Tempat dan Waktu Penelitian Pengambilan Sampel Identifikasi Sampel Analisis Kualitatif Pengujian Beda Nilai Rata-Rata

22

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Medan pada bulan Maret – Juli 2014.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Alat yang digunakan adalah Spektrofotometer Serapan Atom Hitachi Z- 2000 lengkap dengan Lampu katoda kalium, natrium dan kalsium, neraca analitik BOECO Germany, hot plate 0 o C – 450 o C MSH 420 BOECO Germany, alat tanur Nabertherm, blender, kertas saring Whatman No.42, krus porselen dan alat-alat gelas Pyrex. 3.2.2 Bahan 3.2.2.1 Sampel Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sayuran kubis Brassica oleracea L. dari lahan hasil pertanian pasca letusan gunung sinabung yang di ambil di empat desa yaitu desa Suka Ndebi, desa Suka Tepu, desa Ndeskati kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo, Sumatra Utara, Indonesia dan Desa Raya, kecamatan Brastagi, Kabupaten Karo, Sumatra Utara.

3.2.2.2 Identifikasi Sampel

Identifikasi tanaman kubis Brassica oleracea L. dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Biologi LIPI, Bogor. Universitas Sumatera Utara 23

3.2.2.3 Pereaksi

Semua bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu akua demineralisata, asam nitrat HNO 3 65 bv, larutan baku kalium 1000 µgml, larutan baku natium 1000 µgml, dan larutan baku kalsium 1000 µgml Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi USU.

3.3 Pembuatan Pereaksi

3.3.1 Larutan HNO

3 1:1 Sebanyak 250 ml larutan HNO 3 65 bv diencerkan dengan 250 ml akuademineralisata.

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Pengambilan Sampel

Metode pengambilan sampel dilakukan dengan cara sampling purposif yang dikenal juga sebagai sampling pertimbangan. Metode sampling ini ditentukan atas dasar pertimbangan bahwa sampel yang diambil dapat mewakili populasi Budiarto, 2004.

3.4.2 Penyiapan Sampel

Kubis sebanyak ± 1 kg yang tidak ditentukan kadar airnya dicuci bersih dengan air mengalir untuk membarsihkannya dari pengotoran dan dicuci lagi dengan aquades, ditiriskan sampai air cuciannya kering. Sampel dibelah menjadi dua bagian dan diblender sampai halus. Perlakuan yang sama juga dilakukan untuk sayuran kubis lainnya. Universitas Sumatera Utara 24

3.4.3 Proses Dekstruksi

Proses destruksi sampel dilakukan dengan cara destruksi kering dimana sampel yang telah dihaluskan, ditimbang sebanyak 25 gram dalam kurs porselen, diarangkan di atas hot plate MSH 420 BOECO Germany, lalu diabukan dalam tanur dengan temperatur awal 100ºC dan perlahan-lahan temperatur dinaikkan hingga suhu 500 ºC dengan interval 25 ºC setiap 5 menit. Pengabuan dilakukan selama 48 jam dihitung saat suhu sudah 500 ºC, lalu setelah suhu tanur ± 27 ºC, krus porselen dikeluarkan dan dibiarkan hingga dingin pada desikator. Abu ditambahkan 5 ml HNO 3 1 : 1, kemudian diuapkan pada hot plate MSH 420 BOECO Germany sampai kering. Kurs porselen dimasukkan kembali ke dalam tanur dengan temperatur awal 100 ºC dan perlahan-lahan temperatur dinaikkan hingga 500 ºC dengan interval 25 ºC setiap 5 menit. Pengabuan dilakukan selama 1 jam dan dibiarkan hingga dingin pada desikator Howirtz, 2000.

3.4.4 Pembuatan Larutan Sampel

Sampel hasil dekstruksi dilarutkan dalam 5 ml HNO 3 1 : 1, lalu dipindahkan ke dalam labu tentukur 50 ml, dibilas kurs porselen dengan 10 ml akua demineralisata sebanyak 3 kali dan dicukupkan dengan akua demineralisata hingga garis tanda. Kemudian disaring dengan kertas saring Whatman No.42 dimana 5 ml filtrat pertama dibuang untuk menjenuhkan kertas saring kemudian filtrat selanjutnya ditampung ke dalam botol Howirtz, 2000. Larutan ini digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif terhadap mineral kalium, natrium dan kalsium yang terkandung di dalamnya. Universitas Sumatera Utara 25 3.4.5 Pemeriksaan Kualitatif dan Kuantitatif 3.4.5.1 Kalium

