metilasi asam lemak

Metilasi merupakan reaksi organik yang menambahkan gugus metil pada molekul substrat. Metilasi merupakan salah satu bentuk alkilasi.

Tujuan percobaan

Setelah mempelajari teori dan melaksanakan praktek, mahasiswa diharapkan dapat memahami cara menganalisis komponen kimia dalam bahan hasil pertanian dan pangan dengan menggunakan kromatografi gas.

Dasar percobaan

Identifikasi komposisi asam lemak dapat ditentukan menggunakan kromatografi gas. Kromatografi gas (GC-Gas Chromatography) adalah teknik analisa untuk memisahkan komponen berdasarkan polaritas dan titik didihnya. Kromatografi gas dapat memberikan informasi kualitatif dan kuantitatif untuk masing-masing fraksi atau komponen penyusun sampel. Pemisahan yang terjadi dalam kromatografi dilaksanakan dengan manipulasi sedemikian rupa sifat-sifat fisik umum dari suatu senyawa atau molekul, yaitu :

a. Kecenderungan suatu molekul untuk larut dalam cairan (partisi).

b. Kecenderungan suatu molekul untuk menguap.

Masing-masing fraksi atau komponen penyusun sampel memiliki karakteristik struktur kimia yang berbeda, komponen ini dapat ber-partisi dalam kolom sebagai fase stasioner berdasarkan polaritas. Komponen yang sifatnya polar akan cenderung tertahan di kolom bila digunakan kolom yang juga sifatnya polar, sedangkan komponen yang sifatnya lebih non polar akan terbawa oleh fase gerak, dalam hal ini adalah gas, sehingga komponen yang non polar akan terdeteksi lebih dahulu. Dengan demikian pemisahan diantara komponen dapat terjadi. Masing-masing fraksi atau komponen penyusun sampel juga memiliki kisaran titik didih yang berbeda, sehingga bila suatu komponen diberi perlakuan pemanasan yang tinggi sampai pada titik didihnya, komponen yang menguap lebih dahulu akan terdeteksi lebih dulu dibandingkan dengan komponen lainnya yang titik didihnya lebih tinggi, dengan demikian pemisahan dapat terjadi.

Pada prinsipnya, kriteria sampel yang ingin diketahui komponen penyusunnya melalui kromatografi gas haruslah sampel yang tahan panas dan mudah menguap pada saat injeksi. Analisis lemak, yang terdiri dari asam lemak non volatil dikonversi secara kimia (proses esterifikasi asam lemak) menjadi komponen yang volatil, yaitu FAME (Fatty Acid Methyl Ester). FAME ini kemudian dapat dianalisa menggunakan GC. Glicerol ester dapat di-dekomposisi secara kimia menjadi metil ester dari masing-masing asam lemak.

Metilasi asam lemak dapat dilakukan dengan 2 cara ; metilasi metode KOH-Metanol  dan transmetilasi in situ. Pada metilasi metode KOH-Metanol, Lipida (gliceride, glycerophosphatide, glycosyglyceride, sterol ester atau lilin) mulanya dihidrolisis dalam medium alkali yang digunakan untuk mengekstrak lemak dan fase yang tidak tersabunkan (non lemak) yang ada pada lemak kasar (campuran sterol, alkohol, hidrokarbon, pigmen, vitamin). Dilakukan saponifikasi pada suhu ruang. Reagen yang digunakan adalah campuran KOH dalam metanol. Fase yang tidak tersabunkan bila dilakukan sentrifugasi akan mengendap sehingga supernatan berisi metil ester asam lemak kemudian digunakan untuk analisis selanjutnya menggunakan GC.

Metode Transmetilasi In Situ untuk memperoleh turunan asam lemak dalam bentuk metil ester dilakukan dengan pemanasan terhadap asam lemak bebas menggunakan anhydrous metanol berlebih dengan keberadaan katalis BF₃. Pemberian asam seperti HCl atau sulfuric acid-metanol biasanya digunakan untuk menyempurnakan proses esterifikasi asam lemak dengan rantai sangat panjang (C24:0-C36:0) sebelum dilakukan analisis GC.

