PARAMETER POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONs (PAHs) DALAM STANDARDISASI PRODUK PANGAN

Oleh

Titin Mahardini, Renawati I., dan Aan Yulistia*)

Abstrak

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) merupakan kelompok senyawa yang memiliki berat molekul besar, berbentuk datar, dan memiliki struktur dengan banyak cincin aromatik. Senyawa ini banyak terdapat di alam sebagai polutan hasil pembakaran bahan-bahan organik, baik dalam bentuk partikel padat ataupun gas. Beberapa jenis senyawa PAHs bersifat karsinogenik. Salah satu jenis senyawa PAHs yang digunakan sebagai indikator tingkat keamanan PAHs adalah Benzo(a)pyrene (BaP) karena diidentifikasi sebagai senyawa yang paling tinggi tingkat karsinogenitasnya. Karena sifatnya yang karsinogenik tersebut, beberapa negara seperti Jerman sudah menetapkan batas maksimum BaP sebesar 1 ppb pada produknya. Karena Indonesia memiliki beberapa produk yang diproses dengan pembakaran, kandungan PAHs harus dijadikan syarat mutu pada standar produk pangan.

Kata kunci: polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs, benzo(a)pyrene, karsinogenik I. PENDAHULUAN Akhir-akhir ini timbul isu tentang adanya cemaran senyawa hidrokarbon aromatik polisiklik (polycyclic aromatic hydrocarbons-PAHs) di dalam minyak kelapa. Bahkan terjadi kasus minyak sawit tercemar solar, kandungan PAHs inilah yang dijadikan alasan utama penolakan minyak sawit Indonesia. Hasil analisis yang dilakukan pihak Belanda menunjukkan bahwa dengan tingkat cemaran solar sebesar 1,7%, kandungan senyawa PAH benzo(a)pyrene BaP sebesar 3 ppb. Keberadaan senyawa hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) dalam minyak kelapa diduga berasal dari bahan baku yang digunakan ataupun muncul pada waktu proses pengolahan.

Hal tersebut dianggap dapat menurunkan kualitas produk yang dicemarinya karena sifatnya yang karsinogenik. Walaupun saat ini cemaran PAHs dalam minyak kelapa baru diberlakukan beberapa negara maju, dampak kemungkinan diberlakukannya persyaratan tersebut pada negara-negara lain terutama negara pengekspor minyak goreng seperti Indonesia juga dapat terjadi. Negara Jerman misalnya, menetapkan kandungan cemaran benzo(a)pyrene-BaP maksimal 1 μg/kg atau 1 ppb. Senyawa benzo(a)pyrene dipakai sebagai indikator tingkat pencemaran PAH, karena dianggap sebagai senyawa yang tingkat karsinogenitasnya tinggi diantara senyawa-senyawa PAH lainnya. Oleh karena

*) Balai Besar Industri Agro Deprin, Bogor

itu, untuk mengantisipasi hal tersebut maka perlu ditambahkannya perameter PAHs dalam standardisasi produk pangan.

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) merupakan kelompok senyawa yang memiliki berat molekul besar, berbentuk datar, dan memiliki struktur dengan banyak cincin aromatik. Senyawa ini banyak terdapat di alam sebagai polutan hasil pembakaran bahan-bahan organik, baik dalam bentuk partikel padat ataupun gas. Hingga saat ini terdapat lebih dari 100 jenis PAH yang telah diidentifikasi, baik yang berbentuk jarum, piringan, kristal, lembaran atau prisma, serta dari tidak berwarna, berwarna kuning pucat, hingga kuning keemasan. Sifat kelarutan setiap jenis senyawa PAH juga bervariasi, namun sebagian besar senyawa PAH bersifat kurang larut dalam etanol dan larut atau sedikit larut dalam asam asetat, benzena, dan aseton. Beberapa senyawa PAH bersifat larut dalam minyak mineral dan minyak nabati, namun jenis PAH ini tidak larut dalam dietil eter, petroleum eter, dan air (Anonim, 1998).

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) merupakan senyawa kimia yang terdiri dari cincin aromatik dan tidak mengandung heteroatom atau carry substituents. Senyawa ini dapat ditunjuk sebagai polutan. Beberapa senyawa PAH diketahui atau diduga bersifat karsinogenik. PAH dibentuk dari hasil pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar yang mengandung karbon seperti kayu, batu-bara, diesel, fat, atau tembakau (Wikipedia, 2007).

