Penerapan J-Resolved Nuklear Magnetik Resonansi Spektroskopi Dua Dimensi untuk Diferensiasi Bir
-
Upload
ayun-dwi-astuti -
Category
Documents
-
view
4 -
download
1
description
Transcript of Penerapan J-Resolved Nuklear Magnetik Resonansi Spektroskopi Dua Dimensi untuk Diferensiasi Bir
Ringkasan
Penerapan J-Resolved Nuklear Magnetik Resonansi Spektroskopi Dua
Dimensi untuk Diferensiasi Bir
Bir merupakan minuman fermentasi yang terbuat dari malted barley, hop, ragi dan
air. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi karakter bir, seperti bahan, proses produksi
dan kondisi penyimpanan. Perbedaan kecil dalam faktor-faktor tersebut sebagian besar
dapat mempengaruhi rasa dan kualitas bir. Dengan demikian, pemeriksaan komposisi
kimia lengkap bir penting untuk mengevaluasi kualitas bir.
Metode analisis yang ada sekarang umumnya bertujuan untuk membedakan
komposisi kimia dari bir, termasuk mendeteksi komponen kimia secara kualitatif maupun
kuantitatif. Pemeriksaan terakhir dilaporkan membedakan komponen fenolik dalam bir
dengan metode kolorimetri. Kolorimetri hanya mengidentifikasi grup komponen bukan
senyawanya. Senyawa fenolik sendiri dapat dianalisis dengan Kromatografi lapis tipis,
namun resolusinya tidak mencukupi. HPLC dan Kromatografi gas memiliki resolusi yang
lebih tinggi. Beberapa metode lain telah diterapkan seperti menggunakan detector DAD
atau MS, elektroforesis kapiler, penyerapan enzim (enzyme linked sorbent). Tidak satu pun
dari metode ini dapat digunakan untuk membedakan serentak dalam range yang luas
komponen, sehingga tidak cocok untuk digunakan untuk mengetahui profil dari komponen
kimia yang sangat kompleks dari bir.1H nuclear magnetic resonance (NMR) spektroskopi adalah metode yang dapat
membedakan komponen dalam jumlah besar. Metode ini cepat dan sederhana dan
reprodusibel digunakan sebagai alat untuk mengevaluasi perbedaan sampel pada waktu
dan kondisi yang berbeda. Jumlah dari semua komponen dapat langsung dibandingkan,
tidak perlu melakukan kalibrasi kurva untuk setiap komponen senyawa. NMR juga
memiliki keuntungan reproduksibilitas yang tinggi sebagai spectra yang didasarkan pada
properties fisik dari molekul.
Dilakukan analisis terhadap enam sampel bir yang berbeda. Pelarut yang digunakan
yaitu kloroform, etil asetat, dan 2-butanol, CDCl3, D2O, dan dimetilsulfoksida, methanol,
NaOD, HMDSO, trimetilsilane propionic acid sodium salt (TSP). Sampel disiapkan dengan
menggunakan dua metode berbeda. Untuk pengukuran langsung, sampel disonifikasi
selama 15 menit. 100 mikroliter D2O yang mengandung 0,01% TSP ditambahkan kedalam
900 mikroliter sampel dan dipindahkan ke tabung NMR. Untuk fraksinasi cair-cair, 50 ml
sampel dimasukkan kedalam labu Erlenmeyer lalu diekstraksi dengan 50 ml kloroform, etil
asetat dan 2-butanol, masing-masing divortex selama 1 menit.
Pengukuran 1H NMR langsung dari bir menunjukkan bahwa metode ini merupakan
analisis yang cepat dan informative dibandingkan dengan metode konvensional lainnya,
karena menunjukkan profil yang jelas dan signifikan. Namun, sebagian besar komponen
yang terdeteksi adalah alifatik dan gula, sementara sinyal aromatic menunjukkan intensitas
yang rendah.
Partisi cair-cair menunjukkan peningkatan dalam intensitas dari komponen
aromatic. 2-butanol merupakan solvent yang paling memadai, ekstraknya menunjukkan
intensitas dan resolusi yang tertinggi dari sinyal aromatic. Namun hasilnya masih
menunjukkan tumpang tindih, sehingga dilanjutkan dengan menggunakan J-resolved NMR
spektroskopi yang akan mendiskriminasi sampel bir melalui analisis principal komponen.
