Metode Analisis Vitamin B1 (Thiamin) Pada Bahan Pangan

Vitamin B1, juga dikenal sebagai thiamin, adalah salah satu jenis vitamin B kompleks yang larut dalam air dan diperlukan oleh tubuh untuk mengubah karbohidrat menjadi energi. Vitamin B1 ditemukan dalam berbagai jenis makanan, seperti daging, biji-bijian, kacang-kacangan, sayuran hijau, buah-buahan, dan produk sereal. Fungsi utama vitamin B1 adalah membantu dalam metabolisme karbohidrat, yang merupakan sumber energi utama bagi tubuh. Selain itu, vitamin B1 juga diperlukan untuk pertumbuhan dan perbaikan jaringan tubuh, termasuk saraf, otot, dan jantung.

Kekurangan vitamin B1 dapat menyebabkan berbagai masalah kesehatan, termasuk berkurangnya energi dan daya tahan tubuh, lelah, sulit berkonsentrasi, sakit kepala, berat badan turun, serta kelainan neurologis yang dikenal sebagai beri-beri. Kekurangan vitamin B1 lebih umum terjadi pada orang yang mengonsumsi diet yang rendah nutrisi, terutama alkoholik dan orang yang tinggal di negara berkembang.

Dalam makanan, vitamin B1 (Thiamin) dapat ditemukan dalam bentuk bebas atau dalam bentuk kompleks dengan protein atau kompleks protein-fosfat. Tiamin hidroklorid dalam keadaan kering cukup stabil dan pada pemanasan 100^oC selama 1 jam tidak berkurang potensinya. Larutan tiamin hidroklorid dalam air dan suasana basa dapat disterilisasi pada 110^oC, akan tetapi jika pH larutannya diatas 5,5 maka akan cepat terhidrolisis. Satu gram tiamin hidroklorida kristal setara dengan 333,000 SI. Tiamin mononitrat padat lebih stabil daripada tiamin hidroklorida.

Uji Kualitatif B1

Metode ini dilakukan dengan cara memasukkan sedikit serbuk (sampel) ke dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan 3 tetes NaOH 30%, 3 tetes K3Fe(CN)6 0,6% dan 1 mL isobutanol. Kemudian dikocok hingga bercampur rata. Kemudian perhatikan larutan campuran tersebut di bawah lampu ultraviolet. Apabila hasil campuran tersebut menjadi berwarna biru kehijauan maka uji positif pada sampel.

NaOH dan K3Fe(CN)6 berfungsi sebagai reagen dalam percobaan analisis kualitatif vitamin B1 dengan menggunakan isobutanol sebagai pelarut. NaOH berfungsi sebagai basa yang akan meningkatkan pH larutan dan membantu reaksi oksidasi vitamin B1 oleh K3Fe(CN)6 terjadi dengan lebih cepat. Selain itu, NaOH juga berfungsi sebagai penghilang kelembapan pada sampel, sehingga sampel dapat diencerkan dalam isobutanol dengan lebih baik.

K3Fe(CN)6 berfungsi sebagai oksidator pada reaksi tersebut. K3Fe(CN)6 akan bereaksi dengan vitamin B1 dalam sampel dan mengoksidasi senyawa ini menjadi senyawa lain yang dapat berfluoresensi di bawah sinar UV. Isobutanol berfungsi sebagai pelarut dalam percobaan tersebut. Isobutanol dapat membantu dalam memisahkan senyawa hasil reaksi dan membentuk fluoresensi yang lebih jelas dan mudah terlihat di bawah lampu UV.

Ketiga bahan tersebut saling bekerja sama dalam reaksi yang terjadi pada percobaan analisis kualitatif vitamin B1. NaOH dan K3Fe(CN)6 akan bereaksi dengan vitamin B1 dalam sampel, menghasilkan senyawa yang dapat berfluoresensi, sedangkan isobutanol membantu dalam memisahkan senyawa tersebut dan membentuk fluoresensi yang jelas dan mudah terlihat di bawah sinar UV.

