BAB II TINJAUAN PUSTAKA. penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan,

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mineral dalam Diet Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun fungsi tubuh secara berlainan. Mineral digolongkan ke dalam mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg sehari, sedangkan mineral mikro dibutuhkan kurang dari 100 mg sehari. Yang termasuk mineral makro antara lain: natrium, klorida, kalium, kalsium, fosfor, dan magnesium (Almatsier, 2004). Beberapa sumber mineral dalam makanan sehari-hari adalah air mineral, air kelapa, buah-buahan seperti pisang, apel, semangka, serta sayuran seperti bayam. Menurut United States Departmen of Agriculture (2011), kandungan kalsium, kalium, magnesium, dan natrium beberapa bahan makanan dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Kandungan kalsium, kalium, magnesium, dan natrium beberapa bahan makanan Bahan Mineral (mg/100 g) Makana n Kalsium Kalium Magnesium Natrium Air mineral Air kelapa 2,9 31,2 3 10,5 Pisang Apel Semangka Bayam

2 Secara tidak langsung, mineral banyak yang berperan dalam proses pertumbuhan. Peran mineral dalam tubuh kita berkaitan satu sama lainnya, dan kekurangan atau kelebihan salah satu mineral akan berpengaruh terhadap kerja mineral lainnya (Poedjiadi, 2000) Kalsium Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh, yaitu 1,5 2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg (Barasi, 2007). Dari jumlah ini, 99% berada didalam jaringan keras, yaitu tulang dan gigi terutama dalam bentuk hidroksiapatit selebihnya kalsium tersebar luas di dalam tubuh. Absorpsi kalsium terutama terjadi di bagian atas usus halus yaitu duodenum. Peningkatan kebutuhan akan kalsium terjadi pada masa pertumbuhan, kehamilan, dan menyusui. Kacangkacangan merupakan salah satu sumber kalsium, seperti kacang kedelai, kacang hijau, kacang merah, dan kacang tanah (Almatsier, 2004). Mineral kalsium dibutuhkan untuk perkembangan tulang. Kalsium sangat penting terutama untuk anak-anak, wanita hamil, dan wanita menyusui. Jumlah yang dianjurkan per hari untuk anak-anak sebesar 500 mg, remaja mg, dan dewasa sebesar 800 mg (Almatsier, 2004). Kekurangan kalsium pada masa pertumbuhan dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan. Tulang kurang kuat, mudah bengkok dan rapuh. Semua orang dewasa, terutama sesudah usia 50 tahun akan kehilangan kalsium dari tulangnya. Tulang menjadi rapuh dan mudah patah. Ini yang dinamakan osteoporosis yang dapat dipercepat oleh keadaan stres sehari-hari.

3 Osteoporosis lebih banyak terjadi pada wanita daripada laki-laki (Almatsier, 2004) Kalium Kalium terutama terdapat di dalam sel, sebanyak 95% kalium berada di dalam cairan intraseluler. Kalium memegang peranan dalam pemeliharaan keseimbangan cairan dan elektrolit serta keseimbangan asam basa (Almatsier, 2004). Kekurangan kalium dapat terjadi karena kebanyakan kehilangan melalui saluran cerna atau ginjal. Kehilangan banyak melalui saluran cerna dapat terjadi karena muntah muntah, diare kronis atau kebanyakan menggunakan laksan (obat pencuci perut). Kebanyakan kehilangan melalui ginjal adalah karena penggunaan obat obat diuretik terutama untuk pengobatan hipertensi. Dokter sering memberikan suplemen kalium bersamaan dengan onbat obatan ini. Kekurangan kalium menyebabkan lemah, lesu, kehilangan nafsu makan, kelumpuhan, mengigau dan konstipasi. Jantung akan berdebar detaknya dan menurunkan kemampuannya untuk memompa darah (Almatsier, 2004). Kelebihan kalium akut dapat terjadi bila konsumsi tanpa diimbangi oleh kenaikan ekskresi (18 gram untuk orang dewasa). Hiperkalemia akut dapat menyebabkan gagal jantung yang berakibat pada kematian (Almatsier, 2004).