3.4.5.1.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Kalium

Larutan baku kalium 1000 µgml sebanyak 1 ml dimasukan ke dalam labu tentukur 100 ml lalu dicukupkan hingga garis tanda dengan akua demineralisata. Dari konsentrasi 10 µgml dipipet masing-masing 5 ml; 10 ml; 15 ml; 20 ml; dan 25 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 25 ml dan dicukupkan hingga garis tanda dengan akua demineralisata sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 2,0 µgml; 4,0 µgml; 6,0 µgml; 8,0 µgml; dan 10,0 µgml. Diukur absorbansi pada panjang gelombang 766,5 nm dengan tipe nyala udara-asetilen.

3.4.5.1.2 Penetapan Kadar Kalium dalam Sampel

Larutan sampel kubis hasil dekstruksi dipipet sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan dengan akua demineralisata hingga garis tanda. Kemudian dari 50 ml dipipet 2,5 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 25 ml. Faktor Pengenceran = 50 ml1 ml x 25 ml2,5 ml = 500 kali. Lalu diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada panjang gelombang 766,5 nm dengan nyala udara-asetilen. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku kalium. Konsentrasi kalium dalam sampel dihitung berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi. 3.4.5.2 Natrium 3.4.5.2.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Natrium Larutan baku Natrium 1000 µgml sebanyak 0,5 ml dimasukan ke dalam labu tentukur 50 ml lalu dicukupkan hingga garis tanda dengan akua demineralisata. Dari konsentrasi 10 µgml dipipet masing-masing 0,5 ml; 1,0 ml; Universitas Sumatera Utara 26 1,5 ml; 2,0 ml; dan 2,5 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 25 ml dan dicukupkan hingga garis tanda dengan akua demineralisata sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 0,2 µgml; 0,4 µgml; 0,6 µgml; 0,8 µgml; dan 1,0 µgml. Diukur absorbansi pada panjang gelombang 589,0 nm dengan tipe nyala udara-asetilen.

3.4.5.2.2 Penetapan Kadar Natrium dalam Sampel

Larutan sampel kubis hasil dekstruksi dipipet sebanyak 0,5 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan dengan akua demineralisata hingga garis tanda Faktor Pengenceran = 50 ml0,5 ml = 100 kali. Lalu diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada panjang gelombang 589,0 nm dengan nyala udara-asetilen. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku natrium. Konsentrasi natrium dalam sampel dihitung berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi. 3.4.5.3 Kalsium 3.4.5.3.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Kalsium Larutan baku kalsium 1000 µgml sebanyak 1 ml dimasukan ke dalam labu tentukur 100 ml lalu dicukupkan hingga garis tanda dengan akua demineralisata. Dari konsentrasi 10 µgml dipipet masing-masing 5 ml; 10 ml; 15 ml; 20 ml; dan 25 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 25 ml dan dicukupkan hingga garis tanda dengan akua demineralisata sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 2,0 µgml; 4,0 µgml; 6,0 µgml; 8,0 µgml; dan 10,0 µgml. Diukur absorbansi pada panjang gelombang 422,7 nm dengan tipe nyala udara-asetilen. Universitas Sumatera Utara 27

3.4.5.3.2 Penetapan Kadar Kalsium dalam Sampel

Larutan sampel kubis hasil dekstruksi dipipet sebanyak 2,5 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan dengan akua demineralisata hingga garis tanda Faktor Pengenceran = 50 ml2,5 ml = 20 kali. Lalu diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada panjang gelombang 589,0 nm dengan nyala udara-asetilen. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku kalsium. Konsentrasi kalsium dalam sampel dihitung berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi. Menurut Gandjardan Rohman 2007, kadar logam kalsium, kalium dan natrium dalam sampel dapat dihitung dengan cara sebagai berikut: Kadar logam µgg = konsentrasi µ g ml x Volume ml x Faktor Pengenceran � Berat sampel g

