autentikasi lemak celeng dengan · pdf filedigunakan adalah lemak dan minyak. perbedaan...

Prosiding Rakernas dan Pertemuan Ilmiah Tahunan Ikatan Apoteker Indonesia 2016 e-ISSN : 2541-0474

57

AUTENTIKASI LEMAK CELENG DENGAN KROMATOGRAFI GAS-

SPEKTROSKOPI MASSA YANG DIKOMBINASIKAN

KEMOMETRIKA PCA (Principle Component Analysis)

Any Guntarti1,2*, Abdul Rohman1, Sudibyo Martono 1, dan Agustinus Yuswanto1

1Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. 2Fakultas Farmasi Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta.

*Corresponding author email: [email protected].

Abstrak

Latar belakang: Makanan halal merupakan topik yang menarik untuk dibahas. Sebagian besar item non-halal yang

ditemukan di pasar adalah daging babi dan turunannya. Salah satu turunan babi adalah celeng (babi hutan). Daging

celeng beberapa kasus dipalsukan dalam sediaan produk makanan olahan, misalnya bakso.

Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis asam lemak yang terkandung dalam daging celeng dan diolah

dengan menggunakan kemometrika PCA dengan lemak hewan lain yaitu ayam, babi, kambing dan sapi.

Metode: Hewan Celeng yang digunakan dalam penelitian berasal Kabupaten Kotawaringin, Kalimantan Tengah.

Lemak diperoleh dari gajih celeng. Gajih celeng dipanaskan dalam oven pada suhu 90-100ᵒC selama kurang lebih satu

jam sampai keluar minyaknya. Setelah itu dilakukan proses derivatisasi untuk mengubah lemak menjadi senyawa metil

ester yang mudah menguap. Proses derivatisasi dengan menggunakan NaOCH3 dan BF3. Senyawa metil ester

diiinjeksikan kedalam sistim instrumen Chromatography Gas-Mass Spectrometry (GCMS). Selain gajih celeng, juga

dilakukan proses yang sama pada gajih babi, sapi, ayam, dan kambing.

Hasil penelitian: Hasil penelitian menunjukkan bahwa asam lemak pada celeng dengan menggunakan KGSM

menghasilkan 8 jenis asam lemak yaitu : laurat (0,71±0,075)%, miristat (1,96±0,114)%, palmitoleat (2,14±0,074)%,

palmitat (2,14±0,074)%, margarat (0,27±0,024)%, linoleat (8,46±0,114)%, oleat (45,43±0,339)%, dan stearat

(14,37±0,310)%. Kandungan total asam lemak celeng sebesar 92,95%, dengan asam lemak tidak jenuh 56,03% dan

asam lemak jenuh sebesar 36,92%. Dengan kemometrika Principles Component Analysis (PCA) lemak celeng, ayam,

babi, sapi, dan kambing berhasil dikelompokkan. Asam lemak celeng berdasarkan kemometrika PCA sifatnya dekat

dengan asam lemak ayam dan babi.

Kesimpulan: Asam lemak yang terkandung pada lemak celeng dapat digunakan untuk otentikasi daging celeng.

Kata kunci: celeng, asam lemak, GCSM, kemometrika PCA

1. PENDAHULUAN Isu keaslian makanan halal telah

menimbulkan kekhawatiran di kalangan

konsumen Muslim di seluruh dunia. Hal ini

karena pemalsuan komponen yang halal dengan

komponen haram atau shubhah dalam produk

makanan telah meluas dan sulit untuk

diidentifikasi dengan mata telanjang9. Metode

yang digunakan untuk mengidentifiasi produk

yang non-halal, diantaranya metode

kromatografi, spektroskopi, pembau elektronik,

differential scanning calorimetry (DSC), serta

polymerase chain reaction (PCR)1.

Salah satu jenis makanan yang diharamkan untuk dikonsumsi adalah makanan

yang mengandung babi. Jenis babi yang tidak

diternakkan adalah babi hutan (celeng). Daging

sapi yang dicampur dengan daging celeng

biasanya untuk mengurangi biaya produksi,

sehingga akan memperoleh keuntungan ekonomi

yang tinggi. Aktivitas babi liar bervariasi

tergantung pada habitat dan iklim17. Babi celeng

(Sus barbatus), celeng saja atau secara umum

dikenal sebagai babi hutan yang berasal dari

Kalimantan adalah nenek moyang babi liar yang

menurunkan babi ternak (Sus domesticus)11.