Dari semua teknik multivariasi, Analisis komponen principal/utama (PCA) adalah
metode yang paling banyak digunakan. Konsep PCA adalah untuk menggambarkan varians
dalam satu set data multivariasi dalam satu set variable orthogonal yang dasar (Komponen
utama). Komponen utama dapat terlihat secara grafik sebagai suatu plot nilai. Plot ini
berguna untuk menganalisis grup lainnya dalam satu set data.
Pemisahan dari sampel bir secara signifikasn meningkat dalam plot nilai
menggunakan J-resolved spectra. Semua sampel dengan jelas terpisah. Plot nilai
menggunakan PCA berdasarkan pada 1H NMR spectra hanya dapat memisahkan sampel bir
nomor 6 dari sampel 1-5.
Plot-plot menunjukkan sinyal adanya karbohidrat, analog choline, asam suksinat,
proline, asam laktat, dan isopropanol. Sampel 1-2 memiliki lebih koline dan sedikit
isopropanol, karbohidrat dan asam suksinat daripada sampel 3-6. Dimana sampel 4-5
memiliki lebih banyak asam laktat, proline dan isopropanol namun sedikit asam suksinta
dan koline daripada sampel 1-3 dan sampel 6. Asam suksinat dan asam laktat merupakan
produksi yeast selama fermentasi. Asam suksinat memiliki pengaruh yang kecil pada rasa
bir kecuali untuk keasamannya. Di lain hal, asam laktat memegang peranan yang paling
penting dalam bir karena merupakan satu-satunya komponen dalam bir yang kadarnya di
atas ambang. Proline selalu ditemukan dengan kadar yang tinggi dalam bird an
mempengaruhi warna akhir dari bir.
Menggunakan analisis PCA pada bagian aromatic. Semua sampel bir juga terpisah
dengan baik. Dari plot menunjukkan sinyal adanya adenine, uridin, xanthine, tyrosine,
tyrosol. Sampel 3 dan 6 mengandung tyrosol yang lebih dan sedikit uridin dan tyrosin
daripada sampel lain. Sementara sampel 1-2 mengandung lebih uridin, xanthine, dan
tyrosol tetapi sedikit adenine daripada sampel lain. Komponen aromatic ini
bertanggungjawab untuk perbedaan dari kualitas bir. Turunan asam nukleat, purin
(adenosine, guanosine, adenine, hypoxanthine, dan xanthin) dan pirimidin (cytosine,
cytidine, uridin, thymine, dan uracil) diketahui memberikan rasa bir.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan penggunaan J-resolved Nuclear
Magnetic Resonance Spektroskopi dibandingkan dengan 1H NMR dalam menganalisis
komponen kimia bir.
Manfaat Penelitian
Agar diperoleh metode analisis yang cocok untuk mengidentifikasi berbagai senyawa
aromatic dalam komponen yang kompleks dari suatu sampel yang tidak bisa teridentifikasi
menggunakan metode NMR biasa.
Kesimpulan
Fraksinasi dari sampel bir dengan partisi cair-cair menggunakan 2-butanol
menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam hal intensitas dari komponen aromatic
dalam spectrum NMR dimana bertanggungjawab untuk kualitas bir. Analisis PCA
menggunakan J-resolved spectra untuk ekstrak bir menunjukkan peningkatan pemisahan
dari sampel bir dibandingkan terhadap NMR konvensional. Peningkatan resolusi oleh J-
resolved spectra juga memberikan informasi struktur dari komponen kimia dalam bir.
Berdasarkan profil kimia yang diperoleh dari spectra NMR satu dimensi dan dua
dimensi ditemukan bahwa adenine, uridin, xanthine, tyrosin, prolin, asam suksinat, asam
laktat, tyrosol, isopropanol, cholin, bersama-sama dengan senyawa yang paling banyak,
karbohidrat, bertanggungjawab dalam diferensiasi evaluasi bir pilsner dalam penelitian ini.
Saran
Dilakukan penelitian lebih lanjut menggunakan metode J-resolved Nuclear Magnetic
Resonance Spektroskopi dua dimensi untuk menganalisis sampel lain selain bir yang juga
merupakan sampel dengan banyak komponen senyawa kimia di dalamnya.