4 Kalium terdapat di dalam semua makanan berasal dari tumbuhtumbuhan dan hewan. Sumber utama adalah makanan mentah/segar, terutama buah, sayuran dan kacang-kacangan. Kebutuhan minimum akan kalium ditaksir sebanyak 2000 mg sehari (Almatsier, 2004) Magnesium Kadar magnesium yang normal dapat mempertahankan tonus otot polos, dan berimplikasi terhadap kontrol tekanan darah. Magnesium juga dapat melindungi otot jantung dari kerusakan selama iskemi (Barasi, 2007). Tubuh manusia mengandung kurang lebih 25 gram magnesium, 50%- 60% daripadanya dalam kerangka, sedangkan sisanya terdapat dalam cairan intraseluler, juga sebagai ko-faktor enzim yang menghasilkan energi. Fungsi magnesium adalah memegang peranan penting pada relaksasi otot, mungkin juga untuk myocard, pada otot jantung orang yang meninggal akibat infark ditemukan kadar magnesium dan kalium yang rendah. Oleh karena itu magnesium digunakan untuk terapi infark jantung (Tan dan Rahardja, 2007) Natrium Natrium adalah kation utama dalam darah dan cairan ekstraselular yang mencakup 95% dari seluruh kation. Oleh karena itu, mineral ini sangat berperan dalam pengaturan cairan tubuh, termasuk tekanan darah dan keseimbangan asam-basa (Barasi, 2007), serta berperan pada regulasi tekanan osmotisnya juga pada pembentukan perbedaan potensial (listrik)

5 yang perlu bagi kontraksi otot dan penerusan impuls di saraf (Tan dan Rahardja, 2007). Perubahan kadar natrium dapat mempengaruhi tekanan darah tetapi tidak dengan sendirinya menyebabkan tekanan darah tinggi. Meskipun demikian, terdapat cukup banyak bukti yang mendukung anggapan bahwa mengurangi asupan natrium dapat menurunkan tekanan darah. Kadar natrium yang dibutuhkan tubuh sehari adalah 1600 mg (Barasi, 2007). 2.2 Air Kelapa Air kelapa merupakan salah satu komponen yang diperoleh dari buah kelapa yaitu endosperma cair (coconut water) dari buah kelapa. Volume air yang terdapat pada kelapa dalam sekitar 500 ml. Air kelapa muda termasuk minuman yang alami dan higienis serta memiliki komposisi gizi yang cukup baik. Oleh karena itu dengan minum air kelapa muda selain dapat memenuhi rasa haus juga dapat menyembuhkan beberapa jenis penyakit, seperti demam, demam berdarah, hipertensi dan batu ginjal. Ini dikarenakan air kelapa muda memiliki unsur kalium yang tertinggi. Oleh karena itu, air kelapa muda berperan penting dalam meningkatkan frekuensi pembuangan urin (Rindengan, 2004). Buah kelapa berasal dari tanaman kelapa. Tanaman kelapa merupakan tanaman asli daerah tropis dan dapat ditemukan di seluruh wilayah Indonesia, mulai dari daerah pesisir pantai hingga daerah pegunungan yang agak tinggi (Warisno, 1998).

6 Menurut Herbarium Medanense (2013), dalam taksonomi tumbuhtumbuhan tanaman kelapa dimasukkan ke dalam klasifikasi sebagai berikut: Kingdom Divisio : Plantae (tumbuh-tumbuhan) : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Sub-divisio : Angiospermae (Berbiji tertutup) Kelas Ordo Familia Genus Spesies : Monocotyledonae (Biji berkeping satu) : Arecales : Arecaceae : Cocos : Cocos nucifera L Menurut Suhadirman (1999), menurut varietasnya tanaman kelapa digolongkan sebagai berikut: a. Menurut bentuk dan ukuran buah 1) Varietas typica dengan bentuk dan ukuran besar, misalnya: varietas viridis (kelapa hijau), varietas rubescens (kelapa merah), varietas sakarina (kelapa manis). 2) Varietas nana dengan bentuk dan ukuran kecil, misalnya: kelapa gading, kelapa sriwulan, kelapa raja. b. Menurut umur 1) Kelapa dalam, umumnya berbuah sesudah umur 6 tahun. 2) Kelapa genjah, berbuah antara 3-4 tahun. c. Menurut warna buah 1) Kelapa hijau (Cocos viridis), warna kulit buah hijau.

