BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Saat ini, aspek visual merupakan faktor penting dari suatu produk untuk

menarik pembeli. Sehingga, pewarna makanan sintetis mempunyai peranan

penting dalam kelas esensial bahan tambahan untuk industri makanan dalam

penaklukan pasar. Zat kimia sintetis ini digunakan untuk meningkatkan rasa

atau membuat makanan cerah dan menarik. Zat ini banyak digunakan karena

menguntungkan secara financial dan dapat diolah secara tidak layak. Salah

satu pewarna makanan yang berbahaya yaitu Metanil Yellow yang merupakan

pewarna tekstil.

Metanil yellow adalah sintesis pewarna azo (warna tar batubara), yang

digunakan secara luas untuk mewarnai bahan makanan yang berbeda di

banyak negara berkembang. Hal ini ditemukan di manisan, nasi kuning, dan

rempah-rempah seperti bubuk kunyit, jeruk atau permen berwarna kuning, es

krim dll. Hal ini juga ditemukan dalam makanan olahan seperti biryani

(hidangan berupa nasi biasanya dari beras basmati yang dimasak

bersama rempah-rempah, sayuran, atau daging). Metanil kuning berbahaya

bagi kesehatan dan menyebabkan kerusakan irreversible dalam sistem

termasuk peroksidasi lipid di hati, kerusakan testis, pergantian parameter

hematologi, berat badan bertambah, serum glukosa , serum anorganik fosfor,

T3, T4, kalsium, LDH dan kolesterol otak, hati dan jantung, menurunnya total

jumlah eritrosit dan hemoglobin yaitu normokromik makrositik anaemia, dll.

Ketika digunakan dalam jangka waktu yang panjang (Parthim, 2013).

Metanil Yellow dapat larut dengan baik dalam air sehingga jika sudah

sampai ke lingkungan, maka penyebarannya akan cepat. Metanil Yellow

dapat menyebabkan iritasi pada mata, kulit dan saluran pernafasan. Metanil

Yellow dapat menimbulkan tumor dalam berbagai jaringan hati, kandung

kemih, saluran pencernaan atau jaringan kulit (Wirasto, 2008). Metanil

yellow dibuat dari asam metanilat dan difenilamin. Kedua bahan ini bersifat

toksik (Nainggolan dan Sihombing, 1984 dalam Wirasto, 2008).

Pewarna ini merupakan Tumor promoting agent dan menyebabkan

kerusakan hati (Gupta et al,2003). Metanil Yellow memiliki acute oral

toxicity (LD50) sebesar 5000 mg/kg pada tikus dengan pemberian secara oral.

Berdasarkan criteria badan kesehatan dunia (WHO), metanil Yellow memiliki

tingkat keracunan tingkat tiga atau masih berupa racun yang moderat, tidak

lemah dan tidak pada terlalu berat. Metanil Yellow merupakan pewarna

tekstil yang sering disalahgunakan sebagai pewarna makanan. Pewarna ini

mempunyai sifat sangat stabil terhadap panas (Gupta et al, 2003).

Beberapa metode analitis telah dikembangkan untuk kuantifikasi dari

Metanil yellow dalam bahan makanan, seperti 2-directional kinerja tinggi

Kromatografi lapis tipis, kromatografi Lapis Tipis, kinerja tinggi kromatografi

cair padat fase ekstraksi, HPLC, dan spektrofotometri. Untuk analisis rutin,

sederhana, cepat dan biaya yang efektif metode spektrofotometri terlihat

diperlukan dan disukai. Jadi, ada kebutuhan untuk pengembangan sensitif,

akurat dan fleksibel metode spectophotometric terlihat untuk penentuan

Metanil yellow dalam bahan makanan dan analisis pengendalian kualitas

(Pratim, 2013). Oleh karena itu, perlu diciptakan alat analisis yang memenuhi

akurasi dan presisi yang tinggi. Pada penelitian ini digunakan metode sensor

potensiometri menggunakan Elektroda Selektif Ion (ESI) bermembran sebagai

sensor ionnya untuk mendeteksi Metanil Yellow.

