bab iv hasil dan analisa -...

Bab IV

Hasil dan Analisa

4.1 Ekstraksi likopen dari wortel dan

pengukurannya dengan spektrometer

NIR

Ekstraksi likopen dari tomat dilakukan dengan

menggunakan pelarut aseton : metanol dengan

perbandingan 7 : 3 (v/v). Berdasarkan beberapa kali

ekstraksi jumlah pigmen yang berhasil terekstrak dari

1 kg tomat kurang dari 0,01 g. Jumlah tersebut tidak

cukup untuk digunakan untuk proses-proses

selanjutnya. Bila dilihat dari sisa ampas buah tomat

yang sudah diekstraksi, warna kuning kemerahan

masih nampak jelas. Hal tersebut menunjukkan bahwa

pigmen belum dapat terekstrak dengan sempurna.

Untuk mendapatkan pigmen yang lebih banyak, waktu

pengadukan pelarut dan buah tomat yangtelah

dihancurkan diperpanjang. Alat pengaduk pun dibuat

khusus sehingga dapat mengaduk dengan lebih efektif.

Percobaan juga melibatkan peningkatan jumlah

konsentrasi aseton. Namun masih saja hasil ekstraksi

kurang dari 1mg.

Proses selanjutnya adalah pengukuran spektrum

sampel dengan menggunakan spektrometer Near

24

Infrared (NIR). Mode yang dipakai dalam pengukuran

ini adalah reflektan. Spektrum reflektan aseton dapat

dilihat pada gambar 4.1.1 dibawah ini.

0,6

0,4

0,2

10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000Bilangan gelombang (cm-1)

Gb. 4.1.1 Spektrum reflektan aseton

Spektrum yang diperoleh dari spektrometer

adalah data dari reflektan atau pantulan dari sampel.

Data puncak yang terlihat dari sektrum tersebut

bukanlah puncak dari absorbansi sampel. Jika kita

ingin mengetahui data dari absorbansi sampel, data

reflektan harus diubah menjadi absorban dengan

menggunakan rumus A = log 1/R ( A= absorbansi, R =

reflektan). Hal ini dilakukan karena nilai absorbansi

pada NIR memiliki hubungan linier dengan kandungan

pada sampel. Spektrum NIR akan berbeda untuk

25

sampel yang mempunyai kandungan yang berbeda.

Perbedaan penyusun bahan ini dapat dilihat pada

puncak absorbansi spektrum nya[21]. Dengan

menggunakan rumus A=log (1/R), maka didapatkanlah

spektrum absorbansi untuk aseton seperti pada

gambar 4.1.2 berikut ini.

2

1


Gb. 4.1.2 Spektrum absorban aseton

Jika spektrum reflektan aseton dan absorban

aseton dibandingkan, maka dapat dilihat bahwa posisi

lembah pada spektrum reflektan merupakan posisi

puncak pada spektrum absorban. Oleh karena itu, kita

dapat menemukan puncak spektrum absorban dengan

melihat lembah spektrum reflektan. Bila kita ingin

mengetahui puncak pada spektrum absorban secara

lebih teliti, kita tidak bisa hanya melihat secara

langsung pada puncak-puncak dominan pada26

spektrum. Hal itu disebabkan karena ada

kemungkinan ditemukannya puncak pada bagian

spektrum yang landai yang merupakan kombinasi dari

beberapa puncak yang berdekatan. Untuk mengetahui

posisi puncak secara lebih teliti, cara yang digunakan

adalah dengan mencari turunan kedua dari spektrum

absorban tersebut.

Seperti yang sudah tertulis diatas, pelarut yang

digunakan dalam percobaan ini adalah aseton. Aseton

adalah keton yang paling sederhana. Keton yang

merupakan gugus karbonil, mepunyai regangan yang

sangat kuat pada daerah mid-infrared (4000-200 cm-1).

Walaupun overtone pertamamasih terdapat pada

daerah mid-infrared, tapi overtone kedua dapat diamati

pada daerah near-infrared. Overtone kedua ini cukup

lemah apalagi bila terdapat unsur air didalamya.

Walaupun begitu, masih ada beberapa anihidrat yang

mungkin berguna untuk menganalisa gugus karbonil

dengan spektroskopiNIR. Berdasarkan gambar

spektrum absorban NIR pada gambar 4.1.2, dapat

dilihat bahwa aseton mempunyai beberapa puncak

yang menojol, antara lain 5100 cm-1 dengan tambahan

ban yang terpisah pada 5260 cm-1 yang berhubungan

dengan C=O. Ikatan C-H pada metil dapat dilihat pada

puncak-puncak spektrum di daerah 5908, 5960 and

5771 cm-1. Puncak pada daerah 7242 dan 7370 dimiliki

27

oleh senyawa hidrokarbon, oleh karena itu kedua

puncak terpisah ini muncul pada aseton. Puncak pada

4142, 4188 dan 4638 cm-1 berhubungan dengan gugus

aril pada aseton.