Salah satu kendala yang sering dihadapi

dalam menangani isu makanan halal adalah

ketiadaan metode yang benar-benar valid untuk menganalisa substansi tidak halal dalam bahan


58

pangan9. Salah satu senyawa yang sering

digunakan adalah lemak dan minyak. Perbedaan

antara lemak satu dengan yang lainnya terdapat

pada komponen asam lemak penyusunnya,

urutan asam lemak, serta tingkat kejenuhan dari

asam lemak14. Asam lemak yang pada rantai

hidrokarbonnya terdapat ikatan rangkap disebut

asam lemak tidak jenuh, dan apabila tidak

terdapat ikatan rangkap pada rantai

hidrokarbonnya disebut dengan asam lemak

jenuh8,16. Salah satu faktor yang dapat digunakan

untuk memilih pelarut yang sesuai untuk

ekstraksi minyak atau lemak adalah derajat atau

tingkat kepolarannya5.

Salah satu tehnik umum yang digunakan

untuk karakterisasi minyak adalah kromatografi

gas3. GC-MS dapat menganalisis secara cepat,

kapasitas tinggi, sensitif dan dapat

dikombinasikan dengan berbagai metode

lainnya, termasuk spektrometri massa10.

Penggunaan teknik berbasis kromatografi untuk

analisis komponen non-halal telah dilaporkan

oleh Rohman dan Che Man13.

Detektor yang umum digunakan adalah

detektor ionisasi nyala (flame ionization

detector)15 atau detektor spektrometer massa

yang gabungannya dengan kromatograf gas

disebut dengan gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)6.

2. METODE PENELITIAN

2.1. Bahan

Sampel yang digunakan adalah gajih celeng dari

Kabupaten Sawit Kalimantan Selatan, gajih babi,

gajih kambing, gajih ayam. Bahan untuk

penelitian standar FAME dari Supelco, n-

heksana, larutan NaOCH3 0,2 N, larutan BF3,

NaCl jenuh dan Na2SO4 anhidrat7,12.

2.2. Alat GC dengan menggunakan mesin autosampler.

Pemisahan dilakukan dalam kolom DB1-MS

Restech, 30 m x 0.25 mm ID, 0.25 µm, dengan

fase diam Polymethyl xiloxan, suhu injektor

230oC, suhu kolom 70oC dan dinaikkan sampai

300oC dengan kenaikan 10oC/menit, laju alir

1,15 mL/menit. Fase gerak gas Helium. Detektor

MS yang digunakan adalah Electron Multifier

Detector (EMD) 70 MeV.

2.3. Ekstraksi lemak Gajih celeng, babi, sapi, kambing dan ayam

dipotong kecil-kecil, dilelehkan pada suhu 90o-

100oC selama 1-1,5 jam dalam oven. Lemak

yang sudah meleleh disaring dengan kain flanel,

ditambahkan Na2SO4 anhidrat dan kemudian

disentrifus pada 3000 rpm selama 20 menit.

Lapisan minyak didekanter, disaring dengan

kertas Whatman yang ditaruh Na2SO4 anhidrat14.

Larutan disimpan di almari es pada suhu -20oC

di dalam tabung reaksi bergulir. Larutan

digunakan untuk proses derivatisasi.

2.4. Derivatisasi Derivatisasi asam lemak bertujuan untuk

mengubah asam lemak menjadi bentuk metil

ester asam lemak (fatty acid methyl ester)

menggunakan NaOCH3 0,2 N dan larutan BF3.

Hasil derivatisasi yang mengandung derivat

asam lemak metil ester (FAME) diambil dan

diinjeksikan ke sistem kromatograf gas.

Sebanyak 1µL supernatan diinjeksikan ke

kromatograf gas-spektrometri massa, dilakukan

replikasi sebanyak 3 kali.