Prosedur kerja :

Persiapan metil ester asam lemak metode transmetilasi in situ  (Park and Goins, 1994)

Sampel minyak ditimbang sebanyak 0,1 g ke dalam tabung reaksi

Ditambahkan 0,1 mL metilen klorida dan 1 mL NaOH 0,5 N dalam metanol

Dipanaskan dalam penangas air bersuhu 90⁰C selama 10 menit

Didinginkan dan ditambahkan 1 mL BF₃ 14% dalam methanol

Dipanaskan dalam penangas air bersuhu 90⁰C selama 10 menit

Didinginkan dan ditambahkan 1 mL akuades dan 0,5 mL heksana

Disentrifugasi kecepatan 3000rpm selama 5 menit

Diambil lapisan atas dan siap untuk analisis dengan GC

Kondisi kromatografi gas (GC) yang digunakan :

·           Kolom                         : Kapiler bahan isian silika, panjang 50 m ; id. 0,22 mm

·           Bahan isian                : Silika

·           Jenis                           : Bonded phase

·           Fase                           : CBP20 (Polar)

·           Ketebalan lapisan     : 0,25 mikrometer

^·            Gas pembawa                       : Nitrogen, kecepatan 200 kg/m²

·           Gas pembakar                     : Hidrogen, kecepatan 1,0 kg/cm²

^·            Gas pembantu                       : Udara, tekanan 0,5 kg/cm²

·           Suhu kolom                : 140-200 ⁰C dengan kenaikan suhu 5⁰C per menit

·           Suhu injektor              : 250 ⁰C

·           Suhu detektor                        : 250 ⁰C

·           Volume Injeksi           : 2 mikroliter

PERBEDAAN GC DAN GC-MS

Sama-sama GC, tapi detektornya beda. Kalau GC (aja) biasanya pakai detektor flame ionization detector (FID) atau  thermal conductivity detector (TCD).  Nah, kalau GC-MS, detektornya menggunakan mass spectrometer (spektrometer massa). 

GC : gas chromatography, prinsipnya sama saja dengan kromatografi2 yang lain,
memisahakan komponen. hasil GC yg kita tahu cuma intensitas sinyal, dan
retention time. kalau intensitas diintegrasi terhadap waktu, maka kita dapat
area, yang menyatakan konsentrasi komponen tersebut.

informasi tentang komponen apakah itu, dan kapan keluarnya, kita tidak tahu.
jadi dibutuhkan kalibrasi dengan komponen standar (biasanya 95% keatas) untuk
mengetahuinya.

kalau kita tahu kemungkinannya senyawa apa, bisa dengan coba2 membandingkan
retention time sample dengan standar. tapi kalo tidak tahu, ya harus memisahkan
masing2 komponen itu (preparative), lalu dianalisa lagi dengan proses lain.

kalau volume samplenya banyak sih nggak papa, tapi kalo cuman sekian ml, mau
dipisah pake kolom kromatografi atau penyulingan kan nggak mungkin.

GC-MS menggabungkan mass spectrometry dengan GC. GC berfungsi sebagai pemisah,
dan MS menganalisa masing2 peak GC tersebut. Lebih seru lagi kalau MS nya punya
database dan software yang bisa memprediksi struktur senyawa dari masing2 peak.
kita tinggal inject, it does the rest. praktis kan? (idealnya loh)

jadi biasanya CG-MS buat identifikasi masing2 peak saja (qualitative),
selebihnya ketika kita cuma butuh analisa kuantitatif, cukup pake GC.

GC merupakan alat kromatrografi Gas yang berfungsi untuk memisahkan suatu senyawa dengan bantuan gas nitrogen, hidrogen, dll. Sedangkan GC-MS kerjanya sama dengan GC, tetapi alat tersebut dilengkapi dengan pencacah fragmen sehingga kita dapat mengetahui pemecahan ion fragmen senyawa dan dapat mengetahui Berat Molekul senyawa yang di analisis.

GC merupakan suatu alat atau suatu sistem yang dapat menganalsis sample berupa gas atau larutan yang dapat berubah menjadi gas pada tekanan dam temperatur tertentu.
 

kalau prinsip dasarnya yaitu pemisahan komponen-komponen berdasarkan daya absorpsinya terhadap fasa diamnya. jadi yang namanya GC mempunya dua fasa yaitu fas gerak (cariier gas) dan fasa diam.
Fasa gerak : Helium, Hydrogen (harus yang UHV = ultra high purity) Fasa Diam :senyawa polimer yang terdapat dalam kolom tsb

GC itu menpunyai tiga komponen utama yaitu : inlet (injector) Oven, Detector (FID, TCD, ECD, etc)

