l4 artzlo-ya,,tf

fir*P'RO SEDI N G SE MII{AR NASJON AL

Penelitian, Pendidikan dan Penerepan MIPA

30 Mei 2008, R. Seminar FMIPA UNY, Yogyakarta

ISBN : 978-979-99314-3-6

Editor:

----::-_r* .e"*.g's" it Il l+q'i*-'"{ ,lt I

\ f-&.r:ss--'* ,

Dr. HartonoDr. Heru KuswantoDr. SuyantaDr. Heru Nurcahyo

Penyunting:Dr. Endang Widiaianti LFXAgus Purwanto, llf'ScAlurftadl, S,SiTri Atmanto, M.Si

Artikeldalam prosiding initelah dipresentasikan dalam Seminar Nasional HasilPenelitian; Pendidikan dan Penerapan MIPA pada 30 Mei2008 di FMIPA-UNY-

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEG.ERI YOGYAKARTA

TAHUN 2OO8

Optimasi Waktu Reaksi .

I s j*;-'-I _ *,\Jj_r.!L j

Sri Handavani

OPTIMASI WAKTU RT,AKSI DALAM ANALISIS KADAR OMEGA.3 SECARATITRASI ALKALIMETRI

Sri Handal'uni.Iurdik Kimia FMIPA UNY

AbstrakPenelitian ini berhrjuan untuk mengetahui kadar asam lemak omega-3 pada

variasi wakfu, dan menentukan waktu reaksi yang memberikan hasil terbaik.setiap

Analisis asam .lemak omega-3 secara titrasi alkalimetri dilakukan dengarimengoksidasi sempurna sampel minyak menggunakan oksidator kalium permanganatdalam suasana asam. Reaksi oksidasi dibantu dengan katalis transfer fasa polisorbat.Refluks dilakukan dengan variasi waktu 30, 60,90,120 dan 150 menit, masing-masiagdilakukan secara triplo. Setelah refluks selesai, dingir*an dan.disaring untuk memisairiianparaffin dan endapan hasil reaksi samping. Gugus tenninal omega-3 akan teroksidegimembentuk asam propanoat yang dapat dipisahkan secara distilasi. Distilat dititrasi denganNaOH un& menentukan kadar asam prop..gnoat yang selanjutnya digunakan untukmenghitung kadar asam lemak omega-S*

reaksi berturut-turut17,85Yo. Waktu reaksi

dalam setiap variasi waktu8Yo, 2l,l6Yo, 21,680 dan

menyebutkan bahwa- asam lemak

penyusunnya. Secarabaik dibanding asam

kesehatan yang lebihaisam lemak-asam lemak

esensial yang peranannya ial tersebut antara lainasam lemak omega-3 PUF 2002). Asam lemakomega-3 yang paling banyak ixii lfa*uu:sF;ii,i8ffif

ii.: :.ri.+.l' .:{:i.t,.-,i}i*r .._.-yang dapat menyembuhkan

p.nyukit aterosklerosis (penyempitan dan p.ng"l** pembuluh darah) trombosis(penggumpalan darah), hipertensi, bebeiapa tipe kanker (Nelson, 2001), antiinflamasi,meningkatkan kekebalan tubuh (Simopoulos, 2002) dan menurunkan resiko kematianmendadak serta resiko penyakit jantung koroner (Foody. 2003). DIIA dan ARA (Asamarakidonat) juga diketahui amat penting dalam perkembangan sistem saraf otak dan indr'::penglihatan (Nurj anah, 2002\.

Asam lemak ornega-3 sangat penting bagi kesehatan, sehingga bahan-bahanmakanan yang banyak dikonsumsi perlu dianalisis kadar asam lemak omega-3 nya. Metodeanalisis asam lemak omega-3 saat ini adalah dengan alat kromatografi gas (GC) ataukromatografi gas - spektrometri massa (GC-MS) melalui proses transesterifikasi (Rubinsondan Hilver! 1997). Metode tersebut dapat menganalisis komposisi asam lemak pada suatusampel lemak dengan cukup akurat pada berbagai lemak Kristianingrum dan Handayani(2003) telah menggunakan metode ini untuk menganalisis asam lemak omega dalamdaging bekicot. Handayani (2003) menganalisis asam lemak pada minyak babi denganmetode yang sama Kelemahan dari metode tersebut adalah merupakan metode yangmahal. Alat kromatografi gas - spektrometer massa adalah alat yang mahal dan biayaoperasionalnya juga mahal, ditambah dengan perlakuan transesterifikasi yang memerlukan

