Waktu dan Tempat Bahan dan Alat Karakteristik dan Morfologi Kangkung Air Ipomoea aquatica Forsk.

3 METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April hingga Juni 2011 di Laboratorium Karakteristik Bahan Baku, Laboratorium biokimia, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Laboratorium Biologi Hewan dan Laboratorium Nutrisi dan Biologi Radiasi, Pusat Antar Universitas, Institut Pertanian Bogor. Laboratorium Mikroteknik dan Anatomi Tumbuhan, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

3.2 Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanaman kangkung air Ipomoea aquatica Forsk. diperoleh dari Desa Sinarsari, Kecamatan Dramaga, Bogor. Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk analisis proksimat meliputi akuades, kjeltab jenis selenium, bromcherosol green, methyl red, larutan H2SO4, asam borat H3BO3, larutan HCl 10 larutan HCl 0,0947 N, pelarut lemak n-heksana p.a., dan larutan AgNO3 0,10 N. Bahan yang digunakan dalam analisis mineral adalah daun dan batang tanaman kangkung air, KH2PO4, H2SO4, HNO3, akuades, ammonium molibdat, H2NO3, dan HClO4. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis mikroskopis meliputi daun dan batang tanaman kangkung air, larutan Toluidin blue dan air. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pisau silet, cawan porselen timbangan, oven, meja pemanas, gelas obyek, dan rak pewarna. mikroskop cahaya merk Olympus tipe CH20 dan kamera mikroskop merk Olympus DP12. oven, labu takar, labu kjeldahl, alat Atomic Absorption Spectrophotometer AAS Novva 300, dan alat spektrofotometri Spektronik 20, wadah porselen, tanur, labu soxhlet, labu kjeldahl, alat destilasi, labu erlenmeyer, kertas saring, dan corong Buchner, meja cetak, karton cetak, oven.

3.3 Metode Penelitian

Penelitian dilakukan dalam beberapa tahapan yang terdiri dari tahap pengambilan dan preparasi sampel, analisis histologis kangkung air, analisis proksimat daun dan batang kangkung air segar dan kukus, kandungan mineral kangkung air segar dan khusus. Secara umum tahap penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 6 Gambar 6. Diagram alir Metode Penelitian

3.3.1 Pengambilan dan preparasi sampel

Proses pengambilan sampel meliputi pengambilan sampel tanaman kangkung air dari Desa Sinarsari, Dramaga. Tanaman kangkung diambil dengan memilih tanaman yang ukurannya telah cukup untuk dikonsumsi berdasarkan keterangan warga setempat. Selanjutnya diambil secara acak ± 30 batang tanaman kangkung air ukuran minimal sampel, dikarakterisasi diukur luas daun, panjang dan tebal batang, panjang akar dan rendemen dan disimpan dalam coolbox agar tidak layu sampai tiba waktunya dianalisis.

3.3.2 Analisis histologi pembuatan preparat dengan metode preparat segar

Pengamatan jaringan tanaman diawali dengan pembuatan preparat segar tanaman kangkung air Ipomoea aquatica Forsk. kemudian pengambilan gambar objek pada mikroskop. Tahapannya terdiri atas persiapan dan pemotongan bagian daun, akar dan batang dengan ukuran 1-2 cm atau secukupnya, letakkan potongan tersebut diatas obyek kaca preparat, lalu teteskan air secukupnya agar sampel tidak mengering, letakkan sampel diatas meja mikroskop stereo, kemudian tekan kunci sampel tersebut dengan jari telunjuk kiri agar tidak bergeser. Gunakan silet yang baru dengan tangan kanan, tempelkan silet diujung jari telunjuk kiri, 1. pengambilan dan preparasi sampel 2. Analisis histologis daun, batang, dan akar. 3.Analisis proksimat kangkung air segar dan kukus 4. Analisis mineral kangkung air segar dan khusus Kangkung Air Ipomoea aquatic Forsk. lakukan pemotongan sampel dibawah mikroskop stereo setipis mungkin kemudian pisahkan potongan terbaik dengan jarum pentul, teteskan kembali sampel dengan air, pindahkan obyek glass yang telah terisi sampel pilihan di meja sampel mikroskop eletrik, dan lakukan pengamatan preparat. Diagram alir pembuatan preparat segar dapat dilihat pada Gambar 7. Gambar 7 Diagram alir pembuatan preparat dengan metode preparat segar