Ilustrasi tipe Polycyclic Aromatic Hidrocarbons (PAHs) dapat digambarkan pada gambar 1 berikut ini:

Gambar 1 Ilustrasi Tipe Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs)

Senyawa PAHs dapat memiliki beberapa cincin aromatik mulai dari empat, lima, enam ataupun tujuh cincin, tetapi yang paling banyak dengan lima atau enam cincin. PAHs dengan enam cincin aromatik disebut alternant PAH. Alternant PAH tertentu disebut ”benzoid” PAHs, nama ini berasal dari benzena, aromatik hidrokarbon dengan tunggal, enam cincin. Antar cincin benzena dihubungkan dengan ikatan karbon-karbon (wikipedia, 2007).

Struktur molekul beberapa senyawa PAH ditampilkan pada gambar 2 berikut

ini:

Benzo(a)pyrene Benzo(ghi) Fluoranthene Dibenzo(a,h)anthracene

Phenanthrene Dibenzo(aj)antrachene Anthracene

Gambar 2 Struktur Molekul Kimia Beberapa Senyawa PAHs

II. SIFAT KARSINOGENIK PAHs Banyak senyawa-senyawa aromatik, termasuk PAHs, yang bersifat karsinogenik. Hal ini berdasarkan sifatnya yang hidrofobik (tidak suka akan air), dan tidak memiliki gugus metil atau gugus reaktif lainnya untuk dapat diubah menjadi senyawa yang lebih polar. Akibatnya senyawa PAH sangat sulit diekskresi dari dalam tubuh dan biasanya terakumulasi pada jaringan hati, ginjal, maupun adiposa atau lemak tubuh. Dengan struktur molekul yang menyerupai basa nukleat (adenosin, timin, guanin, dan sitosin), molekul PAH dapat dengan mudah menyisipkan diri pada untaian DNA. Akibatnya fungsi DNA akan terganggu dan apabila kerusakan ini tidak dapat diperbaiki dalam sel, maka akan menimbulkan penyakit kanker (Elisabeth, dkk., 2000). Sifat Karsinogenis tersebut dapat diilustrasikan pada gambar 3 berikut ini:

Gambar 3 Ilustrasi Sifat Karsinogenik Senyawa PAHs

Diantara banyak jenis senyawa PAHs, ada 15 jenis yang diketahui bersifat karsinogenik (penyebab kanker). Salah satunya, benzo(a)pyrene, telah diidentifikasi sebagai senyawa PAHs yang memiliki sifat karsinogenik tinggi, karena dapat membentuk kompleks dengan DNA secara permanen dan menyebabkan mutasi pada gen. Pada tabel 1 berikut ini tertera jenis-jenis senyawa PAH yang bersifat karsinogenik dan masing-masing nilai faktor potensi relatifnya dapat menyebabkan penyakit kanker dengan benzo(a) pyrene yang digunakan sebagai acuan (Elisabeth, dkk., 2000).

Tabel 1 Senyawa PAH yang Bersifat Karsinogenik dan Faktor Potensi Relatif Karsinigenitasnya (Elisabeth, dkk., 2000).

Klasifikasi sifat karsinogenitasnya No Jenis Senyawa

USEPA 1) IARC 2) Faktor potensi relatif

1 Benzo(a)anthracene B2 2A 0,1 2 Benzo(b)fluoranthene B2 2B 0,1 3 Benzo(j) fluoranthene NA 2B NA 4 Benzo(k) fluoranthene B2 2B 0,01 5 Benzo(a)pyrene B2 2A 1 6 Dibenzo(a,h)acridine D 3 NA 7 Dibenzo(a,j)acridine D 3 NA 8 Dibenzo(a,h)anthracene B2 NA 1 9 7H-Dibenzo(c,g)carbazole D 3 NA

10 Dibenzo(a,e)pyrene D 3 NA 11 Dibenzo(a,h)pyrene D 3 NA 12 Dibenzo(a,i)pyrene D 3 NA 13 Dibenzo(a,l)pyrene D 3 NA

14 Indeno(1,2,3-cd)pyrene B2 2B 0,1 15 5-Methylchrysene B2 3 NA

Keterangan: 1)US Enviromental Protection agency 2)International Agency for Research on Cancer

B2 dan 2A : Karsinogenik bagi manusia (terbukti secara in vivo) 2B : Dapat bersifat karsinogenik bagi manusia (non genotoxic carcinogen atau

mekanismenya belum jelas) D dan 3 : Belum diklasifikasikan NA : Data tidak tersedia

