BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Cacing tanah merupakan hewan tidak bertulang belakang (Invertebrata)

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Cacing Tanah Cacing tanah merupakan hewan tidak bertulang belakang (Invertebrata) yang digolongkan ke dalam filum Annelida, ordo Oligochaeta, dan kelas Chaetopoda yang hidup dalam tanah. Penggolongan ini didasarkan pada bentuk morfologi karena tubuhnya tersusun atas segmen-segmen yang berbentuk cincin (annulus), setiap segmen memiliki beberapa pasang seta, yaitu struktur berbentuk rambut yang berguna untuk memegang substrat dan bergerak (Edwards dan Lofty, 1977) Anatomis dan Morfologis Secara alamiah, morfologi dan anatomi cacing tanah berevolusi menyesuaikan diri terhadap lingkungannya. Arlen (1994) menjelaskan bahwa cacing tanah yang ditemukan hidup di tumpukan sampah dan tanah sekitarnya mempunyai ukuran panjang sangat bervariasi, yaitu berkisar antara beberapa milimeter sampai 15 cm atau lebih. Gambar morfologi cacing tanah dapat dilihat di bawah ini : Gambar 1. Morfologi cacing tanah Secara sistematik, cacing tanah bertubuh tanpa kerangka yang tersusun oleh segmen-segmen fraksi luar dan fraksi dalam yang saling berhubungan secara integral, diselaputi oleh epidermis berupa kutikula (kulit kaku) berpigmen tipis

2 dan seta, kecuali pada dua segmen pertama (bagian mulut), bersifat hemaphrodit (berkelamin ganda) dengan peranti kelamin seadanya pada segmen-segmen tertentu. Apabila dewasa, bagian epidermis pada posisi tertentu akan membengkak membentuk klitelium (tabung peranakan atau rahim), tempat mengeluarkan kokon (selubung bulat) berisi telur dan ova (bakal telur). Setelah kawin (kopulasi), telur akan berkembang di dalamnya dan apabila menetas langsung serupa cacing dewasa. Tubuh dibedakan atas bagian anterior dan posterior. Pada bagian anteriornya terdapat mulut, prostomium dan beberapa segmen yang agak menebal membentuk klitelium (Edwards dan Lofty, 1977; Hanafiah, dkk. 2003). Secara struktural, cacing tanah mempunyai rongga besar coelomic yang mengandung coelomycetes (pembuluh-pembuluh mikro), yang merupakan sistem vaskuler tertutup. Saluran makanan berupa tabung anterior dan posterior, kotoran dikeluarkan lewat anus atau peranti khusus yang disebut nephridia. Respirasi (pernapasan) terjadi melalui kutikuler (Hanafiah, dkk.2003) Ekologi Cacing Tanah Populasi cacing tanah sangat erat hubungannya dengan keadaan lingkungan dimana cacing tanah itu berada. Lingkungan yang dimaksud disini adalah kondisi-kondisi fisik, kimia, biotik dan makanan yang secara bersamasama dapat mempengaruhi populasi cacing tanah. Faktor-faktor ekologis yang memengaruhi cacing tanah meliputi: (a) keasaman (ph), (b) kelengasan, (c) temperatur, (d) aerasi dan CO 2, (e) bahan organik, (f) jenis, dan (g) suplai nutrisi (Arlen, 1984; Hanafiah, dkk.2003). Cacing tanah umumnya memakan serasah daun dan juga materi tumbuhan lainnya yang telah mati, kemudian dicerna dan dikeluarkan berupa kotoran.