Berarti kalau yang namanya GC-MS adanya penambahan
detector dari GC tsb. jadi kalu GC sudah tsbt sudah
menggunakan MS maka kita akan mengetahui
senyawa-senyawa yang akan kita analysis berdasarkan
dari berat komponen-komponen setiap peaknya
berdasarkan mol weight nya juga .
dan kita kan tahu senyawa-senya yang telah kita
injeksikan ke dalam GC tersebut senyawa apa
misalnya H2O itu mempunya MW nya = 18

 

Kalo GC cuma digunakan untuk memisahkan senyawa2 dalam suatu campuran larutan dan identifikasi biasa. Biasanya identifikasinya harus dicocokkan dengan suatu reference yang sudah diketahui dengan tepat baik komponennya maupun konsentrasinya... tapi jika GC yang ditandem dengan MS atau dikenal sbg GC-MS bisa digunakan utk identifikasi gugus fungsi dan posisi gugus fungsi-nya juga.

 

GC-MS

Kromatografi gas-spektrometer massa (GC-MS) adalah metode yang mengkombinasikan kromatografi gas dan spektrometri massa untuk mengidentifikasi senyawa yang berbeda dalam analisis sampel.
GC-MS adalah terdiri dari dua blok bangunan utama: kromatografi gas dan spektrometer massa . Kromatografi gas menggunakan kolom kapiler yang tergantung pada dimensi kolom itu (panjang, diameter, ketebalan film) serta sifat fase (misalnya 5% fenil polisiloksan). Perbedaan sifat kimia antara molekul-molekul yang berbeda dalam suatu campuran dipisahkan dari molekul dengan melewatkan sampel sepanjang kolom. Molekul-molekul memerlukan jumlah waktu yang berbeda (disebut waktu retensi) untuk keluar dari kromatografi gas, dan ini memungkinkan spektrometer massa untuk menangkap, ionisasi, mempercepat, membelokkan, dan mendeteksi molekul terionisasi secara terpisah. Spektrometer massa melakukan hal ini dengan memecah masing-masing molekul menjadi terionisasi mendeteksi fragmen menggunakan massa untuk mengisi rasio.
Kedua komponen, yang digunakan bersama-sama, memungkinkan tingkat lebih baik dari identifikasi substansi dari pada unit yang digunakan secara terpisah. Tidaklah mungkin untuk membuat identifikasi akurat dari molekul tertentu dengan kromatografi gas atau spektrometri massa sendirian. Proses spektrometri massa murni biasanya membutuhkan sampel yang sangat murni sementara kromatografi gas menggunakan detektor tradisional (misalnya Flame Ionisasi Detektor) mendeteksi beberapa molekul yang terjadi untuk mengambil jumlah waktu yang sama untuk melakukan perjalanan melalui kolom (yaitu memiliki waktu retensi yang sama) yang hasil dalam dua atau lebih molekul untuk bersama-elute. Kadang-kadang dua molekul yang berbeda juga dapat memiliki pola yang sama fragmen terionisasi dalam spektrometer massa (spektrum massa). Menggabungkan dua proses membuatnya sangat tidak mungkin bahwa dua molekul yang berbeda akan berperilaku dengan cara yang sama di kedua kromatografi gas dan spektrometer massa. Oleh karena itu ketika mengidentifikasi spektrum massa muncul pada waktu retensi karakteristik dalam analisis GC-MS, biasanya meminjamkan untuk meningkatkan kepastian bahwa kepentingan adalah analit dalam sampel.

Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2152083-gc-ms-kromatografi-gas-spektrometer/#ixzz2FOM575pf
http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2152083-gc-ms-kromatografi-gas-spektrometer/ 15;55 18 desember

laporan GC-MS

DEFINISI, INSTRUMENTASI, PRINSIP KERJA, DAN METODE ANALISIS GAS CROMATOGRAFY MASS SPECTROMETRY (GCMS)

DEFINISI, INSTRUMENTASI, PRINSIP KERJA, DAN METODE ANALISIS

GAS CROMATOGRAFY MASS SPECTROMETRY (GCMS)

A.     Defenisi Gas Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

GCMS merupakan metode pemisahan senyawa organik yang menggunakan dua metode analisis senyawa yaitu kromatografi gas (GC) untuk menganalisis jumlah senyawa secara kuantitatif dan spektrometri massa (MS) untuk menganalisis struktur molekul senyawa analit.