3.5 Analisis Data Secara Statistik

3.5.1 Penolakan Hasil Pengamatan

Kadar kalsium, kalium dan natrium yang diperoleh dari hasil pengukuran masing-masing larutan sampel dianalisis secara statistik. Menurut Sudjana 2005 standar deviasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus: SD = � ∑Xi−X 2 n −1 Keterangan : Xi = Kadar sampel X = Kadar rata-rata sampel n = jumlah perlakuan Universitas Sumatera Utara 28 Untuk mencari t hitung digunakan rumus: t hitung = n SD X Xi − Menurut Harris 1982, untuk menghitung kadar mineral di dalam sampel dengan interval kepercayaan 99, dk = n-1, dapat digunakan rumus: Kadar mineral : µ = X ± t α2 , dk x SD √n Keterangan : X = Kadar rata-rata sampel SD= Standar Deviasi dk= Derajat kebebasan dk = n-1 α = Interval kepercayaan n = jumlah perlakuan

3.5.2 Pengujian Beda Nilai Rata-Rata Antar Sampel

Menurut Singgih 2012, secara dasar metode statistik ANOVA bisa digunakan untuk menguji apakah rata-rata lebih dari dua sampel berbeda secara signifikan ataukah tidak. Uji statistik parametrik analisis varian ANOVA satu jalan menggunakan Post Hoc Test pilihan Boferroni dan Tukey.

3.5.3 Uji Perolehan Kembali Recovery

Menurut Harmita 2004, uji perolehan kembali recovery dilakukan dengan metode penambahan larutan standar standard addition method. Dalam metode ini, kadar mineral dalam sampel ditentukan terlebih dahulu, selanjutnya ditentukan penentuan kadar mineral dalam sampel setelah penambahan larutan standar dengan konsentrasi tertentu. Larutan baku yang ditambahkan yaitu 8,5 ml larutan baku kalium konsentrasi 1000n µgml; 0,5 ml larutan baku natium Universitas Sumatera Utara 29 konsentrasi 1000 µgml dan 0,5 ml larutan baku kalsium konsentrasi 1000 µgml. Kubis yang telah dihaluskan ditimbang sebanyak 25 gram di dalam krus porselen, lalu ditambahkan 8,5 ml larutan baku kalium konsentrasi 1000 µgml; 0,5 ml larutan baku natrium konsentrasi 1000 µgml dan 0,5 ml larutan baku kalsium konsentrasi 1000 µgml, kemudian dilanjutkan dengan prosedur dekstruksi seperti yang telah dilakukan sebelumnya. Menurut Harmita 2004, persen perolehan kembali dapat dihitung dengan rumus dibawah ini: Perolehan Kembali = ��−�� �∗ � x 100 Keterangan: C A = Kadar logam dalam sampel sebelum penambahan baku C F = Kadar logam dalam sampel setelah penambahan baku C A = Kadar larutan baku yang ditambahkan

3.5.4 Simpangan Baku Relatif

Menurut Harmita 2004, 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. Nilai simpangan baku relatif yang memenuhi persyaratan menunjukkan adanya keseksamaan metode yang dilakukan. Menurut Harmita 2004, rumus untuk menghitung simpangan baku relatif adalah: RSD = �� � x 100 Universitas Sumatera Utara 30 Keterangan : X = Kadar rata-rata sampel SD = Standar Deviasi RSD = Relative Standard Deviation

3.5.5 Penentuan Batas Deteksi Limit of Detection dan Batas Kuantitasi

Limit of Quantitation 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. Menurut Harmita 2004, batas deteksi dan batas kuantitasi ini dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: Simpangan Baku �� � � = � ∑Y−Yi 2 n −2 Deteksi LOD = 3 x SY X � slope Batas kuantitasi LOQ = 10 x SY X � slope Universitas Sumatera Utara 31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengambilan Sampel

Pengambilan sampel dilakukan pasca letusan Gunung Sinabung bulan September 2013-Februari 2014, sampel di ambil pada bulan 28 Maret 2014. Sampel di ambil di empat desa yakni desa Suka Ndebi, desa Suka Tepu desa Ndeskati yang berada di kecamatan Naman Teran dekat daerah Gunung Sinabung yakni berjarak 6 kilometer dari gunung, dan desa Raya yang berada di kecamatan Brastagi yang agak jauh dari daerah Gunung Sinabung yakni berjarak 11 kilometer. Peta situasi Gunung Sinabung, Kab. Karo. Prov. Sumatera Utara dapat dilihat pada gambar 1. Universitas Sumatera Utara 32 Gambar 1 Peta situasi Gunung Sinabung, Kab. Karo. Prov. Sumatera Utara

4.2 Identifikasi Sampel

Hasil identifikasi sampel yang dilakukan oleh bagian Herbarium Bogoriense Bidang Botani Pusat Penelitian Biologi LIPI-Bogor terhadap sayuran kubis adalah jenis Brassica oleracea, L.. suku Brassicaceae. Hasil identifikasi sampel dapat dilihat pada Lampiran 1, halaman 46.