3 Kemampuan hewan ini dalam mengonsumsi serasah sebagai makanannya bergantung pada ketersediaan jenis serasah yang disukainya, disamping itu juga ditentukan oleh kandungan karbon dan nitrogen serasah. (Edwards dan Lofty, 1977). Cacing tanah yang tersebar di seluruh dunia berjumlah sekitar spesies. Cacing tanah yang terdapat di Indonesia tergolong ke dalam famili Enchytraeidae, Glassocolicidae, Lumbricidae, Moniligastridae, Megascolicidae. Genus yang pernah ditemukan ialah Enchytraeus, Fridericia, Drawida, Dichogaster, Eudichaster,Pontoscolex, Pheretima, Megascolex, Perionyx dan Allolobophora. Dari hasil penelitian Sudarmi (1999) diketahui tiga spesies cacing tanah yang karakteristik hidup pada tumpukan sampah organik pasar yaitu spesies Megascolex sp, Peryonix sp dan Drawida sp. Dari hasil penelitian Arlen, dkk (1994), telah didapatkan tujuh spesies cacing tanah pada tempat pembuangan akhir (TPA) sampah dan di timbunan sampah rumah tangga pada beberapa kecamatan Kotamadya Medan, yaitu Megascolex sp1, Megascolex sp2, Peryonix sp, Fridericia sp, Drawida sp, Pontoscolex corethrurus dan Pheretima sp.(arlen, 1994; Suin, 1989; Hanafiah, dkk.2003). Megascolex sp. lebih menyukai kondisi lingkungan dengan ph sedikit asam (<6), kelembaban tanah berkisar antara 80-90% dan kadar organik tergolong tinggi (>1%), sedangkan cacing tanah dari spesies Drawida sp lebih menyukai kondisi lingkungan dengan ph netral (6-7), kelembaban tanah berkisar antara 85-95%, dan kadar organik tergolong cukup rendah (>1%). Pontoscolex corethrurus lebih menyukai kondisi lingkungan dengan ph sedikit asam (<6) dengan kadar organik tergolong cukup tinggi (Arlen, 1984, 1998; Sudarmi, 1999).

4 2.1.3 Manfaat Cacing Tanah Telah banyak bukti yang menunjukkan bahwa cacing tanah merupakan makrofauna tanah yang berperan penting sebagai penyelaras dan keberlangsungan ekosistem yang sehat, baik bagi biota tanah lainnya maupun bagi hewan dan manusia. Aristoteles mengemukakan pentingnya cacing tanah dalam mereklamasi tanah dan menyebutnya sebagai usus bumi (intestines of the earth) (Hanafiah, dkk.2003). Cacing tanah selama ini diketahui sebagai makhluk yang berguna untuk menyuburkan tanah dan makanan ternak. Cacing tanah memiliki manfaat yang sangat besar, seperti di Korea selatan dan Taiwan cacing telah dikonsumsi oleh manusia untuk sumber protein hewani dan pengobatan tradisional, yang sangat di kenal sebagai Negara yang banyak mengekspor cacing tanah (Arlen,H.J, 1994). Kegunaan cacing tanah sebagai penghancur gumpalan darah (fibrymolisis) telah di uji kebenarannya oleh Fredericq dan Krunkenberg pada tahun Selain itu, Mihara hisahi, peneliti asal Jepang, berhasil mengisolasi enzim pelarut fibrin dalam cacing tanah yang bekerja sebagai enzim proteolitik. Enzim tersebut kemudian dinamai lumbrokinase karena berasal dari cacing lumbricus. Kemudian enzim tersebut diproduksi secara komersial di Kanada sebagai obat stroke, mengobati penyumbatan pembuluh darah jantung (ischemic) dan tekanan darah tinggi Di Australia pun dilaporkan ada masyarakat yang melahap cacing tanah mentah yang masih hidup karena dipercaya dapat menyegarkan badan (Khairulman dan Amri, 2009). Di RRC, Korea, Vietnam, dan banyak tempat lain di Asia Tenggara, cacing tahah terutama dari spesies Lumbricus sp, bisa digunakan sebagai obat

