5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Minum
Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum
Permenkes RI, 2010. Persyaratan kesehatan yang ditetapkan untuk air minum meliputi aspek fisika, kimia, dan biologi. Pengetahuan bahwa air mungkin
mengandung beberapa unsur yang tidak diinginkan adalah titik tolak untuk menetapkan pedoman dan peraturan untuk kualitas air minum. Konsentrasi
maksimum bahan anorganik dan organik dan mikroorganisme yang diterima telah ditetapkan secara internasional dan di banyak negara untuk menjamin keamanan
air minum Kozisek, 2005. Di Indonesia juga telah ditetapkan oleh Menteri Kesehatan dan instansi yang berwenang. Baku Mutu Air Minum Menurut Menkes
RI dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Baku Mutu Air Minum Menurut Menkes RI No. 01Birhukmas1975
No Unsur-unsur
Satuan Syarat-syarat
Minimal diperbolehkan
Maksimal dianjurkan
Maksimal diperbolehkan
Fisika 1
Suhu C
- -
- 2
Warna Unit
- 5
50 3
Bau -
- -
- 4
Rasa -
- -
- 5
Kekeruhan Unit
- 5
25 Kimia
6 Derajat
keasaman -
6,5 -
9,2 7
Zat padatjumlah
mgl -
500 1500
8 Zat organik
mgl -
- 10
Universitas Sumatera Utara
6
sebagai KmnO
4
9 Karbon
oksida sebagai CO
2
agresif mgl
- -
-
10 Kesadahan
D 5
- 10
11 Kalsium
sebagai Ca mgl
- 75
200 12
Magnesium sebagai Mg
mgl -
30 150
13 Besijumlah
Fe mgl
- 0,1
1 14 Mangan Mn
mgl -
0,05 0,5
15 Tembaga
Cu mgl
- 0,05
1,5 16
Zink Zn mgl
- 1,00
15
2.2 Manfaat Air Minum
Air adalah zat gizi yang sangat vital dan paling banyak dibutuhkan tetapi tidak ada cadangan air dalam tubuh sehingga lebih sering dikonsumsi. Kita dapat
hidup tanpa makanan selama beberapa minggu, tetapi tanpa air, kita tidak dapat hidup dan akan mengalami dehidrasi dalam beberapa hari. Dua per tiga dari tubuh
kita adalah air, dan kebanyakan dari kita mungkin tidak mengetahui pentingnya air minum yang bersih. Air merupakan senyawa yang paling banyak dalam tubuh
manusia. Air sangat penting untuk pencernaan dan transpor makanan ke dalam sel, pembuangan sisa-sisa metabolisme, sirkulasi cairan tubuh seperti darah dan
cairan limfe, pelumas untuk sendi dan organ dalam, dan untuk regulasi suhu tubuh Silalahi, 2011; Fox, 1998.
Jika air cukup banyak di dalam tubuh, jaringan-jaringan di dalam tubuh akan bekerja secara efisien dan mudah. Akan tetapi, jika konsumsi air terbatas,
Universitas Sumatera Utara
7
maka tubuh akan mengambil air dari beberapa jaringan di dalam tubuh untuk melindungi sel-sel dan organ yang berbeda, yang akan mengakibatkan rasa sakit,
kerusakan sel dan berbagai masalah kesehatan. Ketika seseorang sudah berumur, mereka akan kehilangan perasaan haus dan menjadi semakin dehidrasi. Kita
sering keliru akan haus menjadi lapar dan melainkan kita mengonsumsi air, kita mengonsumsi makanan yang menyebabkan penambahan berat badan. Rasa haus
sebaiknya dihilangkan dengan air. Semakin kita memperhatikan kebutuhan terus- menerus tubuh akan air, tubuh kita akan semakin sehat. Mengalami “mulut
kering” menunjukkan bahwa tubuh kita mengalami dehidrasi yang tinggi. Tubuh manusia terdiri dari 25 zat padat dan 75 air, jaringan otak terdiri dari 85 air
dan darah terdiri dari 90 air Fox, 1998. Air merupakan senyawa kimia utama dalam tubuh manusia. Oleh karena
itu diperlukan asupan harian air minum yang cukup. Untuk pria dewasa, jumlah air yang dikonsumsi adalah 3,7 liter per hari sedangkan untuk wanita dewasa,
jumlah air yang dikonsumsi adalah 2,7 liter per harinya. Sedangkan untuk orang yang cenderung lebih aktif, terutama olahragawan atau atlet membutuhkan air
yang lebih banyak per harinya terutama untuk yang berada di lingkungan panas Sawka, 2005. Kelelahan akan terjadi selama latihan yang lama disebabkan oleh
berkurangnya atau penipisan dari glikogen otot, berkurangnya kadar glukosa darah dan dehidrasi. Dehidrasi adalah kondisi berkurangnya cairan dan elektrolit
garam kalium dan natrium dalam darah yang akan menyebabkan penurunan daya tahan kinerja. Kondisi ini harus diatasi dengan asupan air minum, air mineral
atau larutan campuran karbohidrat dan elektrolit Silalahi, 2011.