4.3 Analisis Kualitatif

Analisis kualitatif dilakukan sebagai analisis pendahuluan untuk mengetahui ada atau tidaknya mineral kalium, natrium dan kalsium dalam sampel. Ada atau tidaknya mineral kalium, natrium dan kalsium dengan cara mengukur serapan dari larutan sampel hasil destruksi pada panjang gelombang tertentu yang sesuai dengan jenis mineral yaitu kalium diukur pada panjang gelombang 766,5 nm, natrium diukur pada panjang gelombang 589,0 nm, dan kalsium pada panjang gelombang 422,7 nm. Dari hasil pengkuran ini bahwa larutan sampel hasil destruksi membuktikan sampel kubis Brassica oleraceae L. mengandung mineral kalium, natirum dan kalsium karena memiliki serapan pada panjang gelombang tersebut. Universitas Sumatera Utara 33 4.4 Analisis Kuantitatif 4.4.1 Kurva kalibrasi Kalium, Natrium dan Kalsium Kurva kalibrasi kalium, natrium dan kalsium diperoleh dengan cara mengukur serapan dari larutan baku ketiganya pada panjang gelombang masing- masing. Hasil pengukuran kurva kalibrasi untuk ketiganya diperoleh persamaan garis regresi yaitu Y = 0,035054X − 0,006171429 dengan R 2 = 0,9994 untuk kalium, Y = 0,171886X + 0,00362381 R 2 = 0,9992 untuk natrium dan Y = 0,044259X + 0,000957143 R 2 = 0,9995 untuk kalsium. Kurva kalibrasi larutan baku kalium, natrium dan kalsium dapat dilihat pada Gambar 3 sampai dengan Gambar 5. Gambar 3 Kurva Kalibrasi Kalium Gambar 4 Kurva Kalibrasi Natrium Universitas Sumatera Utara 34 Gambar 5 Kurva Kalibrasi Kalsium Berdasarkan kurva di atas diperoleh koefisien korelasi r mendekati satu yang berarti adanya hubungan yang linear antara konsentrasi dengan serapan Shargel dan Andrew, 1999. Data hasil pengukuran serapan larutan baku kalium, natrium dan kalsium dan perhitungan persamaan garis regresi dapat dilihat pada Lampiran 7 sampai dengan Lampiran 9, halaman 52 sampai halaman 57.