3.3.3. Analisis proksimat

Analisis proksimat dilakukan terhadap tanaman kangkung air segar dan setelah pengukusan dengan ulangan sebanyak 3 kali. Analisis proksimat terdiri atas kadar air, kadar abu, kadar protein kasar, kadar lemak kasar, dan serat kasar. 1 Kadar air AOAC 2007 Tahap pertama yang dilakukan untuk menganalisis kadar air adalah mengeringkan cawan porselen dalam oven pada suhu 105 ºC selama 1 jam. Cawan tersebut diletakkan ke dalam desikator ± 15 menit dan dibiarkan sampai dingin kemudian ditimbang. Cawan tersebut ditimbang kembali hingga beratnya konstan, sebanyak 5 gram contoh dimasukkan ke dalam cawan tersebut, kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu 105 ºC selama 5 jam. Setelah selesai proses, Peletakkan di kaca preparat Penetesan air Tanaman kangkung air Persiapan dan pemotongan Penyayatan melintang Pengamatan cawan tersebut dimasukkan ke dalam desikator dan dibiarkan sampai dingin dan selanjutnya ditimbang kembali. Perhitungan kadar air sampel adalah: Kadar air = x 100 2 Kadar abu AOAC 2007 Preparasi sampel tanaman untuk zat mineral adalah dengan menghilangkan seluruh bahan asing dari sampel, terutama tanah yang melekat atau pasir, namun untuk mencegah terjadinya pelepasan, maka tidak mencuci sampel secara berlebihan. Sampel segera dikeringkan untuk mencegah dekomposisi atau kehilangan berat. Sampel sebanyak 2 gram ditimbang dalam porselen dan tempatkan dalam suhu terkontrol dari tanur yang dipanaskan hingga 600 ºC. Pengabuan berlangsung selama 2 jam. Porselen segera dipindahkan ke dalam desikator untuk didinginkan dan penimbangan berat akhir sampel. ww abu = x 100 3 Kadar protein kasar AOAC 2007 Tahap dalam analisis kadar protein terdiri atas destruksi, destilasi, dan titrasi. Analisis kadar protein dilakukan dengan metode Kjeldahl. Sampel sebanyak 0,7-2,2 gram dimasukkan ke dalam labu destruksi kemudian ditambahkan 0,7 gram HgO atau 0,65 metallic Hg, 15 gram serbuk K 2 SO 4 atau Na 2 SO 4 serta 25 mL H 2 SO 4 . Labu kemudian ditempatkan dalam posisi miring dan dipanaskan secara perlahan hingga buih menghilang. Larutan sampel dididihkan hingga larutan jernih pada suhu 410 ºC selama ± 2 jam. Sampel didinginkan dan ditambahkan 200 mL H 2 O, 25 mL larutan sulfida atau tiosulfat serta dicampurkan dengan percepatan Hg. Selanjutnya, sampel ditambahkan sedikit bubuk Zn dan ditambahkan 15 gram NaOH. Kemudian, labu dihubungkan ke pipa destilasi pada kondensor. Hasil destilasi ditampung dalam erlenmeyer 125 yang berisi 25 mL asam borat H 3 BO 3 4 yang mengandung indikator bromcherosol green 0,1 dan methyl red 0,1 dengan perbandingan 2:1. Erlenmeyer digoyangkan perlahan untuk mencampurkan hasil destilasi dan labu dipanaskan hingga seluruh NH 3 terdestilasi ≥ 150 mL hasil destilasi. Hasil destilasi kemudian dititrasi dengan larutan standar NaOH atau standar HCl 0,2 N hingga terjadi perubahan warna merah muda yang pertama kalinya.Volume titran dibaca dan dicatat. Kadar protein saat HCl standar digunakan adalah: N = Kadar protein saat H 2 SO 4 standar digunakan adalah: N= 4 Kadar lemak kasar AOAC 2007 Sampel sebanyak 1-5 gram S yang mengandung 100-200 mg lemak dimasukkan ke dalam selongsong selulosa. Banyaknya sampel berdasarkan kandungan lemaknya: Lemak kasar Berat sampel g 2 5 5 2-4 10 1-2 20 1 Selongsong yang berisi sampel dikeringkan pada suhu 102 ºC ± 2 ºC selama 2 jam. Pelarut dan sampel harus bebas dari air untuk mencegah ekstraksi komponen yang larut air. Kapas bebas lemak dapat ditambahkan sebagai penutup selongsong sebelum pengeringan. Ekstraktor dipanaskan dan kondensor pendingin dinyalakan. Tabung ekstraksi kosong ditimbang sebagai T. Selongsong dimasukkan ke dalam tabung ekstraksi dan sejumlah pelarut heksan ditambahkan ke dalam tabung ekstraksi hingga menutupi sampel. Tabung ekstraksi ditempatkan di bawah kolom ekstraksi. Selongsong dibenamkan ke dalam pelarut dan dididihkan selama 20 menit. Selongsong diangkat dari pelarut lalu diekstraksi kembali selama 40 menit. Selanjutnya, pelarut dalam tabung didestilasi hingga menjadi murni dan mencapai kondisi kering. Tabung ekstraksi dipindahkan dari ekstraktor dan ditempatkan dalam proses penguapan untuk menyelesaikan evaporasi pelarut pada suhu rendah. Tabung ekstaksi kemudian dikeringkan dalam 102 ºC ± 2 ºC selama 30 menit untuk menghilangkan kelembaban. Selanjutnya, tabung ekstraksi didinginkan pada suhu ruang dalam desikator dan ditimbang sebagai F. Lemak kasar ekstrak heksan = x 100 5 Kadar serat kasar AOAC 2007 Ekstrak sampel sebanyak 2 gram W1 dengan eter ataupun petroleum eter dimasukkan ke dalam gelas piala 600 ml dan ditambahkan 0,25-05 gram bumping granule, kemudian ditambahkan 200 ml H 2 SO 4 1,25 yang hampir mendidih. Larutan dididihkan selama 30 menit dan digoyangkan secara berkala. Kemudian larutan disaring dengan kertas saring dan bantuan corong Buchner lalu divakumkan pada tekanan 25 mm Hg. Residu dibilas dengan air yang hampir mendidih sebanyak 40-50 ml sebanyak 4 kali, kemudian disaring. Residu dari kertas saring + corong Buchner dibilas dengan NaOH 1,25 yang hampir mendidih ke dalam gelas piala dan direfluks selama 30 menit. Kemudian larutan disaring dan divakum kembali. Residu dibilas kembali dengan air yang hampir mendidih. Residu kembali dibilas dengan 25-30 ml H 2 SO 4 1,25 hampir mendidih sebanyak 1 kali dan dibilas dengan 20-30 ml air hampir mendidih sebanyak 2 kali lalu. Residu beserta kertas saring dikeringkan pada suhu 130 ± 2 ºC selama 2 jam atau semalam pada 110 ºC dan didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang W2. Residu + kertas saring diabukan pada suhu 550 ºC ± 10 ºC selama 2 jam, didinginkan dalam desikator dan ditimbang W3. Serat kasar = x 100 W2 : Bobot residu sebelum diabukan tanpa kertas saring dan cawan W3 : Bobot residu setelah diabukan tanpa cawan