Gas kromatografi merupakan salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi komponen-komponen penyusunnya. Gas kromatografi biasa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas.

Spektroskopi massa adalah suatu metode untuk mendapatkan berat molekul dengan cara mencari perbandingan massa terhadap muatan dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari-jari orbit melingkarnya dalam medan magnetik seragam.

Penggunaan kromatografi gas dapat dipadukan dengan spektroskopi massa. Paduan keduanya dapat menghasilkan data yang lebih akurat dalam pengidentifikasian senyawa yang dilengakapi dengan struktur molekulnya.

Kromatografi gas ini juga mirip dengan distilasi fraksional, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan pada perbedaan itik didih (atau tekanan uap). Namun, distilasi fraksional biasanya digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dari campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan padaskala yang lebih kecil (yaitu mikro)(Pavia:2006).

B.     Instrumentasi Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

Rangkaian instrumentasi untuk gas kromatografi dan spekstroskopi massa bergabung menjadi satu kesatuan rangkaian yang sering disebut dengan GCMS. Secara umum rangkaian GCMS :

Gambar 1. Diagram Alir Kromatografi Gas-Cair

(Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_chromatographydiakses tanggal 12 Des 2011)

Berikut adalah penjelasan mengenai masing-masing instrument pada rangkaian GCMS.

1.     Instrumentasi Gas Kromatografi

a.     Carrier Gas Supply

Gas pembawa (carrier gas) pada kromatografi gas sangatlah penting. Gas yang dapat digunakan pada dasarnya haruslah inert, kering, dan bebas oksigen. Kondisi seperti ini dibutuhkan karena gas pembawa ini dapat saja bereaksi dan dapat mempengaruhi gas yang akan dipelajari atau diidentifikasi.

b.     Injeksi Sampel

Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempengan karet ini disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut.

c.     Kolom

Ada dua tipe utama kolom dalam kromatografi gas-cair. Tipe pertama, tube panjang dan tipis berisi material padatan; Tipe kedua, lebih tipis dan memiliki fase diam yang berikatan dengan pada bagian terdalam permukaannya. Ada tiga hal yang dapat berlangsung pada molekul tertentu dalam campuran yang diinjeksikan pada kolom:

• Molekul dapat berkondensasi pada fase diam.
• Molekul dapat larut dalam cairan pada permukaan fase diam
• Molekul dapat tetap pada fase gas

2.Instrumentasi Spekstroskopi massa

a. Sumber Ion

Setelah melewati rangkaian gas kromatografi, sampel gas yang akan diuji dilanjutkan melalui rangkaian spekstroskopi massa. Molekul-molekul yang melewati sumber ion ini diserang oleh elektron, dan dipecah menjadi ionion positifnya. Tahap ini sangatlah penting karena untuk melewati filter, partikel-partikel sampel haruslah bermuatan.

b. Filter

Selama ion melui rangkaian spekstroskopi massa, ion-ion ini melalui rangkaian elektromagnetik yang menyaring ion berdasarkan perbedaan masa. Para ilmuwan memisahkan komponen-komponen massa untuk kemudian dipilih yang mana yang boleh melanjutkan yang mana yang tidak (prinsip penyaringan). Filter ini terus menyaring ion-ion yang berasal dari sumber ion untuk kemudian diteruskan ke detektor.

c.     Detektor

Ada beberapa tipe detektor yang biasa digunakan. Detektor ionisasi nyala dijelaskan pada bagian bawah penjelasan ini, merupakan detektor yang umum dan lebih mudah untuk dijelaskan daripada detektor alternatif lainnya.

Dalam mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang sangat kompleks. Selama proses, sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dihasilkan dalam nyala. Kehadiran ion dan elektron dapat dideteksi.  Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom. Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor.

Hasil detektor akan direkam sebagai urutan puncak-puncak; setiap puncak mewakili satu senyawa dalam campuran yang melalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati-hati kondisi dalam kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang tampak-tentu saja anda atau seseorang lain telah menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa pada kondisi yang sama.

C.     Prinsip Kerja Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

1.     Kromatografi Gas (Gas Chromatography)

Kromatografi gas (GC) merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran. Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah senyawa kompleks.

Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau "mobile phase") adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reactive seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (atau "aerograph", "gas pemisah").