Sebanyak 1 mg likopen yang telah dikeringkan

kemudian dicampurkan dengan 10 ml aseton dan

diukur spektrumnya dengan menggunakan

spektrometer. Gambar 4.1.3 adalah spektrum dari

campuran aseton-likopen. Pencampuran pigmen

dengan pelarut ini dilakukan karena jumlah pigmen

yang ada tidak mencukupi untuk pengukuran dengan

menggunakan pigmen saja.

2

1


Gb. 4.1.3 Spektrum campuran aseton dan likopen

Dalam spektrumcampuran ini, nampak

kontribusi besar dari aseton. Hal tersebut dapat

diketahui dari bentuk spektrum yang menyerupai

28

spektrum aseton. Spektrum ini mempunyai puncak

pada 5097 dan 5240 cm-1 yang berhubungan dengan

ikatan C=O. Puncak ini nampak karena aseton

merupakan suatu senyawa organik yang mempunyai

sebuah gugus karbonik (C=O) terikat pada gugus alkil

dan aril. Pada spektrum nampak jelas kontribusi

ikatan C=O dan C-H. C-H metil pada gugus karbonil

nampak pada bilangan gelombang 5908, 5962, 5771

dan 5623 cm-1. Sedangkan bilangan gelombang 4066,

4142, 4183 dan 4633 cm-1 berhubungan dengan C-H

aril. Jika dibandingkan antara spektrum aseton dan

campuran aseton –pigmen, dapat dilihat perbandingan

mencolok pada daerah 5500-5000 cm-1. Hal tersebut

menunjukkan bahwa kontribusi pigmen yang utama

adalah pada daerah tersebut, terutama pada panjang

gelombang 5242. Puncak pada bilangan gelombang

4000 cm-1, berhubungan dengan C-H mode regangan.

Untuk mendapatkan spekrum likopen saja maka

spektrum campuran tersebut disubtraksi dengan

spektrum aseton. Hal tersebut dilakukan untuk

menghilangkan kontribusi aseton dan mendapatkan

spektrum likopen saja. Gambar 4.1.4 merupakan

spektrum aseton yang diperoleh dari hasil subtraksi.

29

.

1

0


Gb. 4.1.4 Spektrum absorban likopen

Pada spektrum likopen tersebut nampak puncak

yang sangat kuat pada 5242 cm-1. Puncak ini

berhubungan dengan C-H yang dimiliki oleh senyawa

hidrokarbon alifatik. Likopen merupakan senyawa

hidrokarbon alifatik oleh karena itu, puncak C-H dapat

diamati disini. Beberapa noise juga muncul pada

daerah kurang dari 4500 cm-1. Beberapa puncak kecil

juga nampak pada daerah 5500-6000 cm-1 Dapat

dilihat juga daerah ban yang luas antara 6500-7500

cm-1.

Beberapa puncak dengan intensitas kecil

terdapat pada bilangan gelombang 4040, 4101 yang

berhubungan dengen senyawa hidrokarbon aromatik.

C-H aril nampak pada spektrum tersebut pada

bilangan gelombang 4157 dan 5976 cm-1. Hidrokarbon

30

alifatik juga nampak pada bilangan gelombang 4254

dan area antara 7020-7162 cm-1. Spektrum tersebut

merupakan spektrum likopen, dan puncak utama nya

terdapat pada 5242 cm-1.

Sebagai langkah awal untuk mencampurkan

pigmen dengan madu, maka dalam percobaan ini madu

digunakan sebagai campuran pigmen. Untuk

mendapatkan spektrum likopen, selain campuran

aseton-likopen diatas digunakan campuran likopen dan

madu. Langkah pertamayang dilakukan adalah

mengukur spektrum madu. Gambar 4.1.5 dibawah ini

merupakan spektrum dari madu.

2

1


Gb. 4.1.5 Spektrum absorban madu

Penyusun utama madu adalah karbohidrat, oleh

karena itu spektrum yang berhubungan dengan

karbohidrat nampak kuat pada 4762 dan 4393 cm-1

yang timbul karena kandungan glukosa pada madu.

31

Spektrum protein muncul pada bilangan gelombang

5921-6838 cm-1. Puncak pada 5921 cm-1 muncul

karena kandungan air dalam madu. Sedangkan daerah

4200-5200 cm-1 berkaitan dengan C-O dan C-C mode

regangan dari sakarida.

Sebanyak 2 mg pigmen kemudian dicampurkan

dengan 10 ml madu randu. Karena kedua sifat pigmen

dan madu bertentangan (madu=hidrofilik, likopen

=hidrofobik) maka keduanya sulit untuk tercampur.

Usaha telah dilakukan dengan mencampurkan pigmen

dengan minyak, tapi hasil nya tidak sesuai dengan

yang diharapkan. Oleh karena itu, dalam percobaan ini,

sebagai suatu langkah awal, maka pigmen likopen

hanya dicampurkan dengan madu secara langsung.