Elektroda Selektif Ion (ESI) merupakan suatu sensor kimia yang

memberikan respon secara selektif terhadap ion tertentu dimana membran

selektif ion sebagai elemen sensor dan akan merespon analit yang akan

disensornya dibandingkan ion lain yang berada bersama-sama dalam sampel

(Ediologito, 2005).

ESI untuk penelitian yang digunakan berbasis Aliquat 336. Penggunaan

Aliquat 336 cukup efektif sebagai penukar ion dimana memiliki kestabilan

dalam pembentukan pasangan ion sehingga membran secara selektif dapat

mendeteksi adanya ion tertentu dan mempercepat terjadinya transpor ion yang

berasal dari larutan sampel menuju membran maupun sebaliknya yang

mengakibatkan terjadinya respon potensial pada bagian antar muka dari

membran dengan ESI sehingga bersifat Nernstian (Choi dan Moon, 2004).

Pemilihan bahan aktif dan komposisi bahan penyusun membran yang tepat

diperlukan untuk mendapatkan ESI yang ideal agar dapat menunjukkan

respon potensial Nernstian, limit deteksi rendah, usia pemakaian yang lama

serta selektif (Atikah, 1994). Semua hal-hal tersebut dapat diperoleh apabila

membran yang digunakan mikroporus, cukup hidrofobik, memiliki kelenturan

dan konduktivitas yang besar. Polimer yang akan digunakan adalah PVC

(polivinil klorida). PVC berfungsi sebagai bahan pendukung membran yang

memiliki karakteristik kaku, kuat, inert dan memiliki nilai transisi gelas (Tg)

relatif tinggi yakni 81oC, oleh karena itu diperlukan tambahan bahan

pemlastis yang dapat menurunkan Tg untuk menghasilkan membran yang

lentur supaya konduktivitas listrik membran cukup tinggi. Pemlastis yang

digunakan tidak mudah menguap, tidak larut pada analit, dan mampu

menurunkan Tg membran sehingga membran lebih fleksibel. Pemlastis yang

digunakan adalah Dioktilftalat (DOP) yang memiliki kelarutan cukup besar

sehingga diharapkan dapat cukup larut dalam membran dan membentuk fasa

yang homogen, hidrofob, tetapan dielektrik cukup serta konduktivitas listrik

cukup besar agar sensor yang dihasilkan bersifat Nernstian (Vesely, et al.,

1978).

Karakter lain yang harus dimiliki oleh ESI adalah selektivitas dalam

mendeteksi ion utama dibandingkan dengan ion asing yang terdapat di

larutan. Pada umumnya, ESI menunjukkan selektivitas menurut urutan sesuai

dengan deret Hofmeister, urutan sifat mengganggu terhadap beberapa ion

asing adalah NO3 > Br > H2PO4- > Cl- > F- > CH3COO- > CO3

2- > SO42- >

HPO42- > B4O5 (OH)4

2- > sitrat 3-. Ion asing yang diteliti pengaruhnya dalam

penelitian ini antara lain ion sulfat SO42-, karbonat H2PO4

- dan klorida Cl- .

Pemilihan ion sulfat SO42- sebagai ion asing karena pada penelitianini

menggunakan buffer fosfat. Lalu digunakan ion karbonat H2PO4- karena

larutan yang digunakan saat membuat buffer fosfat menggunakan larutan

H3PO4 dan digunakan ion klorida Cl- karena Aliquat 336 merupakan garam

ammonium kuartener.

Berdasarkan uraian di atas maka dalam penelitian ini perlu dipelajari

pengaruh pH, temperature dan ion asing terhadap kinerja ESI bermembran

Aliquat 336.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh ion asing terhadap kinerja sensor potensiometri

berbasis aliquat 336 dalam mengidentifikasi adanya zat warna tesktil

Metanil Yellow pada makanan?

2. Bagaimana pengaruh temperatur terhadap kinerja sensor potensiometri

berbasis aliquat 336 dalam mengidentifikasi adanya zat warna tesktil

Metanil Yellow pada makanan?

