Penetapan Kadar Mineral Besi, Kalium, Kalsium, dan Natrium pada Kol (Brassica Oleracea L.) Secara Spektrofotometri Serapan Atom

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kol
2.1.1 Sistematika Tumbuhan
Menurut (Widyawati, 2015) dan (Pracaya, 2001) klasifikasi tumbuhan
kubis (Brassica oleraceaL. ) secara sistematik adalah sebagai berikut:
Kingdom

: Plantae

Divisio

: Magnoliophyta

Class

: Dicotyledonae

Ordo


: Brassicales

Family

: Brassicaceae

Genus

: Brassica

Species

: Brassica oleracea var. capitata L.

2.1.2 Nama Daerah dan Nama Asing
Kol biasa disebut juga dengan kubis, kubis telur, kubis krop (Dalimartha,
2000).Nama kubis diduga berasal dari ahasa Inggris yaitu cabbage.Sedangkan di
beberapa daerah, disebut dengan kol.Kata kol ini diduga berasal dari bahasa
Belanda yaitu kool (Pracaya, 2001).
2.1.3 Deskripsi Tumbuhan

Menurut Pusat Penelitian dan Pengembangan Hortikultura (2011),
tumbuhan kol memiliki deskripsi sebagai berikut:
Habitat

: Tumbuh di hawa yang sejuk di daerah dataran tinggi 8002000 m dpl dan bertipe iklim basah dengan pH tanah 6-7.

Batang

: pendek

6
Universitas Sumatera Utara

Daun

: bulat telur sampai lonjong dan lebar seperti kipas
berwarna hijau muda. Daun bagian luar tertutup lapisan
lilin dan tidak berbulu.Daun bawah dapat mencapai
panjang 30 cm. Daun muda yang tumbuh berikutnya
mulai membengkok menutupi daun muda yang ada di

atasnya.Makin lama daun muda yang terbentuk semakin
banyak sehingga seakan-akan membentuk telur atau
kepala.Bentuk kepala atau telur ini yang disebut krop.

Bentuk krop

: Bulat memipih dengan ukuran garis tengah dapat
mencapai 20 cm

Akar

: Tunggang dan segera bercabang dengan memiliki serabut.

2.1.4 Kandungan Kimia dan Kegunaan
Kandungan kimia yang terdapat pada kol adalah flavonoid, indol, fenol,
glukosinolat (Hembing, 2008). Kandungan nutrisi yang terdapat dalam 100 gram
adalah air 91 g, karbohidrat 6,2 g, lemak 0,1 g, protein 17 g, serat 3,6 g (Lanny,
2010). Kandungan mineral dalam 100 g kubis adalah besi 0,5-1,2 g, kalium 209300 g, kalsium 46-100 g, natrium 5-16 g, sulfur 70-74 g, magnesium 20-22 g,
fosfat 28-31 g (Pracaya, 2001).
Kol bermanfaat untuk menyembuhkan sakit maag, penghancur lemak dan

dapat menurunkan resiko kanker mulut rahim (Lingga, 2010).Kol juga
mempunyai efek farmakologis sebagai antioksidan, membersihkan zat-zat toksik
dalam tubuh dan dapat menurunkan tekanan darah tinggi (Wijayakusuma, 2008).

7
Universitas Sumatera Utara

2.2 Mineral
Mineral berasal dari dalam tanah. Tanaman yang ditanam di atas tanah
akan menyerap mineral yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan kemudian
disimpan dalam akar, batang, daun, bunga, dan buah (Anonim, 2007). Pada
umumnya mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting
dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ maupun
fungsi tubuh secara keseluruhan (Almatsier, 2009).Mineral merupakan unsur
esensial bagi fungsi normal sebagian enzim dan sangat penting dalam
pengendalian komposisi cairan tubuh.Tubuh tidak mampu mensintesa mineral
sehingga unsur-unsur ini harus disediakan lewat makanan (Budianto, 2009).
Berdasarkan kebutuhannya didalam tubuh, mineral dapat digolongkan
menjadi 2 kelompok utama yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral
makro adalah mineral yang menyusun hampir 1% dari total berat badan manusia