Sentinar Nasionql Penelitian, Pendidikon dan Penerapan h{IPAYogtakarta, 30 Mei 2008

K-110

Sri Handayani

pereaksi yang relatif mahal. lnterprelasi data dan perhitungannya relalif sulit dilakukan

oleh operator yang bukan ahli kimia. Analisis rutin asam lemak omega-3 menjadi tidak

efisien dengan metode gas kromatogrfi - spektrometri massq sehingga diperlukan metode

;ang lebih sederhana yang dapat dilakukan dengan mudah, cepat, dan murah.

Analisis kadar asam lemak omega-3 dapat ditentukan dengan cara titrasi alkalimetriterhadap asam propanoat hasil oksidasi dari kapsul omega-3. Dari hasil penelitian

pendahuluan yang telah dilakukan, didapatkan hasil dengan reproducibility dan

iepeatability yang cukup bagus (Handayani & Budirnarwanti, 2005). Metode tersebut

masih perlu dikembangkan lagi dengan optimasi kondisi reaksi untuk menyempurnakan

reaksi sehingga metode tersebut dapat digunakan sebagai metode rutin. Salah satu

parameter yang perlu diperbaiki dari metode tersebut adalah waktu reaksi. Biasanya reaksi

organik membutuhkan waknr yang relatif lebih lama dari reaksi yang lain. Analisis kadar

omega-3 ini sangat dipengaruhi oleh reaksi oksidasi alkena dalam trigliserida*"ngguout* kalium permanganate. Oleh karena itu reaksi oksidasi harus berjalan

sempurna" sehigga membutuhkan waktu yang cukup lama Oleh karena itu dalam usulan

p"tt"tltian ini akan dilakukan variasi waktu reaksi oksidasi sampel trigliseridamenggunakan oksidator kalium lam-penentuan kadar omega-3.

r ,."9

Asam lemak omega-3Asam lemak mempunyai beberapa

ikatan rangkap, ikatan nomor 3 dihitung darirri rantai asam lemak.gugus metil omega G

lkatan rangkap beri dari ikatan rangkap

sebelumnya. Contoh (Cl8:3, n-3), asamosaheksaenoat DHA

(C22:6, n-3) (NAsam lemak c EPA dan DHA.

Berbagai penelitian kesehatan antara lain

dapat mencegah penyaki )rasan pembuluh darah)kanker (Nelson, 2001).trombosis (penggrunpalari

l3 sebagai antiinflamasi danSimopoulos (2002) mel) melaporkan asam lemak omega-resiko penyakit jantung koroner.

DHA dan ARA (Asam arakidonat) juga diketahui amat penting dalam perkembangan

sistem saraf otak dan indra penglihatan (Nurjanah, 2002).

Oksidasi asam lemak ome{g-3Asam lemak omega-3 adalah asam lemak tak jenuh jarnak dengan ikatan rangkap

pada atom C nomor 3 dari rantai akhir (omega). Ikatan rangkap berikutnya berjarak 3 atom

C. dengan diselingi oleh metilen (-CH2-) (Lehninger, 1993). Rantai alkil asam lemak

dengan ikatan rangkap dapat dipandang sebagai alkena, yaitu dapat mengalami reaksi-

reaksi kimia seperti pada alkena. Alkena dapat mengalami reaksi oksidasi sempurna pada

ikatan rangkapnya membentuk potongan asam karboksilat pada posisi ikatan rangkap

(Fessenden dan Fessenden" 1997),Sebagai contoh reaksi oksidasi asam lemak omega-3 adalah reaksi oksidasi asam

linolenat sebagai berikut :

meningkatkankekebalantubuti:Sqfl€fi-ffiFo'ord j'(20q33 terhadap penurukan resiko tematian':ffidfididak serta

Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan I'llPAYoEyakarta. 30 Mei 2008

fu"'ii 1riI asam

K-lll

Oplimasi lYaktu Reafui Sri Handayani

CH3-CH2-{H{H-CH2-CH{H-CH2-CH{H-CHz-CHz-CF{z-CHz-CHz-CHz-CHz-cooH oEg*'->

CH3-CH{OOH + 2 HOOC-CH2-COOH + HOOC-CHz-CH z-CHz-CHz-CHz-CHz-cH?-cooH

Oksidator yang dapat digunakan pada oksidasi alkena untuk membentuk asam karboksilatadalah KMnOq panas pada suasana asam {Fessenden dan Fessenderl 1997). Dari reaksitersebut dapat dilihat bahwa produk asam propanoat adalah produk yang khas dihasilkandari asam lemak omega-3. Asam prapanoat memiliki titik didih l4loc (Fessenden danFessenden. 1gg7), sedangkan produk reaksi lainnya merupakan senyawa dengan dua gugus

karboksilat yang bertitik didih tinggi sehingga dapat dipisahkan secara distilasi. Pemisahanasam lemak rantai pendek dari suatu sampel minyak secara distilasi identik dengan metodeReichert Meisel, yaitu metode untuk mentukan kadar asam butirat dan kaproat dalam suatuproduk minyak atau lemak seperti mentega atau margarin (Winamo, 2002\.

Metode titrasi alknlimetriMetode titrasi atau disebut merupakan bagran utama dari kimia

analitilq perhitungannya di i sederhana dari reaksi-reaksi kimia. Pada titrimetri molekul pereaksi dalam titranyang ditambahkan sedikit titran merupaka larutanstandar yang Titik ekivalen diketahuidengan suatu indikator. titik ekivalen sedekatmungkin dengan merupakan aspek

Underwood, 1990).Titrasi yang bidang kimia.

Titrasi asam basa di suatu reaksi. Suatugrafik tihasi. Grafikreaksi dapat diuji

titrasi adalah grafik hbermanfaat pada pemil

iter titran. Grafik jugaakan ditunjukkan oleh

perubahan besar pH, €I-Ur lemah dengan basa kuatyang akan mengalarni titik? prIi8-1 lee0).

'r::a: . .

Metode PenelitianA I at - al at y on g D i gunakan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah : neraca analitis, seperangkatalat refluks. seperangkat alat distilasi. alat titrasi. dan alat-alat gelas lainnvaBahan-bahan yang Digunahnn ;

Bahan-bahan yang digunakan adalah kapsul standar omega-3, sampel minyak ikanyang mengandung asam lemak omega-3, parafin, kalium permanganat lAYo, asam sulfat107o. natrium hidroksida" asam oksalat. katalis transfer fasa polisorbat, asam propanoat,Indikator pp, etanol, dan akuades.

Prosedur KerjaContoh minyak ditimbang teliti dimasukkan kedalam labu alas bulat dan ditambah

l0 mL parafin, kemudian ditambah dengan larutan kalium p€rmanganat-asam sulfat dalamair. Agar dapat terjadi reaksi ditambahkan katalis translbr fasa polisorbat. Campumndirefluks hingga terjadi reaksi oksidasi sempurna dengan variasi waktu reaksi selama 30,6A, 90, 120 dan 150 menit. Setelah refluks campuran didistilasi dengan menggunakan alatdistilasi sesuai dengan metode Reichert Meissel. Distilat dititrasi dengan larutan standar

luga

Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPAYog;akarta, 30 lv{ei 2008

K-l l2

Olttimasi Wahu Reaksi ... Sri Handayani

NaOH yang telah distandardisasi dengan asam oksalal Faldor recovery ditentukan dengan

cara mendistilasi asam propanoat dengan jumlah yang telah diketahui pada kondisi distilasiyang sama. Hasil yang diperoleh dititrasi dengan NaOH (a). Selanjutnya dilakukan juga

titrasi terhadap asam propanoat yang snma tetapi tanpa didistilasi (b). Faktor recovery

dihitung sebagai perbandingan a dan b. Kadar asam lemak omega-3 dihitung dengan mmus

berikut :

- {Ytil*'i*-ea) x MNaH x BM asamlemak Q -3 xl''yoBerat sampel (mg)x Fafuor recov ery

Hasil Penelitian dan PembahasanAnalisis kadar asam lemak omega-3 menggunakan metode titrasi terhadap asam

propanoat hasil oksidasi sampel telah dilakukan. Variasi waktu refluks (reaksi oksidasi)*"*ing-masing tiga kali ulangan mengbasilkan rata-rala kadar omega-3 pada Gambar 1 dibawah ini.