2.     Spektroskopi Massa (Mass Spectrometry)

Umumnya spektrum massa diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sample menjadi ion-ion yang bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan.

Spektroskopi massa mampu menghasilkan berkas ion dari suatu zat uji, memilah ion tersebut menjadi spektum yang sesuai dengan perbandingan massa terhadap muatan dan merekam kelimpahan relatif tiap jenis ion yang ada. Umumnya hanya ion positif yang dipelajari karena ion negative yang dihasilkan dari sumber tumbukan umumnya sedikit.

3.     Kombinasi GCMS

Saat GC dikombinasikan dengan MS, akan didapatkan sebuah metode analisis yang sangat bagus. Peneliti dapat menganalisis larutan organik, memasukkannya ke dalam instrumen, memisahkannya menjadi komponen tinggal dan langsung mengidentifikasi larutan tersebut. Selanjutnya, peneliti dapat menghitung analisa kuantitatif dari masing-masing komponen. Pada Gambar 4, sumbu z menyatakan kelimpahan senyawa, sumbu x menyatakan spektrum kromatografi, dan sumbu y menyatakan spektrum spektroskopi massa. Untuk menghitung masing-masing metode dapat divisualisasikan ke dalam grafik dua dimensi.

4.     Metode Analisis Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

Pada metode analisis GCMS (Gas Cromatografy Mass Spektroscopy) adalah dengan membaca spektra yang terdapat pada kedua metode yang digabung tersebut. Pada  spektra GC jika terdapat bahwa dari sampel mengandung banyak senyawa, yaitu terlihat dari banyaknya puncak (peak) dalam spektra GC tersebut. Berdasarkan data waktu retensi yang sudah diketahui dari literatur, bisa diketahui senyawa apa saja yang ada dalam sampel.

   Selanjutnya adalah dengan memasukkan senyawa yang diduga tersebut ke dalam instrumen spektroskopi massa. Hal ini dapat dilakukan karena salah satu kegunaan dari kromatografi gas adalah untuk memisahkan senyawa-senyawa dari suatu sampel. Setelah itu, didapat hasil dari spektra spektroskopi massa pada grafik yang berbeda.

   Informasi yang  diperoleh dari kedua teknik ini yang digabung dalam instrumen GC/MS adalah tak lain hasil dari masing-masing spektra. Untuk spektra GC, informasi terpenting yang didapat adalah waktu retensi untuk tiap-tiap senyawa dalam sampel. Sedangkan untuk spektra MS, bisa diperoleh informasi mengenai massa molekul relatif dari senyawa sampel tersbut.

              Tahap-tahap suatu rancangan penelitian GC/MS:

1.     Sample preparation

2.     Derivatisation

3.   Injeksi

              Menginjeksikan campuran larutan ke kolom GC lewat heated injection port. GC/MS kurang cocok untuk analisa senyawa labil pada suhu tinggi karena akan terdekomposisi pada awal pemisahan.

4.     GC separation

              Campuran dibawa gas pembawa (biasanya Helium) dengan laju alir tertentu melewati kolom GC yang dipanaskan dalam pemanas. Kolom GC memiliki cairan pelapis (fasa diam) yang inert.

5.     MS detector

              Aspek kualitatif : lebih dari 275.000 spektra massa dari senyawa yang tidak diketahui dapat teridentifikasi dengan referensi komputerisasi.

              Aspek kuantitatif : dengan membandingkan kurva standar dari senyawa yang diketahui dapat diketahui kuantitas dari senyawa yang tidak diketahui.

6.     Scanning

              Spektra massa dicatat secara reguler dalam interval 0,5-1 detik selama pemisahan GC dan disimpan dalam sistem instrumen data untuk digunakan dalam analisis. Spektra massa berupa fingerprint ini dapat dibandingkan dengan acuan.

Daftar Pustaka

Fowlis, Ian A.,1998. Gas Chromatography Analytical Chemistry by Open Learning. John Wiley & Sons Ltd: Chichester.

Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel (2006). Introduction to Organic Laboratory Techniques (4th Ed.). Thomson Brooks/Cole. pp. 797–817.

Skoog, Douglas A., Donald M. West, F. James Holler. 1991.  Fundamental of Analytical Chemistry. Seventh Edition. New York: Saunders College Publishing.
http://fuadrofiqi.blogspot.com/2012/02/definisi-instrumentasi-prinsip-kerja.html 15:53, 18 desember