2.5. Analisis data

Data yang diperoleh dari GC-MS berupa asam

lemak dalam bentuk metil ester. Kandungan

metil ester asam lemak dari masing-masing gajih

celeng, babi, sapi, ayam dan kambing

dikelompokkan dengan menggunakan

kemometrika PCA dengan minitab 16.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Ekstraksi lemak

Pengambilan minyak dengan

menggunakan oven dapat mempertahankan

kandungan minyak karena suhu dan waktunya

terkontrol. Selain itu dengan menggunakan oven

dapat mencegah hilangnya komponen volatile

minyak, rendemen yang dihasilkan lebih banyak

dan pelaksanaannya lebih sederhana dan murah

karena tanpa menggunakan bahan kimia.

3.2. Komposisi asam lemak standar Analisis asam lemak standar digunakan

dalam bentuk metil ester Fatty acid methyl ester

(FAME) menggunakan kromatografi gas-

spektroskopi massa. Selain waktu retensi (Tr)

dari hasil pemisahan dalam kromatografi gas,

juga informasi Similarity Index (SI) untuk

mengetahui kedekatan struktur kimia dari jenis

asam lemak yang dibandingkan antara target

standar dengan asam lemak pada spektra dari

dengan library WILLEY147 & NIST47 yang

terdapat pada software GC-MS. Hasil SI>90

menunjukkan kemiripan dengan spektra target.


59

Gambar 1. Hubungan antara Waktu retensi dengan Jumlah Karbon dan ikatan rangkap penyusun

asam lemak

Pada Gambar 1 terlihat bahwa jumlah unsur

karbon (C) semakin banyak maka semakin lama

Tr. Selain unsur C, ikatan rangkap pada asam

lemak mempengaruhi Tr. Semakin banyak

jumlah ikatan rangkap semakin pendek Tr.

Waktu retensi oktanoat (C8:0) mempunyai Tr

paling awal karena unsur C paling sedikit.

Sedangkan trikosanoat(C24) mempunyai Tr yang

paling besar karena unsur C paling banyak. Pada

stearat (C18:0) mempunyai Tr paling besar dari

pada palmitoleat (C18:2) . Palmitoleat Tr nya

lebih kecil dari Tr oleat (C18:1). Hal disebabkan

karena jumlah ikatan rangkapnya yang berbeda.

Stearat tidak punya ikatan rangkap (asam lemak

jenuh), palmitat mempunyai 2 ikatan rangkap

dan oleat mempunyai satu ikatan rangkap.

Jumlah unsur C yang mempengaruhi

proses pengubahan bentuk lemak yang tidak

menguap diubah menjadi bentuk senyawa metil

ester yang mudah menguap. Semakin banyak

unsur C semakin besar bobot molekul (BM) nya,

sehingga dibutuhkan Tr yang lebih lama. Jumlah

ikatan rangkap berhubungan dengan BM suatu

senyawa. Semakin banyak ikatan rangkapnya

akan semakin kecil BM nya, sehingga perubahan

bentuk menjadi metil esternya semakin cepat dan

Tr juga semakin pendek.

3.3. Komposisi Asam lemak pada celeng.

Gambar 2. Histogram jenis asam lemak pada lemak celeng

Berdasarkan Gambar 2 celeng

mengandung 8 jenis asam lemak. Hasil analisis

dengan GC-MS diperoleh bahwa oleat

merupakan komponen penyusun asam lemak yang tertinggi pada celeng dengan 45,43%,

diikuti oleh palmitat (19,61%), stearat (14,37),

linoleat (8,46%), palmitoleat (2,14%), miristat

(1,96%), laurat (0,71%) dan margarat (0,27%).

Oleat merupakan asam lemak tidak jenuh dengan satu ikatan rangkap. Asam lemak jenuh dalam


60

celeng yaitu laurat, miristat, palmitat, margarit,

dan stearat. Sedangkan asam lemak tidak jenuh

adalah asam palmitoleat, asam linoleat (C18:2)

dan asam oleat (C18:1). Jika dilihat jumlah

persentase kandungan, asam lemak tidak jenuh

lebih banyak yaitu sebesar 56,03%. Asam lemak

jenuh sebesar 36,92% dan 7,05% adalah

kandungan selain metil ester. Jumlah kandungan

asam lemak tidak jenuh yang lebih banyak akan

berpengaruh pada bentuk fisik pada suhu kamar

dan stabilitas lemaknya.

