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