4.4.2 Pengukuran Kadar Kalium, Natrium dan Kalsium dalam Sampel

Penentuan kadar mineral kalium, natrium dan kalsium dilakukan secara spektrofotometri serapan atom. Pada pengukuran sampel yang dilakukan secara spektrofotometri serapan atom, terlebih dahulu dikondisikan alat dengan baik dan benar. Konsentrasi mineral kalium, natrium dan kalsium dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis regresi kurva kalibrasi larutan baku masing-masing mineral. Agar konsentrasi mineral kalium, natrium dan kalsium dalam sampel berada pada rentang kurva kalibrasi maka masing-masing sampel diencerkan terlebih dahulu dengan faktor pengencaran yang berbeda-beda Faktor pengenceran untuk penentuan kadar kalium pada kubis di empat desa Suka Ndebi, Suka Tepu, Ndeskati dan Raya yaitu sebesar 500 kali 501 x 252,5, faktor pengenceran untuk penentuan kadar natrium pada kubis di empat desa Suka Ndebi, Suka Tepu, Ndeskati dan Raya yaitu sebesar 100 kali 500.5 dan faktor pengenceran untuk penentuan kadar kalsium pada kubis di empat desa Suka Ndebi, Suka Tepu, Ndeskati dan Raya yaitu sebesar 20 kali 502,5. Data Universitas Sumatera Utara 35 dan contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 10 sampai dengan Lampiran 11, halaman 58 sampai halaman 65. Analisis dilanjutkan dengan perhitungan statistik Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 12 sampai dengan Lampiran 14, halaman 66 sampai halaman 94. Hasil analisis kuantitatif mineral kalium, natrium dan kalsium pada sampel dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini: Tabel 1. Hasil Analisis Kadar Kalium, Natrium dan Kalsium dalam Sampel No Sampel Desa Kadar Kalium mg100 g Kadar Natrium mg100 g Kadar Kalsium mg100 g 1 Suka Ndebi 332,9800 ± 2,3430 10,1384 ± 0,0488 18,1748 ± 0,6786 2 Suka Tepu 341,5055 ± 6,8799 10,9081 ± 0,1326 22,0825 ± 0,4088 3 Ndeskati 303,5855 ± 13,8707 9,5502 ± 0,1210 17,0041 ± 0,7277 4 Raya 266,1727 ± 6,9771 8,9698 ± 0,0653 16,0342 ± 0,4399 Berdasarkan Tabel 1 di atas dapat diketahui bahwa terdapat perbedaan kadar kalium, natrium dan kalsium pada sayuran kubis di keempat desa Suka Ndebi, Suka Tepu, Ndeskati dan Raya yang diperoleh dari hasil analisis. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa kadar kalium pada kubis di desa Suka TepuSuka NdebiNdeskatiRaya. Hal ini disebabkan karena jarak desa dengan gunung Sinabung dan arah angin serta kecepatan angin pada saat terjadi letusan yang memberikan hasil dari dampak letusan Gunung Sinabung terhadap kadar mineral kalium, natrium dan kalsium di desa yang lebih dekat yakni di kecamatan Naman Teran Desa Suka Tepu Desa Suka Ndebi Desa Ndeskati lebih tinggi dari desa Raya di kecamatan Brastagi yang lebih jauh dari daerah Gunung Sinabung. Universitas Sumatera Utara 36

4.5 Pengujian Beda Nilai Rata-Rata

Data yang di dapat di uji kembali secara statistik parametrik analisis varian ANOVA satu jalan untuk mengetahui beda nilai rata-rata ketiga mineral kalium, natrim dan kalsium pada keempat desa Suka Ndebi, Suka Tepu, Ndeskati dan Raya dengan rata-rata antarkeempat desa perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 15 sampai Lampiran 17, halaman 95 samapi halaman 97. Tabel 2. Hasil Uji Beda nilai rata-rata kadar kalium, natrium dan kalsium antarsampel No Kadar Sampel Desa F hitung F tabel Probablitas Hitung Probablitas Hasil 1 Kalium Suka Ndebi 180,088 3,098 0,000 0,05 Beda Nyata Suka Tepu Ndeskati Raya 2 Natrium Suka Ndebi 445,466 3,098 0,000 0,05 Beda Nyata Suka Tepu Ndeskati Raya 3 Kalsium Suka Ndebi 304,615 3,098 0,000 0,05 Beda Nyata Suka Tepu Ndeskati Raya Berdasarkan Tabel 2 di atas dapat diketahui bahwa t hitung dari t tabel dengan taraf kepercayaan 95 dan kadar mineral kalium, natrium dan kalsium pada sayuaran kubis di desa Suka Ndebi, Suka Tepu, Ndeskati dan Raya maka kadar rata-rata kalium, natrium dan kalsium dari keempat desa yakni desa Suka Ndebi, Suka Tepu , Ndeskati dan Raya memang berbeda satu dengan yang lain. Universitas Sumatera Utara 37 Hal ini kemungkinan terjadi karena penyebaran abu vulkanik yang berbeda-beda sehingga dampak pengaruh abu terhadap kadar rata-rata dari ketiga mineral kalium, natrium dan kalsium berbeda nyata. Data hasil analisis kadar mineral kalium, natrium, dan kalsium pada sampel desa Suka Ndebi, desa Suka Tepu, desa Ndeskati dan desa Raya menunjukkan perbedaan yang terlihat nyata, sehingga tidak perlu dilakukan pengujian beda nilai rata-rata uji ANOVA. Namun untuk melengkapi data dan memastikan seberapa jauh perbedaan kadar mineral kalium, natrium, dan kalsium pada sampel desa Suka Ndebi, desa Suka Tepu, desa Ndeskati dan desa Raya.

4.6 Uji Perolehan Kembali Recovery