Fluoresensi adalah fenomena di mana suatu zat dapat menyerap cahaya pada suatu panjang gelombang tertentu dan kemudian memancarkan kembali cahaya pada panjang gelombang yang lebih panjang. Fluoresensi pada percobaan di atas merujuk pada kemampuan senyawa hasil reaksi antara vitamin B1, NaOH, dan K3Fe(CN)6 dalam isobutanol untuk memancarkan cahaya biru kehijauan ketika diberi rangsangan oleh sinar ultraviolet (UV). Setelah direaksikan, senyawa hasil reaksi dapat menyerap energi dari sinar UV dan kemudian memancarkan kembali energi tersebut dalam bentuk cahaya biru kehijauan yang dapat dilihat oleh mata manusia.

Fluoresensi pada percobaan ini dimanfaatkan sebagai salah satu metode dalam analisis kualitatif vitamin B1. Warna fluoresen yang dihasilkan merupakan ciri khas vitamin B1 dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi keberadaannya dalam sampel. Oleh karena itu, hasil fluoresensi pada percobaan tersebut menunjukkan bahwa vitamin B1 terkandung dalam sampel yang dianalisis.

Uji Kuantitatif B1

1. Metode Spektrofluorometri

Metode spektrofluorometri adalah salah satu metode analisis kuantitatif untuk menentukan jumlah vitamin B1 dalam suatu sampel berdasarkan intensitas fluoresensi senyawa hasil reaksi antara vitamin B1, NaOH, dan K3Fe(CN)6 dalam pelarut isobutanol.

Langkah-langkah dalam metode spektrofluorometri adalah sebagai berikut:

1. Persiapan sampel: Sampel yang akan dianalisis dibuat menjadi larutan dalam pelarut isobutanol dengan konsentrasi tertentu. Contoh, misalnya sampel diencerkan dalam isobutanol hingga mencapai konsentrasi 1 mg/mL.
2. Pembuatan kurva kalibrasi: Standar vitamin B1 dengan konsentrasi yang diketahui (misalnya 0,1-1 µg/mL) disiapkan dalam pelarut isobutanol. Lalu, standar ini diukur fluoresensinya menggunakan spektrofluorometer, dan dibuat kurva kalibrasi berdasarkan hasil pengukuran tersebut.
3. Pengukuran sampel: Sampel yang telah diencerkan dalam isobutanol diukur fluoresensinya menggunakan spektrofluorometer pada panjang gelombang yang sudah ditentukan.
4. Perhitungan hasil: Hasil pengukuran sampel dibandingkan dengan kurva kalibrasi untuk menentukan jumlah vitamin B1 dalam sampel.

Metode spektrofluorometri memiliki keunggulan yaitu sensitivitas yang tinggi dan spesifisitas yang baik dalam menentukan konsentrasi vitamin B1 dalam sampel. Oleh karena itu, metode ini sering digunakan dalam penentuan konsentrasi vitamin B1 dalam makanan dan suplemen. Namun, metode ini juga membutuhkan peralatan yang canggih, seperti spektrofluorometer, dan memerlukan standar vitamin B1 yang berkualitas baik.

2. Metode Kolorimeter

Metode kolorimeter adalah salah satu metode analisis kuantitatif untuk menentukan jumlah vitamin B1 dalam suatu sampel berdasarkan absorbansi cahaya yang dihasilkan oleh senyawa hasil reaksi antara vitamin B1, asam sulfat, dan 2-amino-5-nitrobenzoat (ANB) pada panjang gelombang tertentu.

Langkah-langkah dalam metode kolorimeter adalah sebagai berikut:

1. Persiapan sampel: Sampel yang akan dianalisis dibuat menjadi larutan dalam pelarut tertentu. Contoh, misalnya sampel diencerkan dalam air hingga mencapai konsentrasi tertentu.
2. Persiapan reagen: Reagen yang dibutuhkan dalam analisis kolorimetri vitamin B1 adalah asam sulfat dan 2-amino-5-nitrobenzoat (ANB). Reagen ini dicampurkan dalam rasio tertentu sesuai dengan prosedur analisis.
3. Pembuatan kurva kalibrasi: Standar vitamin B1 dengan konsentrasi yang diketahui (misalnya 0-100 µg/mL) disiapkan dalam pelarut tertentu. Lalu, standar ini diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang yang sudah ditentukan, dan dibuat kurva kalibrasi berdasarkan hasil pengukuran tersebut.
4. Pengukuran sampel: Sampel yang telah diencerkan diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang yang sama dengan pada kurva kalibrasi.
5. Perhitungan hasil: Hasil pengukuran sampel dibandingkan dengan kurva kalibrasi untuk menentukan jumlah vitamin B1 dalam sampel.