3. Bagaimana pengaruh pH terhadap kinerja sensor potensiometri berbasis

aliquat 336 dalam mengidentifikasi adanya zat warna tesktil Metanil

Yellow pada makanan?

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Komponen bahan membran yang meliputi bahan aktif aliquat 336, PVC

dan plasticizer DOP dalam pelarut THF.

2. Pengukuran dilakukan pada temperatur ruangan.

3. Pengukuran pH pada kisaran pH 4-10 dengan menggunakan buffer fosfat.

4. Variasi pengukuran temperatur 20-50oC

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui pengaruh ion asing terhadap kinerja sensor sensor

potensiometri berbasis aliquat 336 dalam mengidentifikasi adanya zat

warna tesktil Metanil Yellow pada makanan.

2. Mempelajari pengaruh temperatur terhadap kinerja sensor sensor

potensiometri berbasis aliquat 336 dalam mengidentifikasi adanya zat

warna tesktil Metanil Yellow pada makanan.

3. Mempelajari pengaruh pH terhadap kinerja sensor sensor potensiometri

berbasis aliquat 336 dalam mengidentifikasi adanya zat warna tesktil

Metanil Yellow pada makanan.

1.5 Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai

sensor potensiometri berbasis aliquat 336 yang mampu mendeteksi adanya

metanil yellow pada makanan dan dapat digunakan pada kisaran temperatur

20-45 oC serta pada pH 4-10 serta ion-ion asing pada makanan yang

mengandung metanil yellow.

BAB III

KERANGKA KONSEP

3.1 Model Kerangka Konsep

Preparasi Alat dan Bahan

Pembuatan Membran Aliquat 336

Pelapisan Membran pada kawat Pt

Perangkaian Elektroda

Dibuat ESI bermembran Aliquat 336

Karakterisasi dasar ESI

Pengukuran potensial ESI pada pH 5-8

Pengukuran potensial ESI pada temperatur 20-50oC

Analisa Data

Pengukuran potensial ESI terhadap ion utama dan ion asing

3.2 Hipotesis Penelitian

1. Pemilihan bahan-bahan pembentuk membran akan mmpengaruhi

karakterisasi kerja ESI yang dihasilkan.

2. Temperatur pada kisaran 20-50oC todak mempengaruhi kerja ESI

karena konduktivitas dalam larutan akan meningkat sehingga

kesetimbangan lebih cepat tercapai dan respon ESI akan Nernstian.

3. Kerja ESI tidak dipengaruhi oleh pH 5-7 dikarenakan pada pH

tersebut terjadi peningkatan pertukaran ion yang mengakibatkan

respon ESI akan Nernstian.

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Rancangan Penelitian

Penelitian ini menggunakan desain penelitian eksperimental yang

dilakukan di Laboratorium Kimia Program Studi Farmasi Fakultas

Kedokteran Universitas Brawijaya Malang.

4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Program Studi

Farmasi Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya Malang pada bulan

November 2013 sampai bulan Desember 2013.

4.3 Alat dan Bahan Penelitian

4.3.1 Alat-alat Penelitian

Alat-alat yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah

potensiometer, elektroda pembanding Ag/AgCl, neraca analitik,

pengaduk magnetik (stirer), pH meter, termometer, waterbath,

oven dan seperangkat alat gelas kimia.

4.3.2 Bahan-bahan Penelitian

Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah aliquat

336, polimer polivinilklorida (PVC), dioktilfalat (DOP),

tetrahidrofuran (THF), metanil yellow, alkohol 96%, H2SO4, plastik

polietilen, aquades, kawat Pt, kabel koaksial RG-58,

4.4 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian yang akan dilakukan adalah:

1. Preparasi larutan:

a) Pembuatan larutan induk dari sampel makanan (metanil

yellow) 0,1 M

b) Pembuatan larutan dari sampel makanan (metanil yellow) 10-8-

10-2 M

c) Pembuatan larutan buffer fosfat pH 4-10

d) Pembuatan larutan ion asing yang akan dideteksi SO42-, H2PO4

- ,

Cl-

2. Pembuatan membran Aliquat 336 nitrat

3. Karakterisasi Pengaruh pH, temperatur dan ion asing

4.5 Prosedur Kerja

4.5.1Preparasi larutan

4.5.1.1 Pembuatan larutan induk dari sampel makanan (metanil

yellow) 0,1 M

Serbuk metanil yellow (BM= 375,391 g/mol) ditimbang

3,75 gram, kemudian dilarutkan ke dalam aquades 10 mL

dalam gelas kimia. Kemudian dipindahkan ke dalam labu

ukur 100 mL secara kuantitatif dan diencerkan samapi tanda

batas.

4.5.1.2 Pembuatan larutan dari sampel makanan (metanil

yellow) 10-8-10-2 M

Larutan baku 1x10-2 M dibuat dari larutan induk sampel 0,1

M yakni dengan cara memipet sebanyak 5 mL larutan induk

dari sampel, kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 50

mL dan diencerkan sampai tanda batas. Larutan sampel 10-3

– 10-8 M dibuat dengan cara sama seperti pembuatan larutan

1x10-2 M.

4.5.1.3 Pembuatan larutan buffer fosfat pH 4-10

Larutan buffer fosfat pH 4-10 dibuat dengan penambahan

NaOH 0,1 M dengan volume tertentu ke dalam 50 mL

larutan H3PO4 0,1 M dalam gelas kimia dan diaduk dengan

pengaduk magnetik sambil diukur pHnya dengan pH meter

sampai menunjukkan larutan memiliki pH 4-10.

4.5.1.4 Pengaruh ion asing SO42-, H2PO4

- , Cl-

Larutan Metanil Yellow 1 x 10-5 – 1 x 10-1 M dipipet

sebanyak 12,5 ml dan dimasukkan masing-masing ke dalam

labu ukur 25 ml. Kemudian ditambahkan larutan ion asing

SO42-, H2PO4

- , Cl- sebanyak 0,25 ml yang didapat dari

pengenceran larutan ion asing SO42-, H2PO4

- , Cl- masing-

masing 0,1 M yang diencerkan ke konsentrasi 1 x 10-3 M.

Setelah itu ditambahkan larutan Buffer pH 7 hingga pH

larutan analit menjadi pH 7 dan ditanda bataskan dengan

akuades hingga didapat volume total 25 ml. Kemudian

dilakukan pengukuran potensial.

4.5.2 Pembuatan membran Aliquat 336

Aliaquat 336 yang akan digunakan dalam pembuatan membran

terlebih dahulu dilarutkan ke dalam asam asetat 3% (v/v)

dengan perbandingan aliquat 336 : asam asetat 3% sebesar 1

g : 40 mL. Campuran tersebut diaduk menggunakan stirer

selama 24 jam dengan kecepatan maksimum untuk

menghasilkan larutan yang homogen. Untuk pembuatan

membran dilakukan dengan cara menimbang bahan aktif

aliquat 336, bahan pendukung polivinilklorida (PVC) dan

pemlastis dioktifalat (DOP) = 3: 2: 5, kemudian dilarutkan

dengan pelarut tetrahidrofuran (THF) = 1: 3 dan diaduk dengan

magnetik stirer selama 3 jam sampai diperoleh campuran

homogen dengan viskositas tertentu dan bebas gelembung

udara.

4.5.3 Karakterisasi Pengaruh pH, temperatur dan ion asing

4.5.3.1 Pengaruh pH

Dilakukan pengukuran pada pH untuk mengetahui

pengaruhnya terhadap kualitas kinerja ESI dengan cara

dilakukan pengukuran sederetan variasi larutan metanil

yellow pada pH 4-10 dengan konsentrasi 10-8-10-2 M

sebanyak 25 mL. Pengukuran dilakukan dengan 3 kali

pengulangan. Besar penyimpangan harga faktor Nernst

menunjukkan adanya pengaruh pH terhadap kinerja ESI.