3.4. Komponen menguap pada lemak sapi,

babi, ayam dan kambing.

Selain lemak celeng dalam penelitian ini

juga mencari asam lemak dalam bentuk metil

esternya untuk hewan lain. Pengambilan lemak

sama seperti yang dilakukan pada pengambilan

gajih pada lemak celeng. Lemak yang diperoleh

dilakukan derivatisasi menjadi bentuk metil

esternya yang selanjutnya diinjeksikan ke sistim

GC-MS.

3.5. Perbandingan komponen asam lemak

pada celeng, babi, ayam, sapi dan

kambing.

Parameter kualitatif pada kromatografi gas

adalah waktu retensi. Hasil antara Tr standar

dengan Tr celeng, babi, ayam, sapi dan kambing

apabila mirip maka menunjukkan jenis asam

lemak sesuai dengan standar.

Gambar 3. Perbandingan Waktu retensi (Tr) antara asam lemak standar dengan Tr asam lemak

celeng, babi, ayam, sapi dan kambing dengan kromatografi gas

Gambar 3 menyajikan data

perbandingan Tr standar dan sampel celeng,

babi, ayam, sapi dan kambing. Pada Gambar 3

terlihat bahwa semua waktu retensi jenis asam

lemak metil ester pada celeng, babi, ayam, sapi

dan kambing sangat dekat dengan Tr asam lemak

metil ester standar. Hal ini menunjukkan bahwa

jenis asam lemak pada sampel sama dengan

asam lemak pada standar. Semakin banyak

jumlah unsur karbon (C) semakin tinggi Tr nya.

Semakin banyak ikatan rangkap penyusun asam

lemak semakin kecil Tr.

Hasil analisis lemak pada babi, sapi jika

dibandingkan dengan peneliti sebelumnya oleh

Hermanto4 tidak berbeda jauh. Perbedaan asam

lemak celeng dengan babi dan ayam berdasarkan

gambar 2 bahwa celeng mengandung asam

lemak margarat sedangkan babi dan ayam tidak

terdeteksi. Penelitian sebelumnya Hermanto4

ayam dan babi mengandung asam margarat.

Kandungan margarat (C17:0) pada penelitian

Harmoko untuk babi 0,5% dan ayam sebesar

1,74%. Hal ini mungkin disebabkan bahwa

lemak margarat selama proses hilang karena

pemanasan, derivatisasi. Jadi sebenarnya antara

celeng, babi dan ayam mengandung jenis asam

lemak yang sama, hanya kuantitasnya yang

berbeda. Pada sapi dan kambing mengandung

lemak pentadekanoat dan asam arakidat. Celeng,

babi dan ayam tidak mengandung lemak


61

pentadekanoat dan arakidat. Asam arakidat

termasuk asam lemak jenuh. Jenis asam lemak

pada celeng, babi, ayam, sapi dan kambing

disajikan pada Tabel I.

Tabel I. Hasil perolehan prosentasi metil ester pada lemak babi, ayam, sapi dan kambing dengan