7 2) Kelapa coklat (Cocos rubescens), warna kulit buah coklat atau agak merah atau jingga. 3) Kelapa gading (Cocos eburen), warna kulit buahnya kuning biasa disebut kelapa gading. d. Menurut genotipnya 1) Kelapa dalam (tall variety) 2) Kelapa genjah (dwarf variety) 3) Kelapa hibrida (kelapa hasil persilangan) 4) Kelapa abnormal (kelapa kopyor) Ciri-ciri kelapa yang dapat diamati dari varietas viridis antara lain seperti warna kulit buahnya hijau dan termasuk jenis kelapa dalama dengan ciri mulai berbuah pada umur 5-8 tahun dan setelah ditanam, umur pohon mencapai 50 tahun lebih. Batangnya tinggi sampai mencapai 25 m, buahnya berukuran besar (Warisno, 1998). Buah kelapa terdiri dari kulit luar, sabut, tempurung, kulit daging (testa), daging buah dan air kelapa. Buah kelapa secara skematis dapat dilihat pada Gambar 2.1. Kulit luar merupakan lapisan tipis (0,14 mm) yang memiliki permukaan licin dengan warna bervariasi dari hijau, kuning sampai jingga, tergantung kepada kematangan buah dan varietasnya. Jika tidak ada goresan dan robek, kulit luar kedap air (Ratna, 2004).

8 Endosperma Solid Embri Endosperm a Cair Gambar 2.1 Buah Kelapa Secara Skematis Mineral dalam Air Kelapa Air kelapa mengandung gizi, tidak hanya unsur makro saja yaitu karbohidrat dan protein tapi juga unsur mikro berupa mineral yang dibutuhkan tubuh. Mineral tersebut di antaranya kalium (K), natrium (Na), kalsium (Ca), magnesium (Mg), ferum (Fe), cuprum (Cu), fosfor (P), sulfur (S), dan klorida (Cl) (Annisa, 2010). Komposisi mineral pada air kelapa menurut Rindengan (2004), dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut ini: Tabel 2.2 Komposisi Mineral pada Air Kelapa Kadar Mineral Jumlah (mg/l)

9 Kalsium (Ca) 994 Kalium (K) 7300 Magnesium (Mg) 262 Natrium (Na) 5,1 1) Posfor (P) 186 Chlorida (Cl) 1830 Sulfur (S) 35,4 Besi (Fe) 11,54 Nitrogen (N) 432 Mangan (Mn) 49 Seng (Zn) 18 Tembaga (Cu) 0,8 Sumber: 1) Ismail, et al., Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kadar Mineral dalam Air Kelapa Komposisi nutrisi dari air kelapa secara langsung dipengaruhi oleh jenis varietas kelapa dan perbedaan tingkat kemasakan buah, secara tidak langsung dipengaruhi oleh lingkungan tumbuh dan pemeliharaan seperti keadaan tanah dan iklim (Rindengan, dkk., 1995). Jackson, et al., (2004), menyatakan bahwa air kelapa dari varietas yang berbeda-beda mengandung konsentrasi senyawa yang berbeda-beda pula dan komposisi kimia juga dipengaruhi oleh tingkat kematangan. Beberapa hasil penelitian yang menyelidiki pengaruh beberapa faktor terhadap kadar mineral dalam air kelapa dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Beberapa hasil penelitian yang menyelidiki pengaruh beberapa faktor terhadap kadar mineral dalam air kelapa Studi Variabel Kalium (mg/l) Natrium (mg/l) Annisa, 2010 Dataran Tinggi 1064,17 - Dataran Rendah 1202,17 - Minawati, Gading 1666, , Hijau 2058,1 67,4854 Arsa, 2011 Sangat Muda 3681, Muda 3562,4 4.4 Tua 3469,6 6,66

10 2.2.3 Analisis Kadar Mineral dalam Air Kelapa Telah banyak dilakukan penelitian yang berkenaan dengan penetapan kadar mineral dalam air kelapa. Annisa (2010), melakukan penelitian untuk membandingkan kadar kalium pada air kelapa hijau dari dua tempat berbeda, yaitu dataran tinggi dan dataran rendah. Dalam penelitian ini, persiapan sampel diawali dengan metode destruksi basah menggunakan HNO3(p) sebanyak 5 ml dan sampel sebanyak 50 ml, selanjutnya dilaksanakan analisis kualitatif dan kuantitatif dari larutan sampel. Minawati (2011), melakukan penelitian yang membandingkan kadar kalium dan natrium pada air kelapa hijau dari dua varietas berbeda, yaitu varietas kelapa hijau dan varietas kelapa gading. Metode persiapan sampel diacu kepada metode yang digunakan oleh Annisa (2010), dengan sedikit modifikasi jumlah HNO3(p) dan sampel, yaitu secara berturut-turut 15 ml dan 5 ml. Arsa (2011), melakukan penelitian tentang pengaruh tingkat kematangan terhadap kadar kalium dan natrium pada air kelapa hijau, kelapa gading dan kelapa hibrida. Dalam hal ini digunakan metode destruksi basah menggunakan HNO3(p) sebanyak 0,5 ml dan sampel 10 ml. Dalam penelitian ini, faktor yang dijadikan acuan untuk menyatakan buah kelapa itu sangat muda, muda dan tua adalah penampakan dan ciri dari daging buah kelapa. Kelapa yang sangat muda dicirikan dari belum adanya daging buah pada batok muda buah kelapa. Kelapa muda dicirikan dengan adanya daging buah yang lembek yang terdapat pada batok kelapa. Sedangkan kelapa tua memiliki daging buah yang keras atau daging buahnya sudah bisa diparut.