5 sejak ribuan tahun yang lalu. Hasil penelitian terhadap cacing tanah menyebutkan bahwa senyawa aktifnya mampu melumpuhkan bakteri patogen, khususnya Eschericia coli penyebab diare. Pengalaman nyata lain juga menyebutkan cacing tanah bermanfaat untuk menyembuhkan rematik, batu ginjal, dan cacar air. Di beberapa negara Asia dan Afrika, cacing tanah yang telah dibersihkan dan dibelah kemudian dijemur hingga kering, lazim dijadikan makanan obat (healing foods). Biasanya kering disantap sebagai keripik cacing (Anonim, 2008). Gumilar (1993) menyatakan bahwa di Jepang, Amerika Serikat dan Eropa, cacing tanah selain diolah sebagai makanan, juga digunakan untuk pupuk tanaman, bahan pembuat kosmetika serta obat-obatan. Misalnya di Jepang cacing tanah dimanfaatkan untuk produksi antidote (penawar racun) dan penurun demam. Penelitian lainnya dilakukan di Universitas Diponegoro dan Institut Teknologi Bandung yang menguji sensitivitas Salmonella typhi terhadap ekstrak cacing tanah secara in vitro. Hasil yang diperoleh menunjukkan ekstrak cacing tanah spesies Lumbricus rubellus dan Pheretima sp memberikan hasil yang efektif dalam menurunkan jumlah koloni Salmonella typhi (Jacinta dkk, 1991; Ratriyani, 2000). 2.2 Spesies Cacing Tanah yang Diteliti Drawida sp. Cacing tanah ini memiliki panjang tubuh berkisar antara mm, diameternya sekitar 3-5 mm, jumlah segmen berkisar antara segmen, hampir tidak mempunyai pigmen biasanya berwarna cokelat abu-abu kekuningan, bagian ventral cokelat muda. Warna ujung anterior cokelat keputihan dan ujung

6 posterior cokelat keputihan. Prostomium prolobus atau epilobus. Seta kecil berpasangan, seta mulai segmen 5/6-8/9 kebanyakan tebal. Klitelium pada segmen berbentuk pelana di bagian depan, dan pada bagian belakang (segmen 13) berbentuk cincin, lubang kelamin jantan pada segmen 27/28. Lubang kelamin betina segmen (Arlen, 1998). Berikut ini adalah sistematika spesies ini (Arlen, 1998) : Kerajaan Filum Kelas Subkelas Ordo Famili Genus Spesies Animalia Annelida Chaetopoda Oligochaeta Moniligastrida Moniligastridae Drawida Drawida sp Megascolex Sp. Cacing tanah ini memiliki panjang tubuh berkisar antara mm, diameter 3-4 mm, dan jumlah segmen antara Warna bagian dorsal merah keunguan, bagian ventral pucat atau cokelat keputihan. Warna ujung anterior cokelat keputihan dan ujung posterior abu-abu cokelat. Prostomium epilobus, segmen pertamanya tidak jelas tertarik ke dalam. Klitelium berbentuk cincin dan tidak membengkak, segmennya jelas serta mengkilap, berwarna kemerahan, dimulai pada segmen ke XIV-XVI (3 segmen), mempunyai seta bagian dorsal dan ventral tidak menebal. Lubang kelamin jantan terletak pada segmen XVIII, agak ke tengah dan mempunyai papila. Lubang kelamin betina terletak pada medio-

7 ventral segmen XIV. Lubang spermateka terletak pada seta 7/8-8/9 (Suin dan Iswandi, 1994). Berikut ini adalah sistematika spesies ini (Arlen, 1998) : Kerajaan Filum Kelas Subkelas Ordo Subordo Famili Genus Spesies Animalia Annelida Clitellata Oligochaeta Haplotaxida Lumbricina Megascolecidae Megascolex Megascolex sp Pontoscolex corethrurus Cacing tanah jenis ini sangat luas penyebarannya di Indonesia dan banyak ditemukan pada semak belukar dan padang rumput.tanda-tanda eksternal dari cacing tanah Pontoscolex corethrurus adalah : panjang tubuh berkisar antara mm, diameter 2,0-4,0 mm, jumlah segmennya Warnanya keputihputihan dengan sedikit kecoklatan. Prostomium prolobus atau epilobus dengan 1 segmen dapat ditarik kembali. Seta kecil berlekuk-lekuk secara garis melintang. Seta bagian anterior tidak jelas, tetapi seta pada bagian posterior lebih besar sehingga kelihatan lebih jelas. Klitelium bentuk pelana mulai dari segmen (Arlen,1998). Berikut adalah sistematika spesies ini (Arlen, 1998) : Kerajaan Filum Animalia Annelida