dan dibutuhkan dengan jumlah lebih dari 100 mg/hari, sedangkan mineral mikro
merupakan mineral yang dibutuhkan dengan jumlah kurang dari 100 mg/hari dan
menyusun lebih kurang dari 0,01% dari total berat badan. Mineral yang termasuk
didalam kategori mineral makro adalah kalsium (Ca), magnesium (Mg), kalium
(K) dan natrium (Na). Sedangkan mineral mikro terdiri dari tembaga (Cu), fluor
(F), besi (Fe), iodium (I), mangan (Mn), dan seng (Zn) (Anonim, 2007).
2.2.1 Besi
Besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat didalam tubuh
manusia dan hewan.Besi terdapat pada hemoglobin darah yang mempunyai fungsi
sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh, besi juga berperan
sebagai alat angkut elektron di dalam sel, dan sebagai bagian terpadu berbagai
reaksi enzim di dalam jaringan tubuh (Almatsier, 2009).

8
Universitas Sumatera Utara

Kekurangan besi pada umumnya menyebabkan kekurangan darah atau
anemia.Kelebihan besi jarang terjadi karena makanan, tetapi dapat disebabkan
oleh suplemen besi.Gejalanya adalah muntah, diare, denyut jantung meningkat,
sakit kepala, mengigau, dan pingsan (Almatsier, 2009).

Sumber makanan yang mengandung zat besi adalah makanan hewani,
seperti daging, ayam, dan ikan.Sumber makanan lainnya adalah telur, kacangkacangan, sayuran hijau, dan beberapa jenis buah (Almatsier, 2009). Kebutuhan
akan zat besi untuk untuk orang dewasa adalah 10-15 mg/hari (Budianto, 2009).
2.2.2 Kalium
Kalium merupakan salah satu mineral makro yang berperan dalam
pengaturan keseimbangan cairan tubuh.Perbandingan natrium dan kalium di
dalam cairan intraseluler adalah 1:10, sedangkan di dalam cairan ekstraseluler
28:1. Sebanyak 95% kalium berada di dalam cairan intraseluler.Bersama natrium,
kalium memegang peranan dalam pemeliharaan keseimbangan cairan dan
elektrolit serta keseimbangan asam basa.Bersama kalsium, kalium berperan dalam
transmisi impuls pada saraf dan relaksasi otot.Di dalam sel, kalium berfungsi
sebagai katalisator dalam banyak reaksi biologik, terutama dalam metabolisme
energi dan sintesis glikogen dan protein.Tekanan darah normal memerlukan
perbandingan antara natrium dan kalium yang sesuai dalam tubuh (Almatsier,
2009).
Sumber utama kalium adalah makanan mentah/segar, terutama buah,
sayuran, dan kacang-kacangan karena merupakan bagian esensial semua sel
hidup, maka kalium banyak terdapat dalam bahan makanan baik tumbuhtumbuhan maupun hewan. Kebutuhan minimum akan kalium ditaksir sebanyak
2000 mg sehari (Almatsier, 2009).


9
Universitas Sumatera Utara

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 obat-obatan ini.Kekurangan
kalium menyebabkan lemah, lesu, kehilangan nafsu makan, kelumpuhan,
mengigau, dan konstipasi, dan menurunkan kemampuannya untuk memompa
darah.Kelebihan kalium akut dapat terjadi bila konsumsi melalui saluran cerna
atau tidak melalui saluran cerna melebihi 18 g untuk orang dewasa tanpa
diimbangi oleh kenaikan ekskresi.Hiperkalemia akut dapat menyebabkan gagal
jantung yang berakibat kematian.Kelebihan kalium juga dapat terjadi bila ada
gangguan fungsi ginjal (Almatsier, 2009).
2.2.3 Kalsium
Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh,
yaitu 1,5 - 2% dari berat orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg. Dari
jumlah ini, 99% berada didalam jaringan keras, yaitu tulang dan gigi terutama
dalam bentuk hidroksiapatit, selebihnya kalsium tersebar luas di dalam
tubuh.Kalsium memegang peranan penting dalam pembentukan tulang dan gigi,
mengatur fungsi sel, seperti untuk transmisi impuls pada saraf, kontraksi otot,
penggumpalan darah, dan menjaga permeabilitas membran sel (Almatsier, 2009).
Sumber kalsium utama adalah susu dan hasil susu, seperti keju. Ikan yang
dimakan dengan tulang, termasuk ikan teri merupakan sumber kalsium yang baik.
Kacang-kacangan dan hasil kacang-kacangan, tahu dan tempe, dan sayuran hijau