Tentu saja likopen tidak terlarut dalam madu, hanya

saja dengan pertimbangan spektrometer akan

mengukur spektrum campuran antara madu dan

likopen. Spektrum tersebut nanti dapat diproses

dengan menghilangkan spektrum madu untuk

mendapatkan spektrum likopennya saja.

Gambar 4.1.6 adalah spektrum dari campuran

madu dan pigmen. Bila dilihat pada spektrum tersebut

nampak spektrum madu sangat dominan. Kontribusi

air (5159 cm-1), protein (5909 dan 6844 cm-1) dan

glukosa (4393 dan 4762 cm-1 nampak kuat spektrum

ini.

32

2

1


Gb. 4.1.6 Spektrum absorban campuran likopen dan madu2

1


Gb. 4.1.7 Spektrum absorban likopen

Puncak-puncak yang berhubungan dengan madu

tersebut mendominasi spektrum campuran ini karena

konsentrasi pigmen sangatlah kecil. Untuk

mendapatkan spektrum likopen saja, cara yang sama33

dilakukan kembali. Spektrum dari campuran pigmen

dan madu kemudian disubtraksi dengan spektrum

madu. Hasil subtraksi ini dapat dilihat pada gambar

4.1.7 diatas.

Pada spektrum ini, tidak nampak secara jelas

kontribusi likopen, karena sebagian besar spektrum

menunjukkan kontribusi air (5150 cm-1) dan

karbohidrat (4763 and 4393 cm-1). Hal tersebut

menunjukkan bahwa metode kedua ini belum dapat

mencampurkan pigmen dengan sempurna sehingga

kontribusi pigmen sangat lah kecil. Walaupun begitu

masih nampak persamaan antara spektrum likopen

hasil subtraksi dengan aseton dan spektrum likopen

hasil subtraksi dengan madu. Persamaan antara kedua

spektrum tersebut adalah mempunyai puncakdi

sekitar 5200 cm-1. Hal tersebut menunjukkan bahwa

tinggi dugaan spektrum likopen terdapat pada daerah

tersebut. Beberapa perbedaan spektrum likopen dari

gambar 4.1.4 dan 4.1.7 antara lain nampak adanya

pergeseran ban pada daerah sekitar 5200 cm-1 dan

4300-4450 cm-1. Belum diketahui secara pasti apa

yang menyebabkan pergeseran ini. Kemungkinan band

shift ini disebabkan karena interaksi pelarut dengan

pigmen pada likopen yang diperoleh dari substraksi

aseton. Perbedaan diantara 4300-4450 cm-1 juga

kemungkinan besar terjadi karena perbedaan pelarut,

34

tapi juga ada kemungkinan hal ini disebabkan karena

terjadi sedikit perubahan pada sistem pengukuran

mengingat daerah sekitar 4500 cm-1 merupakan

daerah puncak untuk petri yang digunakan untuk

mengukur. Pada percobaan ini, petri yang digunakan

mengukur identik satu sama lain, jadi ada

kemungkinan sistem yang sedikit berubah karena

perubahan suhu, kesalahan pengukuran ataupun

kemungkinan lainnya.

Percobaan ini tidak bisa lanjutkan ke langkah

berikutnya karena jumlah pigmen yang tidak memadai.

Hal ini terjadi karena metode pengekstrakan likopen

yang dirasa kurang efektif. Untuk penelitian yang lebih

lanjut, sangat disarankan menggunakan metode yang

lain untuk mengekstrak likopen. Dalam penelitian

berikutnya, perlakuan yang sama kembali diulang

dengan menggunakan wortel.

4.2 Ekstraksi beta karoten dari wortel

Ekstraksi wortel dilakukan sesuai dengan

prosedur yang tertulis pada bab III. Percobaan

dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan jumlah

pigmen yangcukup untuk proses berikutnya.

Berdasarkan beberapa kali percobaan, hasil yang

diperoleh untuk ekstraksi 1 kg masing-masing buah

sangat lah sedikit kurang dari 0,02 g. Oleh karena itu

35

hasil ekstraksi tidak mencukupi jika akan digunakan

dalam proses berikutnya. Usaha yang sama telah

dilakukan untuk meningkatkan hasil yang sudah

diperoleh seperti menambah durasi pengadukan,

menggunakan pengaduk yang lebih baik dan mengganti

pelarut dengan aseton seluruhnya, namun hasilnya

masih kurang mencukupi. Sisa hasil ekstraksi juga

masih menunjukkan warna oranye yang jelas, hal

tersebut menujukkan bahwa pigmen tidak terekstrak

secara maksimal. Oleh sebab itu, penelitian ini

kemudian menggunakan sampel beta karoten murni

yang yang dibeli dari Sigma®, selain untuk menjaga

kemurnian nya juga untuk mencukupi jumlah yang

dibutuhkan untuk proses berikutnya.