Pada metode kolorimeter, terdapat beberapa bahan yang digunakan, yaitu Asam sulfat yang berfungsi untuk menghidrolisis vitamin B1 menjadi tiochromium, yaitu senyawa yang bereaksi dengan 2-amino-5-nitrobenzoat. 2-amino-5-nitrobenzoat (ANB) berfungsi sebagai pereaksi untuk membentuk senyawa kompleks antara tiochromium dan ANB. Senyawa kompleks ini akan menghasilkan absorbansi cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang kemudian digunakan untuk menentukan konsentrasi vitamin B1 dalam sampel.

Dalam metode kolorimeter, vitamin B1 yang terdapat pada sampel akan diubah menjadi senyawa tiochromium yang berwarna kuning, kemudian bereaksi dengan ANB untuk membentuk senyawa kompleks berwarna merah. Absorbansi cahaya dari senyawa kompleks ini kemudian diukur menggunakan kolorimeter pada panjang gelombang tertentu. Semakin tinggi konsentrasi vitamin B1 dalam sampel, maka semakin tinggi absorbansi cahaya yang dihasilkan oleh senyawa kompleks tersebut. Dari hasil pengukuran absorbansi cahaya pada sampel, maka dapat dihitung konsentrasi vitamin B1 dalam sampel menggunakan kurva kalibrasi.

Metode kolorimeter memiliki keunggulan yaitu mudah dan cepat dilakukan, serta memerlukan alat yang sederhana, seperti spektrofotometer. Namun, metode ini memiliki sensitivitas yang rendah dibandingkan dengan metode lain seperti spektrofluorometri. Oleh karena itu, metode ini sering digunakan dalam analisis vitamin B1 dalam bahan pangan dan suplemen dengan konsentrasi yang relatif tinggi.

3. Metode Alkalimetri

Metode alkalimetri adalah salah satu metode analisis kuantitatif untuk menentukan konsentrasi vitamin B1 dalam sampel. Pada metode ini, konsentrasi vitamin B1 dalam sampel ditentukan dengan cara mengukur jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk mengubah pH sampel menjadi pH yang ditentukan.

Berikut adalah langkah-langkah dalam metode alkalimetri untuk analisis kuantitatif vitamin B1:

1. Persiapan sampel: Sampel yang akan diuji harus dihomogenkan terlebih dahulu untuk memastikan bahwa kandungan vitamin B1 merata di seluruh sampel. Kemudian, sampel diencerkan dengan pelarut yang sesuai dan disaring untuk menghilangkan partikel-partikel yang besar.
2. Persiapan NaOH: NaOH dilarutkan dalam air untuk membuat larutan standar.
3. Titrimetri: Sampel yang telah diencerkan kemudian dicampur dengan indikator pH, yang umumnya menggunakan fenolftalein. Kemudian, larutan NaOH ditambahkan secara bertahap ke dalam sampel sampai pH sampel mencapai nilai yang ditentukan. Jumlah NaOH yang digunakan dicatat pada setiap penambahan NaOH.
4. Perhitungan: Konsentrasi vitamin B1 dalam sampel dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: C = (V1 – V2) x N x FW / V3. C = konsentrasi vitamin B1 dalam sampel (mg/mL); V1 = volume larutan NaOH yang digunakan pada titrasi sampel (mL); V2 = volume larutan NaOH yang digunakan pada titrasi blank (mL); N = normalitas larutan NaOH FW = berat molekul vitamin B1; V3 = volume sampel yang digunakan dalam titrasi (mL)

Metode alkalimetri memerlukan persiapan dan titrasi yang cermat untuk menghindari kesalahan dalam pengukuran. Metode ini juga membutuhkan waktu yang relatif lama dan tidak seakurat metode spektrofotometri atau kolorimetri. Namun, metode ini masih sering digunakan untuk analisis kuantitatif vitamin B1, terutama pada laboratorium dengan peralatan yang terbatas.