kromatografi gas

Metil ester Prosentase (%) metil ester

Celeng Babi Ayam Sapi Kambing

Laurat C12:0 0,71 1,43 0,32 0,84 0,43

Miristat C14:0 1,96 3,00 0,71 3,73 1,71

Pentadekanoat (C15:0) Ttd Ttd Ttd 0,53 0,33

Palmitoleat C16:1 2,14 1,37 6,83 0,40 0,495

Palmitat C16:0 19,61 18,55 27,39 25,94 18,03

Margarat C17:0 0,27 Ttd Ttd 0,41 1,87

Linoleat 18:2 8,46 8,17 11,12 1,15 0,665

Oleat C18:1 45,43 42,94 44,80 14,15 21,71

Stearat C18:0 14,37 9,68 5,01 34,57 35,94

Nonadekanoat (C20:0) Ttd Ttt Ttd ttd 0,35

Asam arakidat C21:1 Ttd Ttd Ttd 0,17 0,48

Berdasarkan Tabel I terlihat bahwa

celeng mempunyai asam oleat yang paling tinggi

(45,43%), kemudian selanjutnya ayam (44,80%),

babi (42,94%), kambing (21,71%) dan sapi

(14,94%). Selain oleat, asam linoleat termasuk

asam lemak tidak jenuh. Kandungan asam

linoleat yang paling tinggi adalah ayam (11,12),

celeng (8,46%), babi (8,17%), sapi (1,15%) dan

kambing (0,67%). Kandungan asam palmitoleat

yang tertinggi adalah ayam (6,83%), kemudian

celeng (2,14%) dan babi (1,37%). Jumlah

kandungan asam lemak tidak jenuh antara oleat,

linoleat dan palmitoleat maka yang paling tinggi

adalah celeng (56,03%), selanjutnya ayam

(55,92)% dan babi 51,11%.

Jika dilihat dari kandungan asam lemak

jenuh yang paling tinggi adalah sapi (66,29%),

kemudian kambing (58,59%), celeng (36,92%),

babi (32,66%) dan ayam yang paling sedikit

yaitu 33,43%. Jika dibandingkan kandungan

asam lemak jenuh pada ayam, celeng dan babi

menunjukkan celeng paling tinggi kandungan

asam lemak jenuh dan tidak jenuh. Sementara

pada babi kandungan asam lemak jenuh dan

tidak jenuhnya yang paling kecil. Ayam

kandungan asam lemak jenuh dan tidak diantara

babi dan celeng. Secara umum bahwa sifat fisika

kimia asam lemak ayam, babi dan celeng

mempunyai kemiripan dari jumlah kandungan

asam lemak jenuh dan tidak jenuh. Gambar 4

menyajikan jumkah total asam lemak pada

berbagai hewan.

Gambar 4. Jumlah total asam lemak pada celeng, babi, ayam, sapi dan kambing


62

Berdasarkan Gambar 4 bahwa jumlah

asam lemak total (asam lemak jenuh dan tidak

mampu mengelompokkan mampu

mengelompokkan selanjutnya ayam (89,35%),

babi (85,77%), sapi (81,99%) dan kambing

(81,81%). Jika dilihat dari jenis asam lemaknya

yang paling banyak adalah kambing (11 Jenis).

3.6. Principal Component Analysis (PCA) asam

lemak metil ester .

Analisis PCA digunakan data jenis asam

lemak. Variabel yang digunakan di dalam

analisis PCA adalah jenis hewan. Tipe matriks

yang dipilih adalah korelasi yang

menghubungkan antara jenis hewan dengan asam

lemak2. Analisis PCA dapat mengetahui

kemiripan antara asam lemak yang dipunyai oleh

masing-masing lemak celeng, babi, ayam, sapi

dan kambing. Hasil kemometrika PCA disajikan

pada Gambar 5. Gambar 5 menunjukkan bahwa

antara lemak celeng dan babi dekat, sedangkan

yang lain terpisah. Sehingga dengan

kemometrika PCA bahwa jenis asam lemak pada

ayam, babi, celeng, kambing dan sapi mampu

dikelompokkan.

Gambar 5. Score Plot hasil analisis PCA kambing dan sapi

KESIMPULAN Berdasarkan Hasil penelitian

menunjukkan bahwa asam lemak pada celeng

dengan menggunakan GCMS menghasilkan 8

jenis asam lemak yaitu : laurat (0,71±0,075)%,

miristat (1,96±0,114)%, palmitoleat

(2,14±0,074)%, palmitat (2,14±0,074)%,

margarat (0,27±0,024)%, linoleat

(8,46±0,114)%, oleat (45,43±0,339)%, dan

stearat (14,37±0,310)%. Kandungan total asam

lemak celeng sebesar 92,95%, dengan asam

lemak tidak jenuh 56,03% dan asam lemak jenuh

sebesar 36,92%. Dengan kemometrika Principles

Component Analysis (PCA) lemak celeng, ayam,

babi, sapi, dan kambing berhasil dikelompokkan.

Asam lemak celeng berdasarkan kemometrika

PCA sifatnya dekat dengan asam lemak babi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Aparicio, R., Morales, M.T., Aparicio-Ruiz,

R., Tena, N., dan García-González, D.L.