Untuk penelitian lanjutan, perlu dicari cara lebih

efektif untuk mengekstrak beta karoten dari wortel,

maupun likopen dari tomat. Kedua sampel tersebut

dipilih karena kesediaannya yang melimpah disekitar

kita. Oleh karena keterbatasan hasil eksraksi maka

untuk percobaan berikutnya sampel yang digunakan

adalah beta karoten murni.

4.3 Uji foto stabilitas beta karoten dalam

pelarut heksana

Untuk mengetahui stabilitas pigmen dalam

campuran, maka perlu diketahui terlabih dahulu

36

stabilitas pigmen itu sendiri. Untuk mengetahui

stabilitas pigmen beta karoten dengan menggunakan

spektrometer NIR, maka beberapa cara dilakukan.

Cara pertama adalah mengukur stabilitas beta karoten

dalam pelarut dan cara kedua dilakukan tanpa pelarut.

Dalam bab ini akan dijelaskan pengukuran stabilitas

dengan pelarut.

Pelarut yang digunakan dalam penelitian ini adalah

heksana. Heksana dipilih karena sifatnya yang tidak

reaktif. Dalam pengukuran ini diharapkah kontribusi

pelarut dapat dihilangkan dengan metode subtraksi

seperti yang telah dilakukan sebelumnya.

Pengukuran spektrum pertama yang dilakukan

dengan spektrometer NIR adalah spektrum heksana.

Spektrum absorbansi heksana dapat dilihat dari

gambar berikut ini.

2

1


Gb. 4.3.1 Spektrum absorban heksana

37

Berdasarkan gambar diatas nampak bahwa

spektrum heksana dapat dibagi menjadi empat bagian

utama. Bagian pertama adalah puncak antara 4000-

4500 yang merupakan daerah kombinasi ban antara

overtone kedua dari ikatan pada C-H dan CH2 mode

regangan asimetrik dan mode vibrasi lainnya. Daerah

kedua adalah daerah antara 5000-6000 cm-1 yang

berhubungan dengan C-H mode vibrasi regangan.

Sedangkan daerah ketiga dan keempat yang walaupun

tidak sekuat daerah pertama dan kedua namun juga

merupakan kontribusidari C-H dari senyawa

hidrokarbon karena juga menunjukkan ikatan C-H.

Daerah 6500-7500 cm-1 merupakan C-H overtone

pertama sedangkan daerah 8000-8500 merupakan C-H

overtone ketiga. Secara keseluruhan spektrum tersebut

menujukkan ikatan C-H. Puncak yang sangat kuat

pada daerah 4334 cm-1 dimiliki olehhidrokarbon

alifatik. Ikatan C-H ini juga muncul pada 8392, 5909,

5872, 5808 dan 5678 cm-1. Sedangkan puncak yang

berkaitan dengan CH2 antara lain 8269, 7185 dan 7084

cm-1.

Sekitar 1 mg sampel kemudian dicampurkan

dengan 10ml heksana. Spektrum campuran tersebut

kemudian diukur dengan spektrometer NIR kemudian

diukur dengan spektrometer NIR dan didapatkanlah

spektrum seperti pada gambar dibawah ini.

38

2

1


Gb. 4.3.2 Spektrum absorban campuran heksana dan beta

karoten

Berdasarkan campuran tersebut nampak bahwa

kontribusi heksana sangat besar sehingga bentuk

spektrum secara keseluruhan nampak sangat mirip

dengan spektrum heksana. Disini juga nampak 4

daerah yang berhubungan dengan ikatan C-H. Puncak

pada 4334 cm-1 juga nampak sangat kuat pada

spektrum. Secara keseluruhan spekrum nampak ikatan

C-H pada metil dan CH2 sangat yang sangat dominan.

Untuk mengetahui spektrum beta karoten, maka

spektrum campuran tersebut kemudian disubstraksi

dengan menggunakan spektrum heksana. Berikut

adalah spektrum beta karoten hasil subtraksi tersebut.

39

.

1

4334

4406

4257

41784100

4065

4700 4000

0


Gb. 4.3.3 Spektrum absorban beta karoten dengan pembesaran

pada daerah 4000-4700 cm-1

Berdasarkan spektrum tersebut nampak jelas

bahwa kontribusi beta karoten sangat kuat pada

daerah antara 4000 sampai 4500 cm-1. Dimana daerah

tersebut merupakan daerah kombinasi ban antara C-H

dan beberapa mode vibrasi dari CH2 Dalam spektrum

tersebut juga nampak bahwa tidak ada puncak pada

daerah 5000-10000 cm-1. Hal tersebut bukan berarti

bahwa kontribusi beta karoten hanya ada pada daerah

sekitar 4000-4500 cm-1 saja, namun tinggi dugaan

bahwa tidak semuapuncak dapat diamati karena

intensitasnya yang kecil. Berdasarkan jumlah beta

karoten yang dipakai dalam larutan,maka ada

kemungkinan sebenarnya beta karoten juga

mempunyai puncak diantara 5000-10000 cm-1 hanya

40

saja dalam pengukuran ini ban tersebut sangat lemah

dibanding ban antara 4000-4500cm-1 sehingga tidak

teramati.