11 Ketiga penelitian di atas menggunakan metode spektrofotometri serapan atom (SSA) untuk analisis kuantitatif mineral. Selain dengan metode SSA, secara umum penetapan kadar kalium dapat dilakukan dengan menggunakan metode gravimetri dan amperometri, kalsium dan magnesium dengan metode kompleksometri dan gravimetri, dan natrium dengan metode gravimetri (Basset, 1991). Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan yang paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya. Analisis gravimetri adalah cara analisis kuantitatif berdasarkan berat tetap (berat konstan). Dalam analisis ini, unsur atau senyawa yang dianalisis dipisahkan dari sejumlah bahan yang di analisis. Bagian terbesar analisis gravimetri menyangkut perubahan unsur atau gugus dari senyawa yang di analisis menjadi senyawa lain yang murni dan stabil, sehingga dapat diketahui berat tetapnya. Kelemahannya adalah pemakaiannya terbatas karena pengerjaannnya memakan waktu lama (Gandjar dan Rohman, 2007). Titrasi kompleksometri digunakan untuk memperkirakan garam logam. Asam etilendiamin tetraasetat (EDTA) adalah titran yang biasa digunakan. EDTA membentuk kompleks stabil 1:1 dengan semua logam kecuali logam alkali seperti natrium dan kalium. Logam alkali tanah seperti kalsium dan magnesium membentuk kompleks yang tidak stabil pada ph rendah dan dititrasi dalam dapar amonium klorida pada ph 10. Titik akhir reaksi tersebut dideteksi dengan menggunakan suatu pewarna indikator. Pewarna tersebut ditambahkan ke larutan logam pada awal titrasi, dan membentuk kompleks berwarna dengan sedikit logam. Tetesan pertama pada

12 kelebihan EDTA menyebabkan kompleks ini pecah, menghasilkan perubahan warna (Watson, 2005). Amperometri adalah sebuah tehnik elektrokimia yang mengukur perubahan arus yang dihasilkan dari reaksi kimia sebagai fungsi konsentrasi analit. Sensor amperometrik terdiri atas dua elektroda yang berlainan yakni katoda dan anoda (yaitu perak/platinum atau tembaga/emas) (Malkov, et al., 2009). 2.3 Spektrofotometri Serapan Atom Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral, dan sinar yang diserap biasanya sinar tampak atau sinar ultraviolet (Gandjar dan Rohman, 2007). Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur mineral dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace). Cara analisis ini memberikan kadar total unsur mineral dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul mineral dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis sekelumit mineral karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaanya relatif sederhana, dan interferensinya sedikit (Gandjar dan Rohman, 2007). Atom-atom logam diuapkan dalam suatu nyala dan radiasi dilewatkan melalui nyala tersebut. Dalam hal ini, atom-atom yang diuapkan, yang sebagian besar terdapat dalam keadaan dasarnya, sehingga tidak memancarkan energi yang berkaitan dengan perbedaan antara keadaan dasar dan keadaan tereksitasinya. Prinsip dari spektofotometer serapan atom adalah