3.3.4 Analisis mineral tanaman kangkung air dengan Atomic Absorption

Spectrophotometer Reitz et al. 1987 Sampel kangkung air yang akan mengalami pengujian mineral dilakukan proses pengabuan basah terlebih dahulu. Pada proses pengabuan basah, sampel ditimbang sebanyak 1 g, kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer 150 ml. Ke dalam labu ditambahkan 5 ml HNO 3 dan dibiarkan selama 1 jam. Labu ditempatkan di atas hotplate selama ± 4 jam dan ditambahkan 0,4 ml H 2 SO 4 pekat, campuran HClO 4 dan HNO 3 sebanyak 3 tetes, 2 ml akuades dan 0,6 ml HCl pekat. Larutan contoh kemudian diencerkan menjadi 100 ml dalam labu takar. Sejumlah larutan stok standar dari masing-masing mineral diencerkan dengan menggunakan akuades sampai konsentrasinya berada dalam kisaran kerja logam yang diinginkan. Larutan standar, blanko dan contoh dialirkan ke dalam Atomic Absorption Spectrophotometer AAS merek Novva300 dengan panjang gelombang dari masing-masing jenis mineral. Langkah selanjutnya adalah pengukuran absorbansi atau tinggi puncak standar, blanko dan contoh pada panjang gelombang dan parameter yang sesuai untuk masing-masing mineral dengan spektrofotometer. Setelah diperoleh absorbansi standar, hubungkan antara konsentrasi standar sebagai sumbu y dengan absorban standar sebagai sumbu x sehingga diperoleh kurva standar mineral dengan persamaan garis linier y = ax+b dimana y: variable terikat ; a: kemiringan gradient ; x: variable bebas ; b: konstanta yang digunakan untuk perhitungan konsentrasi larutan sampel. Konsentrasi larutan sampel dihitung dengan mengalikan a dengan absorbansi contoh. 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Karakter Histologis Kangkung Air Ipomoea aquatica Forsk. Tubuh tumbuhan terdiri dari organ vegetatif meliputi akar, batang, dan daun yang merupakan organ pokok tubuh tumbuhan, serta organ reproduktif yaitu organ yang bertanggung jawab bagi perbanyakan tumbuhan, pada tumbuhan berbiji meliputi bunga, buah dan biji. Pembuatan preparat dan pengamatan melalui mikroskop cahaya memberikan hasil anatomi pada bagian daun, tangkai, batang, dan akar pada tumbuhan