Universitas Sumatera Utara
8
Air berperan sangat penting di dalam berbagai proses metabolisme di dalam tubuh baik sebagai mediumpelarut atau sebagai substrat serta sebagai hasil
di dalam reaksi dalam metabolisme. Pada metabolisme energi karbohidrat, lemak, dan protein dihasilkan energi sebanyak 40 diubah dalam bentuk ATP
Adenosine Triphosphate, sedangkan sebanyak 60 diubah menjadi panas. Maka peningkatan aktivitas akan menaikkan suhu badan dan selanjutnya akan
menyebabkan fungsi sistem enzimatis menjadi tidak efektif. Air berfungsi mengatur suhu tubuh dengan melepaskan panas melalui keringat dan penguapan
untuk menurunkan suhu tubuh Silalahi, 2011. Jika jumlah panas meningkat di dalam tubuh, air di sekitar jaringan
menyerap panas yang berlebih, kemudian tubuh akan mengeluarkan cairan dengan penguapan melalui pori kulit. Untuk menguapkan air diperlukan energi, sehingga
saat terjadi penguapan, panas diserap dari kulit. Proses ini merupakan proses yang utama dalam tubuh untuk menurunkan suhu badan Silalahi, 2011.
Setiap liter penguapan akan menyerap 600 kalori dari tubuh. Jadi dapat dipahami bahwa jika seseorang demam akan membutuhkan lebih banyak energi
dan cairan. Penguapan berlangsung cepat jika kelembaban sekitar badan rendah dan akan terasa lebih nyaman, tetapi pada kondisi panas dan lembab akan
menyebabkan rasa kurang nyaman Silalahi, 2011. 2.3 Manfaat Mineral Dalam Air Minum
Berdasarkan jumlah yang dibutuhkan mineral dikelompokkan menjadi dua, mineral utama mineral makro dan mineral mikro trace minerals. Mineral
makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg sehari, sedangkan mineral mikro adalah dibutuhkan kurang dari 100 mg sehari.