merupakan sumber kalsium yang baik juga.Peningkatan kebutuhan kalsium terjadi

10
Universitas Sumatera Utara

pada masa pertumbuhan, kehamilan, dan menyusui. Angka kecukupan rata-rata
sehari untuk kalsium bagi orang Indonesia ditetapkan oleh Widyakarya Pangan
dan Gizi LIPI (1998) sebagai berikut bayi 300-400 mg, anak-anak 500 mg, remaja
600-700 mg, dewasa 500-800 mg, ibu hamil dan menyusui +400 mg (Almatsier,
2009).
Kekurangan kalsium pada masa pertumbuhan dapat menyebabkan
gangguan pertumbuhan, tulang kurang kuat, mudah bengkok, dan rapuh. Semua
orang dewasa, terutama sesudah usia 50 tahun, kehilangan kalsium dari tulangnya,
tulang menjadi rapuh dan mudah patah. Hal ini dinamakan osteoporosis.Konsumsi
kalsium hendaknya tidak melebihi 2500 mg sehari.Kelebihan kalsium dapat
menimbulkan batu ginjal atau gangguan ginjal.Di samping itu, dapat
menyebabkan konstipasi. Kelebihan kalsium bisa terjadi bila menggunakan
suplemen kalsium berupa tablet atau bentuk lain dalam jangka waktu lama
(Almatsier, 2009).
2.2.4 Natrium

Natrium adalah kation utama dalam cairan ekstraseluler. Cairan saluran
cerna, sama seperti cairan empedu dan pankreas, mengandung banyak natrium.
Sebagai kation utama dalam cairan ekstraseluler, natrium menjaga keseimbangan
cairan dalam kompartemen tersebut. Natriumlah yang sebagian besar mengatur

11
Universitas Sumatera Utara

tekanan osmosis yang menjaga cairan tidak keluar dari darah dan masuk ke dalam
sel-sel. Secara normal tubuh dapat menjaga keseimbangan antara natrium di luar
sel dan kalium di dalam sel. Natrium menjaga keseimbangan asam basa di dalam
tubuh dengan mengimbangi zat-zat yang membentuk asam. Natrium berperan
dalam transmisi impuls pada saraf dan kontraksi otot. Natrium berperan pula
dalam absorpsi glukosa dan sebagai alat angkut zat-zat gizi lain melalui membran,
terutama melalui dinding usus sebagai pompa natrium (Almatsier, 2009).
Sumber natrium adalah garam dapur, monosodium glutamat, kecap dan
makanan yang diawetkan dengan garam dapur.Di antara makanan yang belum
diolah, sayuran dan buah mengandung paling sedikit natrium. Taksiran kebutuhan
natrium sehari untuk orang dewasa adalah sebanyak 500 mg. Kebutuhan natrium
didasarkan pada kebutuhan untuk pertumbuhan, kehilangan natrium melalui

keringat dan sekresi lain. WHO pada tahun 1990 menganjurkan pembatasan
konsumsi garam dapur hingga 6 gram sehari.Pembatasan ini dilakukan mengingat
peranan potensial natrium dalam menimbulkan tekanan darah tinggi (Almatsier,
2009).
Kekurangan natrium menyebabkan kejang, apatis, dan kehilangan nafsu
makan.Kekurangan natrium dapat terjadi sesudah muntah, diare, keringat
berlebihan dan bila menjalankan diet yang sangat terbatas dalam natrium. Bila
kadar natrium darah turun, perlu diberikan natrium dan air untuk mengembalikan
keseimbangan. Kelebihan natrium dapat menimbulkan keracunan yang dalam
keadaan akut menyebabkan edema dan hipertensi.Hal ini dapat diatasi dengan
banyak minum.Kelebihan konsumsi natrium secara terus-menerus terutama dalam
bentuk garam dapur dapat menimbulkan hipertensi (Almatsier, 2009).