;1\, LA

/", --t1r*ro^qt uu

\ rz.es

Gambar l. Grafik ;Wi**t waktu reaksi

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan waktu refluks menghasilkan kadaryang relatif berbeda. Kondisi optimum secara lebih jelas dapat dilihat pada grafik. Grafikmemrnjukkan peningkatan kadar pada waktu refluks 60 menit. Pada kondisi ini diperolehkadar tertinggi (25,48 %) dibandingkan kondisi yang lain. Secara umum dapat dikatakanbahwa kondisi waktu optimum refluks adalah pada 60 menit-

Reaksi oksidasi dengan kalium permanganat terhadap alkena cukup efektif untuk

menghasilkan hasil akhir asam karboksilat. Pada suasana asam kalium permanganat akan

*"njuAi oksidator kuat dengan menghasilkan produk samping Mn2*. Produk samping lain

dalam bentuk endapan MnO2 juga dapat dihasilkan. Pada penelitian ini, jika terjadi

eilmpuran hasil refluks yang mengandung endapan hitam akan dapat dipisahkan pada tahap

penyaringan sehingga tidak mengganggu distilasi.Reaksi oksidasi dengan kalium permaganat termasuk reaksi yang cepat terutama

dengan bantuan peman:Is€rn. Reaksi oksidasi yang cepat dapat ditemukan pada analisisperrnanganometri yang menggunakan larutan kalium pe{manganat sebagai larutan standar

penitrasi. Pada metode titrasi ini, sample yang mengandung senyawa reduktor dipanaskan

Seminar Nasional Penelitia4 Pendidikan dan Penerapan MIPAYogtakarta, 30 Mei 2408

s(!T'ct!<

Waktu Refluks {menit)

K-l 13

Sri Handayani

dan dititrasi dalam keadaan'panas. Re{<si selanjutnya akan semakin cepat lanpa bantuan

pemanasan, karena produk reaksi Mn2* bertindak sebagai katalisator reaksi berikutnya-

Waktu optimum yang diperoleh pada penelitian ini relatif cepat (60 menit), hal iniberkaitan dengan cepatnya reaksi oksidasi kalium permanganat.

Waktu refluks diatas 60 menit menunjukkan penurunan kadar. Hal yang perlu

diperhatikan adalah tingkat perbedaan antat data. Meskipun arfiar data tersebut terlihat

berbeda, rurmun signifrkansi perMaannya perlu diuji. Masing-masing kondisi

menunjukkan perbedaan yang cukup mencolok antar pengulangan, sehingga simpangan

bakunya cukup tinggi. Data dengan simpangan baku yang tinggi tersebut apabila

dibandingkan secara statistika tidak akan berbeda nyata. Sehingga walaupun terlihat

adanya penunrnan kadar pada penambahan waktu refluks, hal tersebut tidaklah terlalu

sigaifikan,Data analisis yang bervariasi pada setiap pengulangan terjadi karena matode

analisis melibatkan distilasi setelah tahap 1gflrrks. Tahap distilasi memungkinkan terjadinya

kesalahan percobrun yang menyebabkan terjadinya simpangan baku yang tingg. Proses

distilasi merupakan tahap yang paling berpotensi menyebabkan nilai kesalahan analisis.yang pengendaliannya sangat

relatif. Setiap alat akan yang berbeda" terganfung pada

bentuk dan ukuran alat, paq

Analis yang melalrukantitik akhir distilasi. Titi

kecepatan alir air pendingin.

ing berbeda pada penentuan

tidak sesuai.Usaha untuk dilalrukan dengan

mendistilasi asampenggunaan faktorpropanoat dengan j i yang sama. Hasil

distilasi yang diperosama tanpa distilasi-

panoat dalam j""tluhuntuk mengkoreksi

hasil analisis. Faltoroperasi yang berbeda.diperlukan untukkecepatan pemanasan: p€ilen

SimpulanBerdasar hasil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : Kadar omega-3 rata-

rata untuk variasi waktu reaksi selama 30, 60, 9A,120, dan 150 menit berturut-turut sebesar

20 ^4%- 25.48%. 2l,l 6yo, 21,68Vu danadalah 60 menit.

Daftar PustakaDay R A. Underwood A L. (1990),

?e{emahan). Jakarta: Erl angga

17,85. Waktu reaksi yang memberikan hasil terbail

Analtsa Kimia Kuantitatif (R. Soendoro.