Pada spektrum beta karoten tersebut nampak

puncak kuat pada 4334 cm-1 yang merupakan

kontribusi dari ikatan C-H. Ban tersebut mempunyai

puncak kecil didekatnya yang juga masih berhubungan

dengan C-H yaitu pada daerah 4264 cm-1. C-H aril

aromatik (4210 cm-1) juga mempunyai kontribusi dalam

spektrum ini walaupun tidak sekuat pada C-H. Puncak

pada 4093 cm-1 berkaitan dengan hidrokarbon

aromatik dan 4073 muncul dari hidrokarbon alifatik.

Berdasarkan spektrum ini, maka pada percobaan

berikutnya akan diukur foto stabilitas dari pigmen.

Sebagai fokus pembahasan akan dilihat pada daerah

4000-4500 karena pada daerah ini berhubungan

dengan beta karoten.

Uji fotostabilitas dilakukan dengan menggunakan

alat seperti yang dijelaskan pada bab III. Dengan

menggunakan heksana, pengukuran stabilitas hanya

bisa dilakukan dalam jangka waktu kira kira 1jam,

mengingat bahwa pelarut akan menguap. Dari

spektrum terlihat bahwa sampai dengan 1 jam masih

terdapat pelarut dalam sampel walaupun bila dilihat

dengan mata sudahhanya endapan yang tersisa.

Jumlah pelarut yang berubah ini tentu saja akan

41

menghasilkan spektrum absorbansi yang berbeda pula.

Maka dalam analisa ini, setiap sampel akan disubtraksi

dengan spektrum dasar heksana dengan ratio yang

disesuaikan dengan spektrum hasil.

Berikut ini adalah spektrum yang diperoleh setelah

pengukuran selama 1 jam dengan interval 10 menit.

Pengukuran dilakukan pada saat 0 menit (mula-mula),

10 menit, 20 menit, 30 menit, 40 menit, 50 menit dan

60 menit. Intensitas cahaya yang digunakan adalah

350 lux.1


Gb. 4.3.4 Spektrum absorban campuran heksana dan beta

karoten untuk durasi 0-60 menit

42

Setelah dikurangi dengan spektrum heksana, spektrum

beta karoten dapat diperoleh. Gambar 4.3.4 merupakan

spektrum beta karoten yang diperoleh untuk durasi 0-

60 menit.

0,1

0


Gb. 4.3.5 Spektrum absorban beta karoten untuk durasi 0-60

menit

Berdasarkan spektrum tersebut nampak bahwa

satu spektrum berbeda dengan yang lain. Spektrum

berwarna biru yang terdapat pada puncak tersebut

merupakan spektrum yang diambil untuk fotostabilitas

50 menit. Hasil tersebut menunjukkan adanya

kesalahan dalam pengukuran spektrum. Kemungkinan

penyebab error yang lain adalah penggunaan referensi

eksternal dan internal yang salah dalam pengukuran

spektrum.

43

Spektrum tersebut kemudian dicari turunan

keduanya untuk pengaruh penyinaran untuk terhadap

stabilitas spektrum.

Gb. 4.3.5 Turunan kedua spektrum beta karoten dengan

pembesaran daerah 4300-4350 cm-1

Berdasarkan spektrum tersebut dapat diamati pada

puncak 4334 cm-1 yang sebelumnya ditemukan sebagai

puncak yang berkaitan dengan beta karoten, intensitas

pada setiap pengukuran berbeda satu sama lain. Pada

nampak hasil dari Intensitas terkecil ke adalah 50, 60,

30, 40, 0, 20 dan 10 menit. Hasil tersebut

menunjukkan urutan yang tidak beraturan. Hasil

serupa ditemukan untuk daerah yang lain (Gb.4.3.6)

seperti pada puncak 4264 cm-1 yang berhubungan

dengan ikatan tunggal pada C-H. Urutan dari Intensitas

rendah ke tinggi adalah 50, 60, 30, 40, 0, 20 dan 10

menit. Sedangkan pada daerah 4178 cm-1 yang

44

berhubungan dengan C-H aril dan C-H aromatik

(Gb.4.3.7) nampak urutan dari intensitas besar ke kecil

adalah 0, 10, 20, 30, 40, 60, 50. Nampak bahwa

spektrum pada 0 dan 10 menit; 30 dan 40 menit sangat

dekat satu sama lain dan hampir tumpang tindih.





45

Berdasarkan hasil tersebut terlihat bahwa pola

degradasi spektrum pada puncak 4178 cm-1 nampak

teratur dengan error pada pengukuran menit ke 50.

Hasil menunjukkan pengurangan intensitas dengan

bertambahnya durasi penyinaran. Sedangkan pada

puncak 4334 dan 4264 nampak bahwa degradasi

pigmen tidak tersebut masih terlihat bahwa degradasi

nampak tidak seteratur pada daerah 4178 cm-1.