Universitas Sumatera Utara
9
Yang termasuk mineral makro antara lain: natrium, klorida, kalium, kalsium, fosfor, magnesium, dan sulfur. Mineral mikro sangatlah penting untuk menopang
hidup kita, walaupun jumlah yang dibutuhkan sedikit. Tapi, jika kita mengalami kekurangan mineral mikro ini, akibatnya bisa mempengaruhi kesehatan kita
seluruhnya. Mineral merupakan komponen anorganik yang terdapat dalam tubuh manusia. Mineral-mineral yang dibutuhkan tubuh akan memiliki fungsi khas-nya
masing-masing seperti kalsium yang berperan dalam pembentukan struktur tulang dan gigi, natrium berfungsi dalam menjaga kesimbangan cairan tubuh atau juga
kalsium yang berfungsi untuk memperlancar kontraksi otot Yunasri, 2012. Kesadaran akan pentingnya mineral dan unsur penting lainnya dalam air
minum telah terjadi selama ribuan tahun. Air demineralisasi diartikan sebagai air yang hampir atau tidak mengandung mineral sama sekali. Air demineral tanpa
penambahan mineral tidak sesuai untuk air minum karena sangat agresif terhadap wadah atau pipa penyalur yang terbuat dari logam, tidak memberi rasa dan tidak
mengandung mineral tertentu yang diperlukan tubuh. Air rendah mineral berdampak negatif terhadap mekanisme homeostatis yang menyangkut
metabolisme mineral dan air dalam tubuh Kozisek, 2005; Silalahi, 2011. Meskipun air minum bukanlah sumber utama kalsium dan asupan
magnesium, pentingnya asupan mineral tambahan dari air minum dapat lebih besar daripada kontribusi gizinya yang dinyatakan sebagai proporsi dari total
asupan mineral harian Kozisek, 2005. Jika air rendah mineral diminum, usus akan memberikan mineral ke air ini
yang diambil dari cadangan dalam tubuh, dikeluarkan bersama mineral dari tubuh. Jadi air rendah mineral akan mengencerkan mineral yang terlarut dalam cairan
Universitas Sumatera Utara
10
tubuh. Gejala mungkin tidak akan kelihatan dalam waktu yang lama tetapi efek akut dapat terjadi jika mengonsumsi air demineralisasi dalam jumlah yang banyak
sesudah latihan fisik yang berat, efek hiponatremia yang akut bisa terjadi Silalahi, 2011.
Kandungan mineral yang tinggi dalam air minum sangat mempengaruhi penyerapan zat esensial dan zat non-esensial. Jika kandungan zat esensial yang
diperlukan tinggi, maka penyerapan zat non-esensial akan sedikit atau bahkan tidak ada, dan akan diekskresi dari tubuh. Sebagai contoh, jika kandungan kalsium
dan magnesium zat esensial dalam air minum tinggi, maka tubuh akan menyerap kalsium dan magnesium, sedangkan zat non-esensial seperti timbal akan
diekskresi dari tubuh. Apabila kandungan zat esensial rendah atau tidak ada, maka tubuh akan menyerap logam lain yang mungkin berada dalam maknan dan
minuman yang dikonsumsi seperti timbal dan mengakibatkan berbagai masalah kesehatan Fox, 1998.
2.3.1 Kalsium
Kalsium diperlukan semua sel. Kalsium di dalam tubuh 99 berada sebagai penopang struktur di dalam tulang dan gigi. Kalsium adalah mineral yang
paling besar jumlahnya, sekitar 40 1,2 kg dari semua mineral di dalam tubuh. Kalsium terdapat dalam sirkulasi darah untuk memenuhi kebutuhan sel.
Kalsium diserap sebanyak 25 yang ada dalam makanan, tetapi orang muda dan bayi lebih
banyak menyerap kalsium. Biasanya usus mampu membatasi penyerapan kalsium sesuai kebutuhan yaitu 1000 mg sampai 1200 mg bagi orang dewasa per hari.
Remaja membutuhkan lebih tinggi yaitu 1300 mghari. Defisiensi kalsium menyebabkan osteoporesis. Sebagian besar penderita penyakit ini tak dapat
Universitas Sumatera Utara
11
disembuhkan dengan meningkatkan kalsium saja, pengobatan dan pencegahan yang tepat bagi yang tulangnya belum begitu rapuh ialah dengan merangsang
pembentukan tulang lewat latihan, disertai suplementasi kalsium McGilvery dan Goldstein, 1996; Silalahi, 2011.
Asupan kalsium paling tinggi adalah 2500 mghari. Asupan kalsium yang melebihi 2500 mghari dapat menyebakan batu ginjal, iritasi pada ginjal dan
beberapa organ, sakit kepala, gagal ginjal, dan penurunan absorbsi mineral lain Wardlaw dan Hampl, 2007.
Kalsium bukan hanya untuk tulang, kalsium berfungsi dalam proses pembekuan darah, kontraksi otot, transmisi impuls syaraf dan metabolisme sel.
Kadar kalsium yang rendah di dalam darah dikompensasi dengan menarik kalsium dari tulang untuk memenuhi jumlah kalsium untuk mempertahankan fungsi
jantung dan otot bekerja. Asupan kalsium yang rendah juga dapat menyebabkan hipertensi dan menambah resiko penyakit kanker seperti kanker kolon. Batas
maksimum kalsium adalah 2500 mghari berdasarkan pertimbangan resiko pembentukan batu ginjal Kozisek, 2005; Silalahi, 2011.