8 Kelas Subkelas Ordo Subordo Famili Chaetopoda Oligochaeta Haplotaxida Lumbricina Glossoscolecidae Genus Pontoscolex (Schmarda, 1861) Spesies Pontoscolex corethrurus (Mueller) 2.4 Mineral Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ maupun fungsi tubuh secara keseluruhan. Di samping itu mineral berperan dalam berbagai tahap metabolisme, terutama sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim-enzim. Keseimbangan ion-ion mineral di dalam cairan tubuh diperlukan untuk pengaturan pekerjaan enzim-enzim, pemeliharaan keseimbangan asam-basa, membantu transfer ikatan-ikatan penting melalui membran sel dan pemeliharaan kepekaan otot dan saraf terhadap rangsangan (Almatsier, 2002). Mineral digolongkan ke dalam mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang diperlukan tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg sehari, sedangkan mineral mikro dibutuhkan kurang dari 100 mg sehari. Jumlah mineral mikro dalam tubuh kurang dari 15 mg (Almatsier, 2002) Kalsium (Ca) Kalsium merupakan mineral yang paling banyak ditemukan dalam tubuh manusia dan merupakan komponen penting dalam pembentukan tulang dan gigi. Kalsium berperan dalam mengatur fungsi sel, seperti untuk tranmisi saraf,

9 kontraksi otot, penggumpalan darah dan menjaga permeabilitas membran sel. Sumber kalsium utama adalah susu dan hasil susu, seperti keju. Ikan dimakan dengan tulang, termasuk ikan kering merupakan sumber kalsium yang baik. Serelia, kacang-kacangan dan hasil kacang-kacangan seperti tahu dan tempe. Sayuran hijau juga merupakan sumber kalsium yang baik. Kelebihan kalsium dapat menimbulkan batu ginjal dan konstipasi (susah buang air besar) (Almatsier, 2002) Magnesium (Mg) Magnesium memegang peranan penting dalam lebih dari tiga ratus jenis sistem enzim di dalam tubuh. Sumber utama magnesium adalah sayuran hijau, serealia tumbuk, biji-bijian dan kacang-kacangan. Daging, susu dan hasilnya serta coklat juga merupakan sumber magnesium yang baik. Magnesium bertindak di dalam semua sel jaringan lunak sebagai katalisator dalam reaksi-reaksi biologik termasuk reaksi-reaksi yang berkaitan dengan metabolism energy, karbohidrat, lipida, protein dan asam nukleat. Magnesium mencegah kerusakkan gigi dengan cara menahan kalsium di dalam gigi (Almatsier, 2002). 2.4 Spektrofotometri Serapan Atom Spektrofotometri serapan atom adalah suatu metode yang digunakan untuk mendeteksi atom-atom logam dalam fase gas. Metode ini seringkali mengandalkan nyala untuk mengubah logam dalam larutan sampel menjadi atomatom logam berbentuk gas yang digunakan untuk analisis kuantitatif dari logam dalam sampel (Bender, 1987). Spektroskopi serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsurunsur logam dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat kelumit (ultratrace). Cara

10 analisis ini memberikan kadar total unsur logam dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul dari logam dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis sekelumit logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif sederhana, dan interferensinya sedikit. Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi radiasi oleh atom-atom netral dalam bentuk gas (Rohman, 2007). Proses yang terjadi ketika dilakukan analisis dengan menggunakan spektrofotometri serapan atom yaitu penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat dasar. Atom-atom tersebut menyerap radiasi pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat atom tersebut. Sebagai contoh plumbum menyerap radiasi pada panjang gelombang 283,3 nm, kadmium pada 228,8 nm, magnesium pada 285,2 nm, natrium pada 589 nm, sementara kalium menyerap pada panjang gelombang 769,9 nm. Dengan menyerap energi, maka atom akan memperoleh energi sehingga atom pada keadaan dasar ditingkatkan menjadi ke tingkat eksitasi. Akibatnya akan diperoleh radiasi. Garis-garis spektrum yang timbul karena serapan sinar disebut garis-garis resonansi (Resonance line). Garis-garis ini akan dibaca dalam bentuk angka oleh Readout (Rohman, 2007). Kelemahan spektrofotometri serapan atom adalah sampel harus dalam bentuk larutan dan satu lampu katoda hanya digunakan untuk satu unsur saja (Watson, 2009). Adapun menurut Rohman (2007) instrumentasi spektrofotometer serapan atom adalah sebagai berikut:

11 Gambar 1. Komponen Spektrofotometer Serapan Atom a. Sumber Radiasi (sumber sinar) Sumber radiasi yang digunakan adalah lampu katoda berongga (hollow cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda berbentuk silinder berongga yang dilapisi dengan logam tertentu (Rohman, 2007). b. Tempat Sampel Dalam analisis dengan spektrofotometer serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan azas. Ada berbagai macam alat yang digunakan untuk mengubah sampel menjadi uap atom-atomnya, yaitu: 1. Dengan nyala (Flame) Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa cairan menjadi bentuk uap atomnya dan untuk proses atomisasi. Suhu yang dapat dicapai oleh nyala tergantung pada gas yang digunakan, misalnya untuk gas asetilen-udara suhunya sebesar C. Sumber nyala asetilen-udara ini merupakan sumber nyala yang paling banyak digunakan. Pada sumber nyala ini asetilen sebagai bahan pembakar, sedangkan udara sebagai bahan pengoksidasi (Rohman, 2007). 2. Tanpa nyala (Flameless)

12 Pengatoman dilakukan dalam tungku dari grafit. Sejumlah sampel diambil sedikit (hanya beberapa µl), lalu diletakkan dalam tabung grafit, kemudian tabung tersebut dipanaskan dengan sistem elektris dengan cara melewatkan arus listrik pada grafit. Akibat pemanasan ini, maka zat yang akan dianalisis berubah menjadi atom-atom netral dan pada fraksi atom ini dilewatkan suatu sinar yang berasal dari lampu katoda berongga sehingga terjadilah proses penyerapan energi sinar yang memenuhi kaidah analisis kuantitatif (Rohman, 2007). c. Monokromator Monokromator merupakan alat untuk memisahkan dan memilih spektrum sesuai dengan panjang gelombang yang digunakan dalam analisis (Rohman, 2007). d. Detektor Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman (Rohman, 2007). e. Amplifier Amplifier merupakan suatu alat untuk memperkuat signal yang diterima dari detektor sehingga dapat dibaca alat pencatat hasil (Readout) (Rohman, 2007). f. Readout Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai pencata hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang menggambarkan absorbansi atau intensitas radiasi (Rohman, 2007). 2.5 Gangguan Pada Spektrofotometer Serapan Atom Gangguan-gangguan yang dapat terjadi dalam spektrofotometer serapan atom (Gandjar dan Rohman, 2007) adalah sebagai berikut:

13 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 dalam nyala. 2.6 Validasi Metode Analisis Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004). Suatu metode analisis harus divalidasi untuk melakukan verifikasi bahwa parameter kinerjanya cukup mampu mengatasi problem analisis (Rohman, 2007) Kecermatan (akurasi) Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan (Harmita, 2004). Perolehan kembali dapat ditentukan dengan cara membuat sampel plasebo (eksipien obat, cairan biologis) kemudian ditambahkan analit dengan konsentrasi tertentu (biasanya 80% sampai 120% dari kadar analit yang diperkirakan), kemudian dianalisis dengan metode yang akan divalidasi (Harmita, 2004). Tetapi bila tidak memungkinkan membuat sampel plasebo, maka dapat dipakai metode adisi. Metode adisi dapat dilakukan dengan menambahkan sejumlah analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisa dengan metode tersebut (Harmita, 2004) Keseksamaan / Ketelitian (presisi)

14 Ketelitian adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata rata jika prosedur ditetapkan secara berulang pada sampel yang diambil dari campuran yang homogen. Ketelitian diukur sebagai simpangan baku atau simpangan baku relatif (koefesien variasi). Ketelitian dapat dinyatakan sebagai keterulangan (repeatability) atau ketertiruan (reproducibility). Keterulangan adalah ketelitian metode jika dilakukan berulang kali oleh analis yang sama pada kondisi sama dan dalam interval waktu yang pendek (Harmita, 2004) Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi Batas deteksi adalah jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan blanko. Batas deteksi merupakan parameter uji batas. Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisa renik dan diartikan sebagai kuantitasi terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi kriteria cermat dan seksama (Harmita, 2004).