Walaupun demikian dapat dilihat ada kecenderungan

yang serupa. Bertambahnya durasi penyinaran

menununjukkan berkurangnya intensitas pada

bilangan gelombang yang bersesuaian. Bila dilihat

dengan lebih teliti, ada tiga kelompok dalam hasil

tersebut, 50 dan 60 menit, 30 dan 40 menit dan 0, 10

dan 20 menit. Dari hasil pengukuran nampak

hubungan bahwa Intensitas (I) pada menit-menit

pengukuran adalah ܫ �� ܫ

�� < ܫ �� ܫ �

� <ܫ

ܫ, �� ,�� ܫ

��. Seperti yang dijelaskan diatas

spektrum

pada menit 30 dan 40 hampir tumpang tindih sehingga

intensitas hampir sama, begitu pula untuk pengukuran

0, 10 dan 20 menit. Sedangkan terdapat kesalahan

dalam pengukuran 50 menit sehingga spektrum

nampak sangat berbeda dengan yang lain. Dalam

pengukuran dalam jangka yang pendek atau sekitar 10

menit, tidak diamati adanya banyak perbedaan

sehingga hasil menunjukkan spektrum yang hampir

sama. Sehingga untuk pengukuran lebih lanjut, lebih

baik bila intensitas cahaya durasi pengukuran

ditingkatkan. Dalam percobaan ini dapat ditunjukkan

bahwa spektrometer NIR dapat digunakan dalam

mengukur fotostabilitas pada pigmen.

4.4 Uji fotostabilitas beta karoten tanpa

pelarut

Untuk mengetahui kestabilan pigmen terhadap

oksidasi maupun cahaya, maka sebelum pigmen

tersebut dicampurkan dengan madu, ataupun bahan

lainnya maka kestabilan pigmen itu sendiri harus

diketahui. Setelah uji fotostabilitas dilakukan dengan

bersamaan dengan pelarut, maka dalam percobaan ini

uji foto stabilitas dan oksidasi akan dilakukan tanpa

setelah pelarut diuapkan. Jika memungkinkan, akan

lebih efektif bila pigmen diukur secara langsung dalam

bentuk serbuk mengingat spektrometer NIR dapat

mengukur sampel baik padat, cair, gel, tablet ataupun

serbuk. Jika pigmen diukur secara langsung akan

nampak bahwa spektrum pigmen akan didapatkan

tanpa harus melakukan perlakuan lebih lanjut. Sampel

NIR akan optimal jika ketebalan sampel sekitar10 mm.

Untuk menyediakan pigmen yang setebal 10 cm untuk

diameter petri sekitar 10 cm tentu saja membutuhkan

biaya yang tidak sedikit oleh karena itu dalam

47

percobaan ini dilakukan dengan bantuan pelarut.

Percobaan dilakukan dengan mencampur 25 mg

beta karoten dengan 10 ml heksana. Setelah larutan

tercampur secara homogen, larutan tersebut kemudian

dituangkan kedalam petri. Larutan diuapkan untuk

mendapatkan endapan betakaroten yang merata

diseluruh permukaan petri. Penguapan membutuhkan

waktu sekitar 1 jam. Dan endapan kemudian dicek

dengan spektrometer NIR untuk memastikan tidak ada

larutan heksana yang tertinggal. Oleh karena pigmen

tersebut harus diuapkan sekitar satu jam hingga dapat

dihilangkan seluruh pelarutnya. Hal tersebut

memungkinkan adanya pengaruh oksidasi dan juga

degradasi pigmen oleh pelarut. Untuk mengetahui

perbedaan nya, campuran heksana dan beta karoten

yang lain telah disimpan selama satu hari. Berdasarkan

gambar pada lampiran dapat terlihat jelas adanya

pemucatan warna larutan yang menunjukkan adanya

degradasi pigmen.

Gambar 4.4.1 adalah spektrum dari petri kosong.

Spektrum ini perlu diukur untuk mendapatkan

spektrum beta karoten saja. Dari spektrum tersebut

terlihat bahwa puncak spektrum melebar dari 4000-

4800 cm-1, tanpa ada tambahan ban pada bilangan

gelombang lainnya. Setelah seluruh pelarut menguap,

spektrum dari beta karoten kemudian diukur.

48

0,2

0

-0,210000 9000 8000 7000 6000 5000 4000

Bilangan gelombang (cm-1)

Gb.4.4.1 Spektrum absorban petri kosong

0,2

0


Gb.4.4.2 Spektrum absorban beta karoten dan petri

Gambar 4.4.2 berikut merupakan spektrum dari

beta karoten. Jika dilihat dari bentuk spektrumnya

saja, nampak sama dengan petri kosong. Hal tersebut

49

6500 4000

menunjukkan bahwa kontribusi pigmen yang diukur

sangat lemah konsentrasinya. Namun hal tersebut

tidak berarti spektrum beta karoten tidak dapat

diperoleh, dengan mengurangi spektrum beta karoten

dengan petri kosong maka didapatkanlah spektrum

pada gambar 4.4.3.

