Penentuan Jenis Ion pada Produk Susu

Sampel seperti produk susu, apabila dianalisa menggunakan kromatografi ion/ion chromatography (IC), berisiko menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki pada kolom. Pencegahan terjadinya kerusakan kolom tersebut dapat dilakukan pada saat proses preparasi sampel dengan mengeleminasi matriks yang tidak dikehendaki, namun teknik ini membutuhkan waktu lama. Pilihan lainnya adalah dengan menggunakan sistem automated compact stopped-flow dialysis yang memberikan pemisahan optimum sekaligus memproteksi kolom dari komponen merugikan.

 

Dalam teknik analisa, IC dikenal karena kesederhanaan, kecepatan, reliabilitas, serta aplikasinya yang luas. Sebagai contoh, dalam bentuk ion homogen, membutuhkan preparasi sampel yang sederhana, dan hasilnya dapat diperoleh cukup dalam beberapa menit.  Namun, dalam matriks kompleks yang mengandung beban organik tinggi –seperti produk susu, diwajibkan melakukan preparasi sampel lebih rumit untuk mencegah terjadinya kerusakan kolom.

 

Walaupun telah dikembangkan berbagai teknik preparasi sampel –seperti metode Carrez precipitation untuk sampel yang mengandung protein, namun sebagian besar dari teknik tersebut sulit dan rawan terjadi kesalahan. Untuk mengatasi masalah tersebut, Metrohm meluncurkan IC dengan metode dialysis yang pertama pada tahun 1997.  Sejak saat itu, metode analisa untuk sampel yang mengandung protein menjadi lebih baik, efisien, serta dapat menghilangkan komponen matriks pengganggu pada sampel.

 

Dengan menggunakan susu ultra-high temperature (UHT) dan bubuk makanan bayi sebagai sampel, dilakukan uji coba aplikasi fully automated sample menggunakan ion chromatography 881 Compact I Pro (Gambar 1).  Paramater kalibrasi, carry over, dan laju recovery diuji dengan menggunakan standar multi-anion. Dalam metode analisa ini, instrumen yang digunakan adalah kombinasi antara IC system (the 881 Compact IC pro dari Metrohm), Metrohm 858 Professional IC sample processor, Metrohm 800 Dosino dan spiral flow dialysis cell beserta asesorisnya.

 

Semua larutan standar berserta pelarutnya disiapkan dengan menggunakan air deionisasi yang memiliki resistensi khusus lebih dari 18 MΩ cm.  Dua larutan standar yang memiliki kisaran konsentrasi 1.0 sampai 3.6 mg/l dan 10 sampai 36 mg/l digunakan untuk menentukan karakteristik sampel pada sistem IC.

 

Compact stopped-flow dialysis

 

Dialysis dilakukan berdasarkan difusi selektif dari molekul atau ion pada larutan yang satu (larutan donor atau sampel) ke larutan lainnya (larutan penerima) melewati membran karena adanya perbedaan konsentrasi. Berkebalikan dengan sistem dialysis dinamis, dimana dua larutan secara kontinyu melewati modul dialysis, pada sistem stopped-flow dialysis ini setidaknya satu larutan akan berhenti sejenak sampai konsentrasi larutan penerima sama dengan larutan donor. Prosedur ini berlangsung selama 10 hingga 14 menit dan dapat secara langsung dihubungkan pada sistem IC. Proses dialysis berlangsung pada saat sistem mencatat kromatogram sampel sebelumnya, sehingga waktu analisa secara keseluruhan tidak bertambah panjang.

 

Pada metode konvensional, dua pompa peristaltik mengalirkan sampel dan larutan penerima ke dan dari sel dialisys. Sedangkan pada sistem IC Metrohm, pompa inteligen Dosino akan mengalirkan secara terukur air ultra jernih melewati ruang sel penerima. Status stopped-flow diperoleh dengan menghentikan aliran melalui Dosino dan menghambat saluran luar dari kapiler dengan cara memasukkan aliran pada katup sample processor. Proses terakhir tergantung pada posisi katup, akan membiarkan atau menghambat aliran larutan penerima (Gambar 2).

 

 

Karakteristik sistem

Kalibrasi

Lima tingkatan konsentrasi (0.5, 1, 5, 10, dan 20 mg/l) di preparasi dari standar multi-ion yang digunakan untuk kalibrasi eksternal (Tabel 1).

 

Carryover

Tahap ini dievaluasi dengan me-injek blanko (air ultra murni) setelah injeksi standar (Tabel 2).

 

Laju recovery

Untuk menentukan laju recovery, dilakukan dengan melakukan injeksi sampel langsung kemudian dibandingkan dengan hasil injeksi dialysat (Tabel 3).

 

 

Sampel produk susu

Susu UHT

Sebelum analisa, sampel susu UHT diencerkan 1:100 dengan air ultra murni dan ditempatkan dalam vial rak sample processor. Proses dialysis dan injeksi berlangsung secara otomatis, termasuk kalibrasi dan perhitungannya menggunakan software MagIC Net. 

Dalam kondisi seperti yang terlihat pada Gambar 3, pemisahan klorida, fosfat, dan sulfat dicapai dalam waktu 12 menit.  Analisa ulang menunjukkan tidak ada peningkatan area puncak atau waktu retensi, yang artinya protein tidak melewati membran.

 

Makanan bayi berbasis susu

Sesuai dengan petunjuk pemakaian, sebelum dikonsumsi makanan bayi tersebut harus dilarutkan dalam air. Sebelum analisa, sampel juga diencerkan dengan perbandingan 1:100.  Seperti pada sampel susu UHT, kondisi kromatografi juga memungkinkan untuk pemisahan klorida, fosfat, dan sulfat.

 

Kesimpulan Hasil Analisa 

Pada hasil analisa menggunakan metode IC dengan instrumen Metrohm 881 Compact IC dengan sampel susu UHT dan makanan bayi berbasis susu, didapatkan hasil yang memenuhi persyaratan analisa, yaitu kalibrasi, relative standard deviasi, laju recovery dan carry over.

Kurva kalibrasi untuk 5 konsentrasi standar yang berbeda memberikan nilai correlation coefficient lebih besar daripada 0.9999.

Carryover memberikan nilai lebih kecil daripada 0.49%.

%Recovery untuk konsentrasi rendah (1.0 sampai 3.6 mg/L) dan konsentrasi tinggi (10 sampai 36 mg/L) memberikan nilai 91 sampai 99% dan 94 sampai 100%.