Authenticity of olive oil: Mapping and

comparing official methods and promising

alternatives. Food Research International.

2013;54: 2025–2038.

2. Bosque-Sendra, J.M., Cuadros-Rodriguez,

L., Ruiz-Samblas, C., and de la Mata, A.P.

combining Chromatography and

Chemometrics for the characterization and

authentication of fats and oils from

triacyglycerol compositional data-Areview.

Analytica Chimica Acta. 2012;724:1-11

3. Grob, R.I. Theory of Gas Chromatography,

dalam: Emeritus, R.L.G.P.D. essor,


63

Chemistry, E.F.B.P.D. essor of (Eds.),

Modern Practise of Gas Chromatography,

John Wiley & Sons, Ins. 2004; p. 23-63

4. Hermanto, S., Anna Muawanah., Rizkina

Harahap. Profil dan Karakteristik Lemak

Hewani (Ayam, Sapi dan Babi) Hasil

Analisa FTIR dan GCMS. 2008;102 – 109.

5. Isa, I.Penetapan Asam Lemak Linoleat dan

Linolenat Pada Minyak Kedelai Secara

Kromatografi Gas, Saintek. 2011;6 (1) : 1 -

6.

6. Kealey, D. And Haines, P.J. Instant Notes:

Analytical Chemistry. Printed by BIOS

Scientific Publishers Limited. 2002;26-53

7. Kumar, A., Lindley, M.R., and Mastana,

S.S. Atime efficient adaptation of GCiFID

method for analysis of PBMC lipid

composition. Journal of Biochemical

Trchnology. 2014;5:760-764.

8. Lobb, K., dan Chow, C. K. Fatty Acid Classification and Nomenclature, dalam

Chow, C. K., (Ed.) Fatty Acid in Foods and

Their Health Implications, 3rd edition CRC

Press, Boca Raton. 2007

9. Mursyidi, A. The Role of Chemical Analysis

in the Halal Authentication of Food and

Pharmaceutical Products. Journal of Food

and Pharmaceutical Sciences. 2013; 1

10. Park, J.R. and Lee, D.S. Changes in dry

matter, oil content and fatty acids

composition of avocado during harvesting

time and post-harvesting ripening period,

Food Chemistry. 2003;86: 79-83

11. Payne, J., C.M. Francis, K. Phillipps, S.N.

Kartikasari. Panduan Lapangan Mamalia di

Kalimantan, Sabah, Sarawak & Brunei Darussalam, The Sabah Society & WWF

Malaysia, Jakarta. 2000; hal :365

12. Rohman, A. dan Che Man, Y.B.

Authentication analysis of cod liver oil from

beef fat using fatty acid composition and

FTIR spectra. Food Additives &

Contaminants: Part A. 2011;28: 1469–1474.

13. Rohman, A. dan Che Man, Y.B. Application

of Fourier transform infrared (FT-IR)

spectroscopy combined with chemometrics

for authentication of cod-liver oil.

Vibrational Spectroscopy. 2011;55: 141–

145.

14. Rohman, A., Sugeng, R., and Che Man, Y.B.

Characterization of red fruit (Pandanus

conoideus Lam) oil. International Food Research Journal. 2012;19:563-567.

15. Ruiz-Samblas, C., Gonzalez-Casado, A.,

Cuaros-Rodriguez, L., and Garcia, F.P.R.

Application of selected ion monitoring to the

analysis of triacylglycerols in olive oil by

high temperature-gas chromatography/mass

spectrometry. Talanta. 2010;82:255-260.

16. Silalahi, J dan Siti Nurbaya. Komposisi

Distribusi dan Sifat Anterogenik Asam

Lemak dalam Minyak Kelapa dan Kelapa

Sawit, J Indon Med Assoc. 2011;61 (11) :

453 – 457.

17. Young, L.C., VanderWerf, E.A., Lohr, M.T.,

Miller, C.J., Titmus, A.J., Peters, D., dkk.

Multi-species predator eradication within a

predator-proof fence at Ka‘ena Point,

Hawai‘i. Biological Invasions. 2013;15:

2627–2638.

autentikasi lemak celeng dengan · pdf filedigunakan adalah lemak dan minyak. perbedaan...

Documents