0,2

0,1


Gb.4.4.3 Spektrum absorban beta karoten dengan

pembesaran pada area 4000-6500cm-1

Gambar 4.4.3 menunjukkan spektrum beta

karoten tanpa kontribusi dari petri. Puncak kuat pada

4336 cm-1 berhubungan dengan mode vibrasi C-H pada

beta karoten. Selain puncak utama, muncul pula

beberapa puncak lain yang lebar dan lemah antara lain

puncak pada 5864 cm-1 yang muncul karena

kontribusi CH3 metil. pada bilangan gelombang 5195

50

cm-1 nampak kontribusi dari ikatan 0-H hal tersebut

menunjukkan bahwa sampel telah teroksidasi. Selain

itu, daerah pada bilangan gelombang sekitar 4625 cm-1

muncul karena kontribusi C-H aromatik dan C-H aril.

Hasil yang diperoleh pada percobaan ini selaras dengan

hasil yang diperoleh pada percobaan menggunakan

pelarut pada sub bab 4.3 Bahwa kontribusi beta

karoten yang terbesar nampak pada bilangan

gelombang sekitar 4334 yang berkaitan dengan ikatan

C-H.

Uji stabilitas sampel untuk mengetahui pengaruh

cahaya terhadap kestabilan pigmen dilakukan dalam

jangka waktu pendek dan panjang. Pendek berarti

kurang dari 24 jam dan panjang berarti 8 hari. Jangka

waktu ini merupakan pengukuran maksimal yang bisa

dilakukan untuk uji stabilitas karena rangkaian yang

digunakan untuk penyinaran tidak bisa digunakan

untuk jangka panjang. Setelah hampir8 hari

pengukuran nonstop lampu akhirnya padam.

Diperkirakan waktu padamnya adalah malam hari,

sehingga telah beberapa jam sampel dibiarkan tanpa

penyinaran, sehingga pengukuran sampel harus

diakhiri. Sampel selalu diekspos cahaya dengan

intensitas 1800 lux. Saat tidak diukur, sampel ditutup

dengan plastik untuk meminimalisasi pengaruh

oksidasi. Lempeng reflektan juga tidak diubah ubah,

51

0,1

0

untuk memastikan pengukuran selalu dalam kondisi

yang sama dan posisi yang sama. Petri juga ditandai

seperti berikut ini untuk memastikan petri selalu

dimasukan dalam posisi yang sama.

Perilaku yang sama juga diberikan saat

pengukuran sampel untuk mengukur pengaruh

oksidasi. Pengukuran dilakukan selama 17 hari.

4.4.1 Uji fotostabilitas beta karoten

Uji fotostabilitas dilakukan dengan menyinari

sampel dengan intensitas cahaya 1800 lux dalam

jangka waktu 0 jam (mula-mula), 1 jam, 2 jam, 3 jam, ,

4 jam, , 5 jam, 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari, 7 hari dan

8 hari. Spektrum yang diperoleh untuk semua

pengukuran dapat dilihat pada gambar 4.4.4 dibawah

ini.


Gb.4.4.4 Spektrum beta karoten setelah disubtraksi

Setelah disubtraksi dengan spektrum petri maka

52

diperolehlah spektrum hasil uji fotostabilitas beta

karoten seperti pada gambar 4.5.5. Spektrum dipilih

pada area 4000-6500 cm-1 karena area selain tersebut

terdapat puncak-puncak spektrum. Seperti yang telah

dijelaskan sebelumnya, daerah yang akan diobservasi

adalah 4336, 4625, 5195 dan 4625 cm-1.

1


Gb.4.4.5 Spektrum beta karoten

Untuk mengetahui pengaruh penyinaran

terhadap pigmen, maka akan dilihat intensitas dari

puncak masing-masih pengukuran. Hal ini dilakukan

karena intensitas pada spektrum absorban mempunyai

hubungan linier dengan kandungan pada sampel. Tabel

berikut ini menunjukkan urutan intensitas pada

masing-masing pengukuran dimulai dari intensitas

tertinggi menuju intensitas terendah.

53

Tabel 1 Urutan intensitas (dari tinggi ke rendah) hasil uji

fotostabilitas pada panjang bilangan gelombang tertentu.

Urutan ke

Bilangan gel (cm-1)

4336 4625 5195 58641 0 jam 0 jam 0 jam 0 jam2 1 jam 1 jam 1 jam 1 jam3 3 jam 4jam 4jam 4jam4 4jam 5jam 5jam 5jam5 5jam 3 jam 3 jam 3 jam6 2 hari 2 hari 2 hari 2 hari7 4 hari 4 hari 4 hari 4 hari8 3 hari 3 hari 3 hari 3 hari9 7hari 7hari 7hari 7hari10 1 hari 1 hari 1 hari 1 hari11 8hari 8hari 8hari 8hari

Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa urutan

intensitas yang diperoleh tidak beraturan. Fotostabilitas

pigmen tidak dapat diamati dengan menggunakan cara

yang digunakan pada percobaan ini. Dalam usaha

untuk uji fotostabilitas nampaknya bahwa terdapat

pengaruh oksigen. Oleh karena itu, dalam percobaan

selanjutnya akan diuji tentang kestabilan pigmen

terhadap pengaruh oksigen.

