = 100 ml 8 ppm

V₁ = = 8 ml

e. Konsentrasi 10 ppm

V₁ M₁ = V₂ M₂

V₁ 100 ppm = 50 ml 10 ppm

V₁ = = 5 ml

Pembahasan

Tujuan dari praktikum ini adalah Mahasiswa mampu dan terampil menggunakan spektrofotometer UV-Vis untuk menentukan kandungan asam benzoat dalam suatu sampel cair. Asam benzoat adalah salah satu bahan pengawet yang banyak digunakan dan dipandang aman pada dosis yang dianjurkan. Asam benzoat banyak digunakan pada bahan pangan yang bersifat asam, untuk mencegah pertumbuhan jamur khamir (ragi) dan kapang (berambut halus). Asam benzoat lebih efektif melawan khamir dibandingkan dengan kapang. Asam benzoat dipakai sebagai antimikroba pada buah-buahan asam yang diawetkan, pada pH 2,5- 4,0 penggunaan asam benzoat menjadi lebih efektif pada kondisi tersebut (Desrosier,1988).

Pada percobaan ini yang pertama dilakukan yaitu pembuatan kurva kalibrasi, yaitu dengan larutan standar asam benzoat dengan konsentrasi 2, 4, 6, 8, dan 10 mg/L dalam 0.01 M HCl. Penambahan pelarut HCl 1 M dilakukan agar dapat mempermudah perolehan senyawa asam benzoat yang lebih banyak pada sampel melalui proses hidrolisis. Selain menyiapkan larutan standar asam benzoat, disiapkan juga larutan sampel yang akan diuji. Sampel diambil dari minuman kemasan 10 mL untuk disaring, kemudian diambil 2 mL minuman yang telah disaring ke dalam labu ukur 50 mL. Ditambahakan juga HCl 0,01 M agar dapat mempermudah perolehan senyawa asam benzoat yang lebih banyak pada sampel melalui proses hidrolisis. Kemudian larutan diencerkan hingga tanda batas dengan aquades.

Larutan standar asam benzoat dan larutan sampel diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis dengan beberapa panjang gelombang yang berbeda-beda. Hal ini dilakukan untuk mengetahui pada panjang gelombang ke berapa asam benzoat memberikan serapan maksimum atau untuk mengetahui panjang gelombang maksimum. Pada percobaan ini didapatkan panjang gelombang maksimum asam benzoat 200 nm dengan absorbansi 0,5448. Panjang gelombang yang telah didapatkan akan digunakan dalam analisa sampel dan larutan standar yang ditentukan berdasarkan dari absobansi maksimum yang dihasilkan dari salah satu konsentrasi yang digunakan dalam penentuan kurva baku, dimana konsentrasi asam benzoat standar yaitu 2 ppm, 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, dan 10 ppm.

Setelah panjang gelombang maksimum telah ditentukan, kemudian adalah mengukur absorbansi dari semua larutan standar dan juga larutan sampel pada panjang gelombang maksimum yang telah diperoleh. Alasan dilakukan pengukuran pada panjang gelombang maksimum adalah perubahan absorban untuk setiap satuan konsentrasi, paling besar pada panjang gelombang maksimum, sehingga akan diperoleh kepekaan yang maksimal. Setelah didapatkan absrobansi dari masing-masing konsentrasi larutan satndar dan larutan sampel, kemudian dibuat kurva kalibrasi dari larutan standar sebagai berikut:

Dari kurva yang telah diperoleh, maka didapatkan persamaan regresi yaitu y = 0,1654x-0,1039. Persamaan linier yang baik adalah jika nilai r mendekati 1. Persamaan kurva baku digunakan untuk perhitungan konsentrasi asam benzoat yaitu dengan diplotkan dari persamaan tersebut, dimana nilai y merupakan serapan yang dihasilkan dalam sampel dan nilai x merupakan konsentrasi pengawet asam benzoat. Dari perhitungan yang telah dilakukan didapatkan konsentrasi dari asam benzoat yaitu sebesar 6,4573 ppm dan konsetrasi akhir atau kadar asam benzoat setelah pengenceran yaitu sebesar 161,4325 ppm dimana nilai tersebut setara dengan 161,4325 mg/kg.

Menurut Peraturan Kepala BPOM RI No.36 Tahun 2013, kadar asam benzoat tidak boleh lebih dari 600 mg/kg. Kadar asam benzoat pada minuman sprite memenuhi persyaratan kadar pengawet asam benzoat yaitu tidak lebih dari 600 mg/kg sehingga dapat dikonsumsi oleh masyarakat. Alasan dilakukan penelitian ini untuk mengetahui kadar asam benzoat yang terdapat pada minuman sprite telah memenuhi persyaratan yang telah ditentukan dan bahaya pengawet asam benzoat bila dikonsumsi berlebihan.

Simpulan

Pada percobaan yang telah dilakukan, maka didapatkan kesimpulan yaitu minuman kemasan yang diuji mengandung asam benzoat dan mempunyai konsentrasi sebesat 6,4573 ppm dan mempunyai konsentrasi akhir asam benzoat setelah pengenceran yaitu sebesar 161,4325 ppm.

Saran

Sebaiknya sebelum melakukan pengukuran menggunakan spektrofotometer UV-Vis, Spektrofotometer UV-Vis dapat dikalibrasi terlebih dahulu dengan prosedur yang benar agar pengukuran dapat diperoleh secara akurat.

Daftar Pustaka

Desrosier, N.W. 1988. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta: M. UI. Press.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Universitas Indonesia

Mairizki, F. 2017. Penentuan Natrium Sakarin, Asam Benzoat, dan Kafein Menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi Fasa Balik. Riau: Universitas Islam Riau.

Rorong, J.A. 1996. Analisis Asam Benzoat dan Sorbat Sebagai Bahan Pengawet Pada Berbagai Bahan Pangan Secara Spektrofotometri UV-Vis. Tesis. Program Pascasarjana MIPA- Kimia. Univeresitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Sumarauw, Fatimawali, & Yudistira. 2013. Identifikasi dan Penetapan Kadar Asam Benzoat Pada Kecap Asin yang Beredar di Kota Manado. Jurnal Ilmiah Farmasi – UNSRAT 2 (1).

Winarno, Srikandi F, Dedi F. 1980. Pengantar Teknologi Pangan. Jakarta: PT Gramedia