4.1.1 Deskripsi histologi batang

Batang merupakan bagian tubuh tumbuhan yang amat penting, disamping akar dan daun. Batang kangkung air merupakan organ pertemuan antara akar dengan daun. Batang kangkung air berwarna hijau muda dan dibatasi pada bagian luar oleh selapis jaringan epidermis. Di bawah jaringan epidermis terdapat jaringan korteks yang terdiri dari jaringan parenkim berkloroplas yang menyebabkan batang berwarna hijau dan aktif melakukan fotosintesis. Semakin menjauh dari epidermis, ukuran sel parenkhim cenderung semakin besar dan jumlah khloroplas menurun serta dinding sel semakin menipis. Jaringan parenkim tersusun rapat, berbentuk tidak beraturan, dan mengandung kloroplas yang jumlahnya lebih dari satu. Batang tumbuhan air berisi suatu sistem ruang antar sel yang meluas sehingga melalui ruang tersebut terjadi difusi gas secara bebas Fahn 1991 Di bawah lapisan korteks terdapat jaringan pengangkut yang tersebar dan terdiri dari xylem dan floem. Sel-sel xylem cenderung berukuran lebih besar dari sel-sel floem dan dinding selnya mengalami pertumbuhan sekunder sehingga terlihat adanya penebalan dinding sel. Di bawah mikroskop penampang terang bright field sel-sel xylem terlihat lebih terang daripada sel-sel floem. Bagian terdalam dari batang terdiri dari jaringan parenkim yang mengalami perubahan membentuk ruang kosong. Sel parenkim cenderung berdinding tipis dan tidak memiliki kloroplas. Batang kangkung air berbentuk bulat dan terdapat banyak rongga udara yang berbentuk lingkaran. Irisan melintang batang tanaman kangkung air dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 8 Irisan melintang batang tanaman kangkung air A: 10x10 pewarnaan Toluidin Blue, B: 10x10 irisan preparat segar [a : epidermis, b: parenkim sentral, c: xylem, d: floem, e: korteks

4.1.2 Deskripsi histologi daun lamina

Daun tanaman kangkung air tersusun atas jaringan epidermis, palisade, bunga karang, epidermis bawah dan jaringan pengangkut. Epidermis terdiri dari satu lapis sel. Di bawah epidermis terdapat jaringan palisade yang tersusun hingga 3 lapis sel. Sel – sel palisade cenderung berbentuk memanjang dan sebagai pusat fotosintesis mengandung kloroplas sehingga dibawah mikroskop cahaya terlihat berwarna hijau. Daun termasuk organ pokok pada tumbuhan. Pada umumnya berbentuk pipih bilateral, berwarna hijau, dan merupakan tempat utama terjadinya fotosintesis Nugroho et al. 2006. Di bawah lapisan palisade terdapat lapisan jaringan bunga karang yang sel-selnya berbentuk tidak beraturan dan membentuk ruang antar sel yang besar sebagai tempat pertukaran gas dan penyimpanan air. Sel –sel bunga karang mengandung kloroplas dan menunjukkan jaringan tersebut aktif dalam fotosintesis. a b d c A B e a b c c d e Penampang potongan melintang daun kangkung air dapat dilihat pada Gambar 9. Gambar 9 Anatomi daun kangkung air. A: 10x10 dengan pewarnaan Toluidin Blue, B: 10x10 irisan preparat segar [a: epidermis atas, b: jaringan spons, c: epidermis bawah, d: jaringan pembuluh, e: jaringan palisade Jaringan epidermis daun kangkung air memiliki derivatnya berupa stomata daun. Stomata merupakan lubang atau celah yang terdapat pada epidermis organ tumbuhan yang berwarna hijau, dibatasi oleh sel khusus yang disebut sel penutup Nugroho et al. 2006. Jenis stomata yang terdapat pada epidermis daun tanaman kangkung air berdasarkan penampakan stomata dewasa adalah jenis parasitis, yaitu stoma yang didampingi oleh satu atau lebih sel tetangga yang sejajar terhadap sumbu panjang dari celah dan sel penjaga Dickson 2000. Penampang potongan melintang stomata daun kangkung air dapat dilihat pada Gambar 10. Gambar 10 Penampang potongan melintang stomata daun kangkung air 10x10 irisan preparat segar A B