4.4.2 Uji pengaruh oksidasi beta karoten

Uji oksidasi dilakukan dengan meletakkan

sampel pigmen di ruangan pengukuran sehingga

sampel dapat terekspos dengan udara disekitar nya. Uji

pengaruh oksidasi ini dilakukan dalam jangka waktu 1,

7, 10, 11, 12, 13, 14, 17 dan 18 hari. Spektrum yang

diperoleh sebelum dikurangi spektrum petri dapat54

dilihat pada gambar 4.4.6. dan spektrum hasil

pengurangan dengan petri pada gambar 4.4.7

0,3

0


0,13

0,10

Gb.4.4.6 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi sebelum

dikurangi petri


Gb.4.4.7 Spektrum beta karoten pada uji oksidasi setelah

dikurangi petri

55

Gambar 4.4.7. menunjukkan bahwa spektrum

hasil pengaruh oksidasi ini nampak sama dengan uji

fotostabilitas. Puncak-puncak yang sama dengan

antara lain puncak kuat pada 4334 cm-1 (C-H)dan

puncak-puncak lemah dan luas pada daerah sekitar

5872 (C-H metil), 5211(0-H) dan 4655 cm-1 (C-H aril).

Hal tersebut menunjukkan bahwa uji oksidasi pun

tidak lepas dari pengaruh cahaya. Sehingga dalam

kedua uji pengaruh satu sama lain tidak terelakkan.

Salah satu yang menjadi alasan adalah ruang

penyimpanan pigmen tidak sepenuhnya ruang gelap.

Masih ada beberapa cahaya yang masuk pada sela-sela

ruangan tersebut. Untuk mengetahui pengaruh

oksidasi terhadap pigmen maka intensitas masing-

masing pengukuran akan dibandingkan. Intensitas

diurutkan dari terbesar menuju terkecil. Hasilnya dapat

dilihat pada tabel 1 dibawah ini.

Tabel 2 Urutan intensitas dari tinggi ke rendah pada uji oksidasi pada panjang gelombang tertentu.

Urutan ke

Bilangan gel (cm-1)

4334 4655 5211 58721 1 hari 1 hari 1 hari 1 hari2 10 hari 10 hari 10 hari 10 hari3 11 hari 11 hari 11 hari 11 hari4 14 hari 17 hari 17 hari 17 hari5 17 hari 7 hari 7 hari 7 hari6 7 hari 13 hari 13 hari 13 hari7 13 hari 14 hari 14 hari 14 hari8 18 hari 18 hari 18 hari 18 hari9 12 hari 12 hari 12 hari 12 hari

56

Berdasarkan urutan tersebut nampak bahwa

pada uji pengaruh oksidasi ini tidak nampak korelasi

linier antara penambahan durasi oksidasi dengan

kandungan pada spektrum. Secara garis besar dapat

disimpulkan bahwa dengan cara yang digunakan,

pengaruh oksidasi dan cahaya tidak dapat diamati

dengan baik. Ada beberapa hal yang menjadi alasan

ketidak berhasilan pengukuran ini, antara lain: 1.

sampel tidak sepenuhnya terisolasi dari pengaruh

cahaya dan oksigen; 2. Ketebalan sampel dalam

pengukuran kurang dari 10 mm sehingga kontribusi

pigmen dalam spektrum dirasa lemah; 3. alat yang

digunakan untuk fotostabilitas kurang efektif; 4. Ada

kemungkinan pengaruh panas selain oksigen dan

cahaya.

Langkah berikutnya untuk percobaan ini adalah

pencampuran beta karoten dengan madu untuk diuji

fotostabilitas nya. Hasil penelitian sebelumnya

menunjukkan bahwa hasil pencampuran madu dan

pigmen tadi tidak dapat digunakan untuk

mendapatkan spektrum murni pigmen. Salah satu

penyebabnya adalah belum ditemukannya cara untuk

mencampur madu secara homogen. Selain itu, sistem

untuk pengukuran fotostabilitas dan oksidasi perlu

diperbaiki. Untuk penelitian lebih lanjut perlu

dipikirkan beberapa cara yang lebih efektif untuk

57

mengekstrak pigmen, pencampuran pigmen dan uji

stabilitas maupun oksidasi pigmen. Penelitian yang

telah penulis lakukan adalah suatu percobaan

pendahuluan yang perluuntuk diteruskan dan

diperbaiki kekurangan nya.

58

bab iv hasil dan analisa -...

Documents