Zat Warna & Kaitannya dengan spektro UV-Vis

Minggu lalu kita sudah membahas senyawa poliena dan zat warna. Nah sekarang kita akan membahas kaitan senyawa poliena dengan spektro UV-Vis. Sinar ultraviolet jauh memiliki jarak panjang gelombang ± 10 – 200 nm, sedangkan sinar ultraviolet dekat memiliki jarak panjang gelombang ± 200-400 nm. Yang hanya dapat melihat cahaya UV hanya beberapa hewan antara lain burung, reptil dan serangga seperti lebah yang dapat melihat sinar pada panjang gelombang UV. Untuk menentukan struktur molekul senyawa organik diperlukan interaksi senyawa organik dengan sinar ultraviolet dan sinar tampak. Nah, bagian dari molekul yang paling cepat bereaksi dengan sinar tersebut adalah elektron-elektron ikatan dan  elektron-elektron nonikatan (elektron bebas). 

Sinar ultralembayung dan sinar tampak merupakan energi, yang bila mengenai elektron-elektron tersebut, maka elektron akan tereksitasi dari keadaan dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi, eksitasi elektron-elektron ini, direkam dalam bentuk spektrum yang dinyatakan sebagai panjang gelombang dan absorbansi, sesuai dengan jenis elektron-elektron yang terdapat dalam molekul yang dianalisis. Makin mudah elektron-elektron  bereksitasi makin besar panjang gelombang yang diabsorbsi, makin banyak elektron yang bereksitasi makin tinggi absorban.
Pada spektrofotometri UV-Vis ada beberapa istilah yang digunakan terkait dengan molekul, yaitu kromofor, auksokrom, efek batokromik atau pergeseran merah, efek hipokromik atau pergeseran biru, hipsokromik, dan hipokromik. Kromofor adalah molekul atau bagian molekul yang mengabsorbsi sinar dengan kuat di daerah UV-Vis, misalnya heksana, aseton, asetilen, benzena, karbonil, karbondioksida, karbonmonooksida, gas nitrogen. Auksokrom adalah gugus fungsi yang mengandung pasangan elektron bebas berikatan kovalen tunggal, yang terikat pada kromofor yang mengintensifkan absorbsi sinar UV-Vis pada kromofor tersebut, baik panjang gelombang maupun intensitasnya, misalnya gugus hidroksi, amina, halida, alkoksi.

Tipe-tipe spektrometri UV-Vis
Pada umumnya terdapat dua tipe instrumen spektrofotometer, yaitu  single-beam dan double-beam.

1. Single-beam instrument digunakan untuk kuantitatif dengan mengukur absorbansi pada panjang gelombang tunggal. Single-beam instrument mempunyai beberapa keuntungan yaitu sederhana, harganya murah, dan mengurangi biaya yang ada merupakan keuntungan yang nyata. Beberapa instrumen menghasilkan  single-beam instrument untuk  pengukuran sinar ultra violet dan sinar tampak. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800 sampai 1000 nm. Doublebeam  dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang 190 sampai 750 nm.  
2. Double-beam instrument mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blanko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel.

Zat yang dapat dianalisis dengan spektro UV-Vis yaitu zat dalam bentuk larutan dan zat yang tampak berwarna maupun berwarna. Sebelumnya kita sudah membahas senyawa poliena, dimana salah satu bagian dari senyawa poliena adalah karotenoid. Karotenoid terbagi menjadi dua yaitu karoten dan xantofil. Bagian dari karoten adalah B-Karoten. Spektrofotometri UV-Vis adalah metode analisis berdasarkan interaksi antara radiasi elektromagnetik ultra violet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer dengan suatu materi (senyawa) (Mulja dan Suharman, 1995). Metode ini berdasarkan penyerapan sinar ultraviolet maupun sinar tampak yang menyebabkan terjadinya transisi elektron (perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ketingkat energi yang lebih tinggi). Apabila dua buah atom saling berikatan dan membentuk molekul maka akan terjadi tumpang tindih dua orbital dari kedua atom yang masing-masing mengandung satu elektron dan kemudian terbentuk orbital molekul.
Jika dikaitkan dengan ke lingkungan sekitar contohnya pada cabe merah, didalam cabe merah terkandung beta karoten.  Dalam tubuh ß-karoten akan diubah menjadi vitamin A. Cabe yang dianggap sebagai bahan pangan yang sangat penting merupakan sumber ß-karoten yang sangat baik. Jadi untuk mengetahui kandungan ß-karoten dalam cabe dengan metode spektro UV-Vis yang sebelumnya dilakukan ekstraksi dan maserasi pada cabe tersebut. Hasilnya  ada hubungan langsung antara derajat kemerahan cabe dengan kadar ß-karoten, semakin merah cabe semakin tinggi kadar ß-karoten dan ini dipengaruhi antara lain oleh tingkat kematangan cabe. Warna merah biasanya seiring dengan kematangan cabe, sehingga faktor panen cabe yang diambil sangat menentukan kadar ß-karoten. Jadi, semakin jelas kecerahan warna tersebut maka kita semakin mudah menganalisis kandungan senyawa poliena menggunakan spektro UV-Vis. Penetapan kadar ß-karoten dilakukan dengan metode spektrofotometri tampak pada panjang gelombang 452,4 nm.

Permasalahan.

1. Bagaimana menentukan kadar beta karoten pada senyawa poliena dengan spektro UV-Vis? Tolong jelaskan
2. Apakah peranan penting dari spektrum UV-Vis?
3. Zat yang dapat dianalisis menggunakan spektro uv-vis adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut harus berwarna. Lalu bagaimana dengan jika zat nya tetap bentuk larutan tetapi tidak berwarna, apakah masih bisa dianalisis? Kalau bisa bagaimana caranya?