Sifat karsinogenitas PAHs hingga saat ini baru terbukti secara ilmiah pada hewan-hewan percobaan. Namun studi epidemiologi menunjukkan bahwa resiko penyakit kanker paru-paru, lambung dan kulit cukup tinggi pada masyarakat yang tinggal di daerah yang udaranya mengandung PAHs tinggi. Secara in vivo, benzo(a)pyrene telah terbukti dapat menyebabkan tumor pada setiap model hewan percobaan, baik melalui jalur makanan, pernapasan, maupun kontak pada permukaan kulit. Inisiasi proses karsinogenik dari benzo(a) pyrene bahkan dapat terjadi pada bagian jaringan yang jauh dari titik asal paparannya. Pada tikus percobaan, konsumsi benzo(a)pyrene dengan dosis 120 ppm/kg berat badan (BB)/hari dapat menyebabkan kematian dengan lama konsumsi kurang dari 14 hari. Lebih lanjut, konsumsi benzo(a)pyrene sebesar 10 ppm/kg BB/hari akan menyebabkan gangguan sistem reproduksi pada induk hewan dan gangguan pertumbuhan pada anak yang dilahirkan. Karena itulah benzo(a)pyrene dikategorikan sebagai senyawa genotic carcinogen, dan digunakan sebagai senyawa acuan dalam menentukan faktor potensi relatif senyawa-senyawa PAH lainnya sebagai penyebab kanker. Di dalam tubuh, benzo(a)pyrene juga dapat berinterasi dengan hemoglobin (Hb), yang merupakan protein pengangkut oksigen pada sel darah merah. Karena itu keberadaan benzo(a)pyrene dalam tubuh dapat dideteksi melalui darah atau urin. Namun hasil deteksi ini tidak dapat menggambarkan atau memprediksi sampai seberapa jauh tingkat konsumsi atau kontaminasi benzo(a)pyrene pada seorang individu (Elisabeth, dkk., 2000).

III. KONTAMINASI DAN TINGKAT KEAMANAN PAHs Senyawa PAHs banyak terdapat pada asap kendaraan bermotor, asap pabrik, asap rokok, asap pembakaran arang, asap hasil kebakaran hutan, asap minyak goreng, aspal petroleum, beberapa pelarut komersial, creosote (bahan pengawet kayu), dan juga hasil pirolisis karbohidrat, asam amino, serta asam lemak. PAHs yang terdapat pada makanan terjadi akibat adanya proses pengolahan (teknologi) yang menggunakan suhu tinggi seperti pemanggangan dan penggorengan, maupun akibat kontaminasi atau polusi dari udara.

Di udara molekul-molekul PAHs akan bergabung dengan partikel debu dan masuk ke dalam air, tanah maupun tanaman untuk kemudian berinteraksi dengan manusia. ATSDR (Agency for Toxic Subtances and Disease Registry) mendeteksi adanya benzo(a)pyrene pada buah-buahan, sayuran, daging, minuman dan tembakau yang beredar di pasaran. Namun yang pasti, pembentukan benzo(a)pyrene pada makanan sangat tergantung dari metode pemasakan yang digunakan.

Telah terbukti bahwa kandungan senyawa PAHs karsinogenik pada makanan yang dipanggang cukup tinggi, terutama pada produk hasil pemanggangan dengan kayu atau arang. Pada daging panggang (babi dan sapi) terkandung benzo(a)pyrene sebesar 1,4-4,5 ppb, sate kambing 23 ppb, ikan asap Jepang 37 ppm, dan pada minyak goreng bekas 1,4-4,5 ppb. Proses pemanggangan dengan oven menghasilkan produk olahan dengan kandungan senyawa PAHs yang terendah, sedangkan pemasakan dengan microwave tidak menghasilkan senyawa PAHs yang karsinogenik (Elisabeth, dkk., 2000).

Hingga saat ini belum ada informasi ilmiah tentang batasan tingkat kontaminasi senyawa PAHs atau benzo(a)pyrene yang membahayakan manusia (Elisabeth, dkk., 2000) Anjuran batas kandungan PAHs oleh The Occupational Safety and Health Administration (OSHA) membatasi 0,2 milligrams PAHs per kubik meter udara (0,2 mg/m3). OSHA permissible Exposure Limit (PEL) 5 mg/m3 PAHs untuk mineral oil.