13 atom atom pada keadaan dasar mampu menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang pada umumnya adalah panjang gelombang radiasi yang akan dipancarkan atom atom itu bila kembali ke keadaan dasar dari keadaan tereksitasi. Jika pada cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan nyala yang mengandung atom atom yang bersangkutan maka sebagian cahaya itu akan diserap dan banyaknya penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom keadaan dasar yang berada dalam nyala. Lampu yang digunakan disebut lampu katode rongga dan katode tersebut dilapisi dengan logam yang akan dianalisis. Kerugian teknik ini adalah bahwa lampu harus selalu diganti tiap kali suatu unsur yang berbeda sedang dianalisis dan hanya satu unsur yang dapat dianalisis pada sewaktuwaktu. Instrumen-instrumen modern memiliki sekitar 12 lampu yang tersusun, yang dapat secara otomatis berputar (Watson, 2005). Metode spektrofotometri serapan atom berdasarkan pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom- atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Dasar analisis menggunakan teknik spektrofotometri serapan atom adalah bahwa dengan mengukur besarnya absorbsi oleh atom analit, maka konsentrasi analit tersebut dapat ditentukan (Gandjar dan Rohman, 2007).

14 serapan Hasil pembacaan Gambar 2.2 Komponen Spektrofotometer Serapan Atom Menurut Watson (2005), suatu spektrofotometer serapan atom terdiri atas komponen-komponen seperti yang tertera pada Gambar 2.2 dan diuraikan sebagai berikut: a. Sumber cahaya Lampu katoda berongga yang dilapisi dengan unsur yang sedang dianalisis. b. Nyala Nyala biasanya berupa udara/asetilen, menghasilkan suhu ± 2500ºC, dinitrogen oksida/asetilen dapat digunakan untuk menghasilkan suhu 3000ºC, yang diperlukan untuk menguapkan garam-garam dari unsurunsur seperti alumunium atau kalsium. c. Monokromator Monokromator digunakan untuk menyempitkan lebar pita radiasi yang sedang diperiksa sehingga diatur untuk memantau panjang gelombang yang sedang dipancarkan oleh lampu katode rongga. Ini menghilangkan interferensi oleh radiasi yang dipancarkan dari nyala tersebut, dari gas pengisi di dalam lampu katode rongga, dan dari unsur-unsur lain di dalam sampel tersebut.

15 d. Detektor Detektor berupa sel fotosensitif. Pemilihan bahan bakar dan gas pengoksidasi serta komposisi perbandingannya sangat mempengaruhi suhu nyala (Gandjar dan Rohman, 2007). Umumnya bahan bakar yang digunakan adalah propana, butana, hidrogen dan asetilen, sedangkan oksidatornya adalah udara, oksigen dan N2O (Khopkar, 1985). Gangguan-gangguan (interference) yang ada pada AAS adalah peristiwaperistiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2007). Menurut Gandjar dan Rohman (2007), gangguan-gangguan yang terjadi pada Spektrofotometri Serapan Atom adalah: 1. Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang mana dapat mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala. 2. Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah atau banyaknya atom yang terjadi di dalam nyala. 3. Gangguan oleh absorbansi yang disebabkan bukan oleh absorbansi atom yang dianalisis, yakni absorbansi oleh molekul-molekul yang tidak terdisosiasi di dalam nyala. 4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik. 2.4 Validasi Metode Analisis Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan

16 bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004). Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis adalah sebagai berikut: a. Kecermatan Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Kecermatan ditentukan dengan dua cara, yaitu: - Metode simulasi Metode simulasi (Spiked-placebo recovery) merupakan metode yang dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah analit bahan murni ke dalam suatu bahan pembawa sediaan farmasi (plasebo), lalu campuran tersebut dianalisis dan hasilnya dibandingkan dengan kadar analit yang ditambahkan (kadar yang sebenarnya) (Harmita, 2004). - Metode penambahan baku Metode penambahan baku (standard addition method) merupakan metode yang dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode yang akan divalidasi. Hasilnya dibandingkan dengan sampel yang dianalisis tanpa penambahan sejumlah analit. Persen perolehan kembali ditentukan dengan menentukan berapa persen analit yang ditambahkan ke dalam sampel dapat ditemukan kembali (Harmita, 2004). b. Keseksamaan

17 Keseksamaan atau presisi diukur sebagai simpangan baku relatif atau koefisien variasi. Keseksamaan atau presisi merupakan ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual ketika suatu metode dilakukan secara berulang untuk sampel yang homogen (Harmita, 2004). c. Linearitas dan rentang Linearitas adalah kemampuan metode analisis yang memberikan respon baik secara langsung maupun dengan bantuan transformasi matematika, menghasilkan suatu hubungan yang proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel (Harmita, 2004). d. Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi Batas deteksi merupakan jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan, sedangkan batas kuantitasi merupakan kuantitas terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi kriteria cermat dan seksama (Harmita, 2004).