Analysis of Food additives

Abdul RohmanBagian Kimia Farmasi, Fakultas FarmasiUniversitas Gadjah Mada

2

• Food additives are substances added to products to perform specific technological functions.

• These functions include preserving, i.e. increasing shelf-life or inhibiting the growth of pathogens, or adding colouring and flavouring to food for interest and variety.

• There are over 300 permitted additives that can be used.

What are food additives?

Types of additives

Additives may be:Natural – found naturally, such as curcumin, used as

a colouring agent;Manmade versions – synthetic such as benzoic acid

(E210), used as a preservative;

5

Food additives

Preservatives Sweetener Colouring agents Antioxidants Flavor enhancer

PreservativesPreservatives aim to:

Prevent the growth of micro-organisms which could cause food spoilage and lead to food poisoning;

Extend the shelf-life of products, so that they can be distributed and sold to the consumer with a longer shelf-life.

For example beef and other meats are often treated with nitrite and nitrate (E249 to E252) during the curing process.

7

Pengawet Asam sorbat Asam benzoat Asam propionat Nitrit Sulfit

8

Asam sorbat

tergolong asam lemak monokarboksilat yang berantai lurus dan mempunyai ikatan tidak jenuh (α-diena).

Bentuk yang digunakan umumnya garam Na- atau K-sorbat.

Asam sorbat digunakan sebagai pengawet dalam berbagai jenis makanan.

Asam sorbat menghambat pertumbuhan jamur dan pada umumnya ditambahkan ke bahan makanan dalam bentuk garamnya.

Asupan harian yang diterima (acceptable daily intake atau ADI) asam sorbat adalah 25 mg/kg berat badan.

H3C

O

OHasam sorbat

9

Metode Analisis asam sorbatSpektrofotometri UvKromatografi GasKromatografi Cair Kinerja Tinggi

10

Spektroskopi UV Asam sorbat mempunyai gugus kromofor (ikatan rangkap

terkonjugasi ) pada alfa-diena

Panjang gelombang maksimalnya kurang lebih 250 nm

11Kromatografi Gas

12

High Performance Liquid Chromatography

13

Chromatographic conditionsColumn: a Supelco 516 C18 column (15 cm×4.6mm, 5µm)

at room temperature.

The detector used was UV-1570UV–vis spectrophotometer set at 254 nm

The mobile phase: methanol–acetate buffer (pH 4.4) (35:65, v/v) for 9min, after which it was changed to methanol–acetate buffer (pH 4.4) (50:50, v/v).

14

15

HPLC for analysis of sorbic acid

16Asam benzoat

Asam benzoat digunakan sebagai pengawet pada berbagai macam makanan.

Asam benzoat menghambat pertumbuhan yeast dan jamur. Asupan harian yang diterima (acceptable daily intake atau

ADI) asam benzoat adalah 5 mg/kg berat badan

O

OH

asam benzoat

17

Alkalimetri

O

OH

+ NaOHpp

O

ONa

+ H2O

O

ONa

HClO

OH

+ NaCl

18

Spektrofotometri Benzoat dapat ditetapkan kadarnya secara

spektrofotometri karena benzoat mempunyai kromofor yang dapat menyerap sinar ultraviolet.

Dalam air, natrium benzoat akan mempunyai panjang gelombang maksimal 225 nm.

dalam air sebesar 665.%1cm1E

19

Kromatografi Gas Dalam publikasi ilmiah biasanya dilakukan secara bersama-

sama dengan pengawet lain (seperti asam sorbat) Dilakukan ekstraksi dengan eter Derivatisasi kolom 1,8 m x 2 mm i.d yang dilapisi dengan OV-1 (100 –

120 mesh). Suhu operasional, oven: 80 – 2100C dengan kenaikan

80C/menit; Injektor 2000C; detekor ionisasi nyala (FID) 2800C. Gas pembawa: nitrogen dengan kecepatan alir 20 mL menit.

Waktu retensi asam kaproat, asam sorbat, asam benzoat, dan asam fenilasetat masing-masing kurang lebih 2,5; 4; 5; dan 6 menit.

20HPLCHPLC method for benzoic acid applicable for foodstuffs containing benzoic acid in the range 50–2000 mg/kg.The following conditions have been shown to be satisfactory.

Elution order:benzoic acidsorbic acidmethyl 4-hydroxybenzoateethyl 4-hydroxybenzoatepropyl 4-hydroxybenzoate

21Nitrit Garam nitrit umumnya digunakan untuk proses curing daging

untuk memperoleh warna yang baik dan mencegah pertumbuhan mikroba.