Berdasarkan World Health Organization, kadar minimum kalsium yang dianjurkan dalam air minum adalah 20 mgl dan kadar optimumnya adalah 40-80
mgl Kožišek,2005. Sedangkan menurut Menkes RI No. 01BirhukmasI1975
kadar maksimal kalsium yang dianjurkan dalam air minum adalah 75 mgl dan kadar maksimal kalsium yang diperbolehkan adalah 200 mgl.
2.3.2 Magnesium
Magnesium mempunyai peranan penting sebagai kofaktor dan aktifator lebih dari 300 reaksi enzimatik, termasuk glikolisis, metabolisme ATP, transport
Universitas Sumatera Utara
12
mineral seperti natrium, kalium dan kalsium melalui membran, sintesis protein dan asam nukleat serta kontraksi otot. 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. Defisiensi magnesium akan menyebabkan denyut jantung yang tidak
teratur, disertai dengan kelelahan, kejang otot, mual, muntah dan kejang. Hal ini mungkin karena terganggunya pompa natrium-kalium. Gejala defisiensi
magnesium pada manusia yang pernah dilaporkan meliputi sifat mudah tersinggung, mudah bingung, keadaan semikoma dan aritmia jantung. Magnesium
dibutuhkan sebanyak 310 - 400 mghari. Latihan fisik dapat menyebabkan kekurangan magnesium, yang selanjutnya dapat mengganggu metabolisme energi
dan kemampuan kerja fisik. Magnesium berperan untuk meningkatkan performa atlet McGilvery dan Goldstein, 1996; Silalahi, 2011.
Asupan harian magnesium paling tinggi adalah 350 mghari. Asupan yang lebih tinggi dari itu dapat menyebabkan diare. Juga menyebabkan gagal ginjal,
lemah lesu, mual, susah bernafas, dan hingga kematian Wardlaw dan Hampl, 2007.
Berdasarkan World Health Organization, kadar minimum magnesium yang dianjurkan dalam air minum adalah 10 mgl dan kadar optimumnya adalah
Universitas Sumatera Utara
13
20-30 mgl Kozisek, 2005. Sedangkan, menurut Menkes RI No. 01BirhukmasI1975 kadar maksimum magnesium yang dianjurkan adalah 30
mgl dan kadar maksimum magnesium yang diperbolehkan adalah 150 mgl. Penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan kandungan kalsium dan
magnesium dalam air minum telah dilakukan oleh Pasaribu 2013, dan oleh Florencia 2014 dengan menggunakan metode spektrofotometri serapan atom.
Sampel air minum yang diteliti adalah air minum isi ulang AMIU dan air mineral dalam kemasan. Kadar kalsium dan magnesium yang diperoleh dari
sampel air minum isi ulang dan air mineral dalam kemasan secara spektrofotometri serapan atom dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Kadar Kalsium dan Magnesium dalam Sampel
No. Sampel
Kadar Mineral Sumber
Kalsium mgl Magnesium
mgl 1.
AMIU Tanpa Merek Teknik
Filterisasi I
6,5113 ± 0,34 1,7817 ± 0,08
a 2.
AMIU Tanpa Merek Teknik
FilterisasiII 14,3137 ± 0,24
3,1492 ± 0,14
3. AMIU Tanpa
Merek Teknik Filterisasi III
10,4956 ± 0,20 3,1408 ± 0,05
4. Aqua
40,8789 ± 0,28 14,7650 ± 0,11
b 5.
Amoz 30,6852 ± 0,29
19,9454 ± 0,15
6. Air Minum Isi
Ulang I 11,6847 ± 0,09
6,9720 ± 0,07
7. Air Minum Isi
Ulang II 25,6405 ± 0,20
12,9050 ± 0,08
Keterangan: a = Pasaribu 2013, b = Florencia 2014
Universitas Sumatera Utara
14
2.4 Penetapan Kadar Mineral dalam Air Minum 2.4.1 Titrasi Kompleksometri