4.1.3 Deskripsi histologis akar

Akar berperan sangat penting bagi pertumbuhan tumbuhan. Anatomi akar tanaman kangkung air terdiri atas jaringan epidermis akar rhizodermis, korteks, pembuluh angkut, parenkim sentral. Sel-sel rhizodermis cenderung lebih kecil daripada sel – sel korteks. Rhizodermis dinding tangensial atas lebih tebal dari tangensial bawah. Secara umum sel – sel epidermis memiliki dinding samping yang lebih panjang dari dinding atas dan bawah sel. Sel epidermis akar tanaman kangkung air berdinding tipis, tidak berkutikula, terdiri dari satu lapis sel dan berbentuk tidak beraturan. Ketebalan dinding epidermis cenderung sama pada bagian atas dan bawah. Bagian dalam epidermis terdapat korteks yang tersusun dari jaringan parenkim. Sel – sel korteks di bawah epidermis berukuran lebih kecil daripada korteks di tengah batang, kemudian ukuran sel korteks yang berdekatan dengan pembuluh angkut berubah ukurannya menjadi kecil. Pembuluh angkut tersebar dibeberapa kelompok di dekat parenkim sentral. Sel – sel xylem terlihat lebih jelas dibanding dengan floem dan parenkim sentral, yakni berdinding lebih tebal. Belum terlihat perbedaan yang nyata antara sel – sel floem, parenkim xylem dan parenkim sentral. Pada akar tidak terdapat ruang besar di daerah parenkim sentral. Irisan melintang akar kangkung air dapat dilihat pada Gambar 11. Gambar 11 Irisan melintang akar kangkung air [a: korteks, b: rhizodermis, c: floem, d: xylem, e: parenkim sentral] a b c d e

4.2 Karakteristik dan Morfologi Kangkung Air Ipomoea aquatica Forsk.

Tumbuhan kangkung air Ipomoea aquatica Forsk. merupakan tumbuhan yang hidup di air dan biasanya disebut dengan hydrophyta. Sistem perakarannya di tanah meskipun tempat tumbuhnya adalah di perairan Lukito 2001. Tumbuhan kangkung air dapat tumbuh dengan baik sepanjang tahun. Prasetyawati 2007 menyebutkan bahwa tangkai daun kangkung air melekat pada buku-buku batang, bentuk daunnya seperti jantung, menyerupai segitiga, memanjang, dengan pangkal yang terpancung atau bentuk panah sampai bentuk lanset. Tabel 2 merupakan hasil pengukuran daun dan batang kangkung air yang meliputi panjang dan lebar daun, serta panjang, lebar dan tebal batang. Tabel 2 Hasil pengukuran morfologi kangkung air Ipomoea aquatica Forsk. Obyek Pengukuran Hasil Pengukuran Sebaran mm Nilai Tengah mm Standar Deviasi Rentang Nilai mm Panjang Daun 64,26 66,75 8,70 49,00-79,05 Lebar Daun 31,27 33,00 6,01 20,00-40,00 Panjang Batang 79,80 77,13 19,28 48,00-111,00 Lebar Batang 2,40 2,45 0,68 1,00-4,00 Tebal Batang 0,61 0,50 0,26 0,10-1,00 Hasil pengukuran menunjukkan sebaran panjang daun kangkung air sebesar 64,26 mm dengan standar deviasi 8,70. Daun kangkung air memiliki kisaran panjang 49,00 sampai 79,05 mm. Sedangkan lebar daun kangkung air memiliki sebaran 31,27 mm, dengan standar deviasi 6,01. Lebar daun kangkung air berkisar antara 20,00 sampai 40,00 mm. Hasil pengukuran menunjukkan sebaran panjang batang daun kangkung air terletak pada 79,80 mm dengan standar deviasi 19,28. Panjang batang kangkung air berkisar 48,00 sampai 111,00 mm. Lebar batang kangkung air memiliki sebaran 2,40 mm pada rentang nilai 1,00 sampai 4,00 mm dengan standar deviasi 0,68.

4.3 Komposisi Kimia Tanaman Kangkung Air Segar dan Kukus