Penggunaan natrium nitrit dalam ikan dan daging ternyata menimbulkan efek yang membahayakan kesehatan.

Nitrit dapat berikatan dengan amino atau amida dengan membentuk turunan nitrosamin yang bersifat toksik (karsinogenik).

R2NH + N2O3 R2N.NO + HNO2

R3N + N2O3 R2N.NO + Ramin sekunder

amin tersier

nitrosamin

nitrosamin

22

Metode Griess I Prinsip penetapan kadar nitrit dengan metode Griess I ini

adalah reaksi diazotasi antara asam nitrit (dari nitrit dalam suasana asam) dengan amin aromatis primer (asam sulfanilat).

Garam diazonium yang dihasilkan dari reaksi diazotasi ini selanjutnya direaksikan (dikopling) dengan alfa-naftilamin membentuk senyawa berwarna yang dapat diukur pada panjang gelombang 520 nm.

23

Reaksi pada penentuan Griess I

NO2-

nitrit (dalam bahan makanan)

H+HNO2

asam nitrit

HNO2 + S

O

O

OHH2N

asam sulfanilat

S

O

O

OHN+

garam diazonium

N

S

O

O

OHN+

N + H2N

-naftilamin

N NS

OH

OO

senyawa kopling (520 nm)

H2N

24Metode Griess II

Metode Griess II prinsipnya hampir sama dengan metode Griess I.

Sebagai amin aromatis primer, metode Griess II ini menggunakan sulfanilamid sementara agen pengkoplingnya adalah naftiletilendiamin (NED).

25Reaksi pada analisis nitrit dengan Griess II

NO2-

nitrit (dalam bahan makanan)

H+HNO2

asam nitrit

HNO2 + S

O

O

NH2H2N

sulfanilamid

S

O

O

NH2N+

garam diazonium

N

S

O

O

OHN+

N +

naftiletilen diamin (NED)

N NS

OH

OO

senyawa kopling (545 nm)

NHCH2CH2NH2

H2NH2CH2CHN

26Method development

27

Summary for nitrite determination

28ContohSebanyak 25,0 gram sampel daging ditimbang secara saksama, digerus, lalu ditambah dengan air bebas nitrit suhu 800C sampai volumenya ± 300 mL, dimasukkan dalam labu takar 500 mL lalu memanaskannya di atas penangas air 800C selama 2 jam sambil sesekali digoyang, dan ditambah air sampai batas tanda. Sebanyak 20,0 larutan hasil penyaringan dipipet lalu dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL, ditambah 2 mL pereaksi Griess, dan diencerkan dengan air bebas nitrit sampai batas tanda. Larutan dibiarkan selama 1 jam supaya terbentuk warna. Larutan dibaca absorbansinya pada panjang gelombang 520 nm terhadap blanko, dan mempunyai nilai absorbansi sebesar 0,215 nm. Sebanyak 100,0 mg standar NaNO2 dilarutkan dengan air bebas nitrit sampai 100,0 ml. Sebanyak 1,0 mL larutan ini diambil, ditambah 2mL pereaksi Griess dan ditambah dengan air sampai 50,0 mL. Larutan ini dibaca absorbansinya di 520 nm dan mempunyai absorbansi sebesar 0,250. Berapakah kandungan nitrit dalam sampel daging diatas.

29

Sulfit Sulfit digunakan sebagai pengawet dalam bentuk SO2,

garam Na- atau K-sulfit, danbisulfit.

Bentuk efektifnya sebagai pengawet adalah dalam bentuk tidak terdisosiasi pada pH di bawah 3.

The acceptable daily intake (ADI) for sulphites (expressed as sulphur dioxide) is 0.7 mg/kg body weight

30

Analisis Sulfit

Titrimetric (Monier–Williams method) enzymatic

31

Monier–Williams method The test portion is heated with a refluxing solution of

hydrochloric acid to convert sulphite to sulphur dioxide.

Sulphur dioxide is oxidized with hydrogen peroxide to sulphuric acid.

The generated sulphuric acid is titrated with standardized sodium hydroxide solution.

The sulphite content is directly related to the generated sulphuric acid

32Enzimatis Sulphite was oxidized to sulphate in the presence of sulphite

oxidase with the liberation of hydrogen peroxide at the same time.

33

34