Sedangkan National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) menganjurkan jumlah PAH maksimal 0,1 mg/m3 udara untuk daerah tempat kerja dengan waktu kerja 10 jam/hari dan 40 jam/minggu (Edsell, 1986) Agency for Toxic Subtances and Disease Registry (ATSDR) merekomendasikan nilai MRL (Minimal Risk Level) benzo(a)pyrene pada manusia sebesar 0,01 ppm/kg BB/hari (ATSDR,1995) Sedangkan beberapa Negara telah membatasi jumlah benzo(a) pyrene minimal sebasar 1 ppb untuk bahan pangan yang dipanggang dan diasap (Elisabeth, dkk., 2000). IV. METODE UJI PAHs Analisis PAHs pada umumnya terdiri dari ekstraksi, purifikasi dan determinasi contoh. Masalah dalam menganalisis PAHs yaitu batas kandungannya yang sangat kecil (μg/kg atau ppb) sehingga diperlukan alat determinasi yang sensitif serta masalah dalam purifikasi contoh karena PAHs terikat dalam matriks contoh. Sejak tahun 1970-an telah dilakukan banyak penelitian mengenai metode uji PAHs baik menggunakan Gas Chromatography (GC) maupun High performance Liquid Chromatography (HPLC).

Metode ini hingga saat ini berkembang dengan dipadukannya alat kromatrografi tersebut dengan Mass Spectoscopy (MS). Di Indonesia, hingga saat ini masing jarang penelitian mengenai metode uji PAHs. Pada Tahun 1997 Balai Besar Industri Agro melalui National Resources Intitute, Inggris-Institute for Research and Development of Agrobased Industry, Indonesia (NRI-IRDABI’s project) melakukan penelitian kandungan PAHs pada kopra, minyak kelapa dan produk turunan kelapa lainnya dengan menggunakan teknik HPLC. PAHs diisolasi dengan menggunakan silika cartridge, individual PAH dipisahkan dan ditentukan dengan reverse phase HPLC menggunakan detektor fluorescence. Saat ini Balai Besar Industri Agro juga sedang melaksanakan penelitian dan pengembangan implementasi metode uji PAHs dengan menggunakan teknik HPLC pada produk minyak, margarin dan asap cair (Iskandar, 1997).

Persyaratan Kandungan Pahs Pada Produk Pangan: Perlu pembahasan mengenai persyaratan mutu PAHs pada produk pangan khususnya produk asap, ikan asap, daging asap dan lain sebagainya serta produk minyak dan margarin.

V. KESIMPULAN Senyawa PAHs dihasilkan dari proses pembakaran bahan-bahan organik yang tidak sempurna. Keberadaan PAHs diduga berasal dari bahan baku yang digunakan ataupun muncul pada waktu proses pengolahan. Beberapa senyawa PAHs telah terbukti bersifat karsinogenik yang dapat menyebabkan kanker pada manusia sehingga keberadaannya perlu dibatasi pada produk pangan. Beberapa negara maju sudah menetapkan batas maksimal PAHs dalam produk tertentu. Dengan demikian parameter PAHs perlu dimasukkan dalam standardisasi produk pangan.

DAFTAR PUSTAKA

1) Anonim, 1998, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, US Dept of Health and Human Services, Public Health Services. http//ntp-server.niehs.nih.gov/htdocs/PAHs-15html.

2) Anonim, 1990, Agency for Toxic Subtances and Desease Registry (ATSDR). US Dept. Of Health and Human Services. http://www.atsdr.edr.gov/ToxProfiles/phs8805.html.

3) Agency for Toxic Subtances and Desease Regstry (ATSDR), 1995, Toxicological Profile for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). Atlanta, GA: U.S. Departement of Health and Human Services, Public Health Services.

4) Edsell. RD., 1986, Benzo(a)pyrene Regulated with Coal Tar PitchVolatiles. Occupational Safety and Health Administration (ASHA), US Dept. Of labor http://www.osha-sle.gov/Osh.Doc/Interp_data/119860407.html.

5) Elisabeth, dkk., 2000, Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) : Kaitannya dengan minyak sawit dan kesehatan, dalam warta PPKS (Pusat Penelitian Kelapa Sawit), Medan.

6) Iskandar, R., 1997, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Content of Indonesian Coconut Oil Products, Univercity of Greenwich, Inggris.

7) Lee, H.K., 2004, Modern Techniques For The Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, in Handbook of Analytical Separation, Vol.3, Elsevier Science. http://books.google.co.id/books?id=Development+of+PAH+Analysis&pg.

8) Tamakawa et al., 1996, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, in Handbook of Food Analysis, Volume 2, Marcel Dekker, Inc., New York.

9) Wathen, S.P, 1998. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Cancer. http://main.chem.ohiou.edu/%7Echem301/wathen/pahhtml.

10) Wikipedia, 2007, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. http://en.wikipedia.org/wiki/ Polycyclic_aromatic_hydrocarbon.