4.5.3.2 Pengaruh Temperatur

Untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap kualitas

kinerja ESI makan dilakukan pengukuran sederet variasi

larutan metanil yellow dengan konsentrasi 10-8-10-2 M

sebanyak 25 mL. Suhu yang digunakan 20-50oC.

Pengukuran dilakukan dengan 3 kali pengulangan. Besar

penyimpangan harga faktor Nernst menunjukkan adanya

pengaruh pH terhadap kinerja ESI.

4.5.3.3 Pengaruh Ion-Ion Asing Menggunakan Metode Larutan

Tercampur

Membran akan merespon ion yang bersifat lebih

hidrofobik, jika dalam larutan sampel terdapat ion asing,

kemungkinan dapat mempengaruhi pengukuran.

Hidrofobisitas suatu ion ditentukan oleh kerapatan muatan

dan ukuran ion, maka berdasarkan perbedaan hidrofobisitas

digunakan ion SO42-, H2PO4

- , Cl- sebagai ion asing.

Pengukuran dilakukan dengan 3x pengulangan.

DAFTAR PUSTAKA

Atikah. 1994. Pembuatan dan Karakterisasi Elektroda Selektif Nitrat Tipe Kawat

Terlapis. Bandung: Tesis Pascasarjana ITB

Bailey, P. L. 1976. Analisis with ion-Selective Electrodes. Heyden and

Sons : New York

Choi, Y.W. dan S.H. Moon. 2004. Determination of Cr (VI) Using Ion Selective

Electrode with SLm Containing Aliquat 336. Netherlands: Kluwer

Academic Publisher.

Dana W. Mayo, Ronald M. Pike, David C Forbes. 2010. Microscale Organic

Laboratory: with Multistep and Multiscale Syntheses Fifth Edition. USA:

University of South Alabama

Ediologito, W. 2005. Pengaruh pH Terhadap Kinerja Elektroda Selektif Ion

H3PO4- Menggunakan Membran Berpendukung PVC dengan Aliquat 336.

http://www.ns.ui.ac.id/SEminar2005/data1J2C-07pdf. Diakses tanggal 26

Juni 2013.

Gupta R, Gigras P, Mahaputra H,Goswani V.K.,dan Chasuhan B. 2003. A

Biotechnological Perspective Process Biochem.

https://tspace .library.utoronto.ca/retrieve/3204/jb03116.pdf. Diakses

tanggal 23 Mei 2013

John Wiley & Sons. 2004. ISBN: 0-470-85445-6. Overview Of Membrane

Science And Technology. Membrane Technology and Applications R. W.

Baker.

Laksminarayanaiah,N. 1976. Membrans elektrodas. Academic Press: London

Pratim Partha, Kaushik Sarkar, Panchali Tarafder dan Goutam Paul. 2013.

Development of A Visible Spectrophotometric Method For The Quantitative

Determination of Metanil Yellow in Different Food Samples. International

Journal of Pharma and Bio Sciences. 4(2): 685 – 692

Raj, Ravi. 2010. Metanil Yellow. http://www.ravirajchemicals.com/metanil-

yellow.aspx. Diakses tanggal 26 Juni 2013.

Vesely, J., W. Dalibor and S. Karel. 1978. Analysis With Ion Selective Electrodes.

Chichester: Ellis Horwood Limited Publisher

Wirasto.2008. Analisis Rhodamin B dan Metanil Yellow dalam Minuman Jajanan

Anak SD di Kecamatan Laweyan Kotamadya Surakarta dengan

Menggunakan Metode Kromatografi Lapis Tipis.

http://etd.eprints.ums.ac.id/1003/1/K100040123.pdf. Diakses tanggal 21

November 2010

PENGARUH PH, TEMPERATUR DAN ION ASING TERHADAP KERJA

SENSOR POTENSIOMETRI BERBASIS ALIQUAT 336 UNTUK

MENDETEKSI METANIL YELLOW

Oleh :

BHETA SARI DEWI 105070507111004

AFRIDA RACHMAWATI 105070501111008

PUTU EKA CITA 105070507111003

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013