Duthie I F. Barlow S M. (1992). Dietary Lipid Exemplified by Fish Oils and Theirn-3 Fatty Acid. Food Sci. Technol. 6:20-35

Fessenden R J. Fessenden J S. (1997). Dasar-dasar Kimia Organik (Sukmariahdkk. Terjemahan). Jakarta: Binarupa Aksara

Foody J M. (2003). Omega-3 Fafly Acids Linked with Lower Sudden Death and

CHD Risk. Journal Wctch Cardiologt Januar.v 1. 2003

Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPAYog:akarta, 30 Mei 2008

data yang diperoleh

alat atau kondisim{4risasi proses distilasi masihis#i' meliputi konstruksi alat,

K.I I4

Handayani S. (2003). Penentuan Asam Lemak pada Minyak Babi Menggunakan

Kromatografi Gas-spektrometer Massa. Journal Kimia t/ilr No'1' Th'II

Handayani S. Pujiati P. (2003). Analisis Asam Lemak Omega-3 dalam Ikan

Kembung (Rastrelliger neglectus) dengan Kromatogrfi Gas-Spekhometer Massa'

Lapor an P enelitian IKOMA WY' Y ogyakarta

Handayani s dan Budimarwanti. (2005). pengembangan Metode Analisis sederhana Asam

Lemak Omga-3 Melalui Penentuan Derivat Asam Propanoat secara Titrasi

Alkaimetri, iupo*r, penelitian dosen muda' FMIPA' LINY

Hohman R T. (1993). The slow Discovery of the Importance of omega-3 Essential

patry eiids in Human Health. Journal of Nutrilion. No.l28

Kristianingrum S. Handayani S. (2003). Identifftasi Asam Lemak Omega dalam

oisirrg Bekicot ia"a*i"" frrlica) Menggunakan KG-SM- Prosiding seminar

Nasionnl Penelitian MIPA don Pendidikon MIPA' FMIPA UNY Yogyakaria

Nurjanah- (2002). omega-3 dan Kesehatart Makalah Pengantar Falsafah sains, Program

Optimasi Waktu Reaksi .

Pasca Sarjana/S3, IPB, BogorRubinson J F. Hilvert J N. (1997)'

Graduate Laboratory :

Fat and Oils,J. Che

Simopoulos A P. (2002).

Diseases. JlrrWinarno F G. (2002).

Sri Handayani

of GC/lv{S lnstrumentation into the

Lon of Fatty Acids in Commercial

and Autoimmune

Utama

Yogtakarta. 30 Mei 2008

K*3+5Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA

)

t

.ttrc

all- /r

r*fl$;Ijgrle

s{}c)c\QEc)(q(gt-{!lcis>cso

zf,CI-

:l

5c$(J(!.;GEo$E(n{o

g

:l$Il-otcfrc()eEGooc\l'6EOfoEg,(')c$$If(go_

tz3glJ->Ezo=oc=$lc<Sc(E3cl.c('J$hdJ.:g cDOC.(n ()E o-d

agt:Fx.OLUa(r}

I

L?LU

=LJg(f\/€)g,J

z

J

cla\lUIM.

)Fv4-s0a>F= LtJ

frE5 -.1

=<r-vA_4to<..1""'tr i.

i rr :f,lf,)

VLS$'d q)$i-!r (lj

T}

z:)It

=II.sEg*<L.

{'n

L-@fDo0rEfY -If,\rQKIL JJa:

L-

+v1(9J- -t+\iR*6 \s<

F:F

:a/F.:OGzs

$fi

@tr4Wffi

w{:ffi@e,sqrsd\.WffiWSMi_,

fr&{#.WWsffi*#ffi,!s \kw

#4M#€r&*B.q#.}+,;s

wruW)#

r?ffiSf&es

MLqicM#

Wft€sssi4ffiEdffis,w

ffiwswMi&'I'@#

&-MM

il*i'

@.ffiM*rWsw.tffi,$'ffiffi,WH&*r

u$) 'r'ned

sffiMMd['tl|.ft#

d&$qfu

N(og)r0)F\rffJr

a-{U3

Ilt*

.MW,ffi@-MffiffiW-@Hea#ffiWffiWffiWWffif '* fWffi

Ei'f