4. Metode Argentometri

Metode argentometri adalah salah satu metode kuantitatif untuk menentukan konsentrasi vitamin B1 dalam sampel. Metode ini didasarkan pada reaksi antara ion perak (Ag+) dan thiamine yang membentuk senyawa kompleks berwarna kuning. Dalam analisis ini, larutan AgNO3 digunakan sebagai larutan titran.

Berikut adalah langkah-langkah analisis kuantitatif vitamin B1 menggunakan metode argentometri:

1. Persiapan sampel: Larutkan sampel yang akan diuji dalam air atau pelarut lainnya.
2. Persiapan larutan titran: Larutkan AgNO3 dalam air untuk menghasilkan larutan AgNO3 0,1 N.
3. Persiapan indikator: Tambahkan indikator K2CrO4 ke dalam sampel.
4. Titrasi: Titrasi sampel dengan larutan AgNO3 0,1 N hingga titik akhir tercapai. Perubahan warna terjadi ketika ion Ag+ bereaksi dengan thiamine untuk membentuk senyawa kompleks kuning.
5. Perhitungan: Konsentrasi vitamin B1 dalam sampel dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: C = (V1 – V2) x N x FW / V3. C = konsentrasi vitamin B1 dalam sampel (mg/mL); V1 = volume larutan NaOH yang digunakan pada titrasi sampel (mL); V2 = volume larutan NaOH yang digunakan pada titrasi blank (mL); N = normalitas larutan NaOH FW = berat molekul vitamin B1; V3 = volume sampel yang digunakan dalam titrasi (mL)

AgNO3 pada metode tersebut digunakan sebagai larutan titran untuk menentukan konsentrasi vitamin B1 dalam sampel. Sedangkan K2CrO4 digunakan sebagai indikator dalam analisis ini. K2CrO4 membentuk endapan coklat dengan ion Ag+ dan mengindikasikan bahwa titik akhir titrasi telah dicapai. Metode argentometri dapat memberikan hasil yang akurat dan sensitif dalam menentukan konsentrasi vitamin B1 dalam sampel. Namun, metode ini memerlukan penggunaan larutan AgNO3 yang berbahaya dan dapat merusak lingkungan jika tidak dibuang dengan benar. Oleh karena itu, penggunaan metode ini harus dilakukan dengan hati-hati dan hanya oleh orang yang terlatih dalam teknik laboratorium yang tepat.

5. Metode Gravimetri

Metode Gravitimetri adalah salah satu metode analisis kuantitatif yang digunakan untuk menentukan jumlah suatu zat dalam sampel dengan cara mengukur perbedaan berat antara sampel sebelum dan setelah reaksi atau pemisahan dari zat tersebut. Pada analisis kuantitatif vitamin B1 menggunakan metode gravimetri, zat yang ditentukan adalah vitamin B1 yang ada dalam sampel.

Prosedur analisis kuantitatif vitamin B1 menggunakan metode gravimetri meliputi beberapa tahapan, yaitu:

1. Pengambilan sampel: Sampel yang akan dianalisis diambil dan ditimbang dengan akurat.
2. Pemisahan vitamin B1: Sampel yang telah ditimbang kemudian dijadikan larutan dan diuapkan hingga kering. Vitamin B1 kemudian dipisahkan dari sampel menggunakan pelarut tertentu.
3. Pengeringan: Setelah pemisahan, vitamin B1 diambil dan dikeringkan dengan oven atau alat pengering lainnya hingga beratnya konstan.
4. Penghitungan: Berat vitamin B1 yang diperoleh dari hasil pengeringan dibandingkan dengan berat awal sampel untuk menghitung persentase vitamin B1 dalam sampel.

Metode gravimetri dapat memberikan hasil yang sangat akurat dan dapat digunakan untuk sampel dengan kadar yang sangat rendah. Namun, metode ini memerlukan waktu dan peralatan khusus untuk melakukan pengeringan dan pemisahan zat, sehingga memerlukan biaya dan waktu yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode analisis kuantitatif lainnya.