12
Universitas Sumatera Utara

2.3 Spektrofotometri Serapan Atom
Peristiwa serapan atom pertama kali diamati oleh Fraunhofer, sedangkan
yang memanfaatkan prinsip serapan atom pada bidang analisis adalah seorang
Australia bernama Alan Walsh di tahun 1955 (Khopkar, 1985).Spektrofotometri
serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur logam dalam
jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace). Cara 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 kelumit logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi
kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif sederhana, dan interferensinya sedikit
(Gandjar dan Rohman, 2007).
Metode spektrofotometri serapan atom berprinsip pada absorpsi cahaya
oleh atom.Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang
tertentu, tergantung pada sifat unsurnya.Cahaya pada panjang gelombang ini
mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom.Transisi
elektronik suatu unsur bersifat spesifik.Dengan absorpsi energi, berarti
memperoleh lebih banyak energi, sehingga suatu atom pada keadaan dasar
dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi (Khopkar, 1985).

13
Universitas Sumatera Utara

2.3.1 Instrumen Spektrofotometri Serapan Atom
Sistem peralatan spektrofotometer serapan atom dapat dilihat pada gambar
berikut ini :
Nyala
Monokromator

Sumber
nyala

Detektor

Bahan bakar

Amplifier

Pencatat
hasil

Oksidan

Sampel

Gambar 2.1 Instrumen spektrofotometer serapan atom (Harris, 2007).
2.3.1.1 Sumber sinar
Sumber sinar yang lazim dipakai 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 (Gandjar dan Rohman, 2007).
2.3.1.2 Sumber Nyala
Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan
dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan
asas. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu
sampel menjadi uap atom-atom yaitu: dengan nyala (flame) dan dengan tanpa
nyala (flameless).
a. 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

14
Universitas Sumatera Utara

suhunya sebesar 22000C. 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 (Gandjar dan
Rohman, 2007).Temperatur dari berbagai nyala dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Temperatur nyala dengan berbagai kombinasi bahan bakar dan bahan
pengoksidasi
Bahan Bakar
Asetilen
Asetilen
Asetilen
Hidrogen
Hidrogen
Sianogen
Sumber: Harris, 2007

Oksidan
Udara
Nitrogen Oksida
Oksigen
Udara
Oksigen
Oksigen

Temperatur Maksimum (°K)
2400-2700
2900-3100
3300-3400
2300-2400
2800-3000
4800

b. Tanpa nyala (Flameless)
Pengatoman dilakukan dalam tungku dari grafit seperti tungku yang
dikembangkan oleh Masmann. 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 (Gandjar dan Rohman, 2007).
2.3.1.3 Monokromator
Monokromator merupakan alat untuk memisahkan dan memilihpanjang
gelombang yang digunakan dalam analisis dari sekian banyak panjang gelombang
yang dihasilkan lampu katoda berongga (Gandjar dan Rohman, 2007).

15
Universitas Sumatera Utara

2.3.1.4 Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui
tempat pengatoman (Gandjar dan Rohman, 2007).
2.3.1.5 Readout
Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai
pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang
menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi (Gandjar dan Rohman, 2007).
2.3.2 Gangguan-gangguan pada Spektrofotometri Serapan Atom
Gangguan-gangguan (interference) pada spektrofotometri serapan atom
adalah peristiwa-peristiwa 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 dapat
terjadi dalam spektrofotometri serapan atom adalah sebagai berikut:
a.

Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang mana dapat mempengaruhi
banyaknya sampel yang mencapai nyala.

b. Gangguan kimia yang dapat mempengauhi jumlah/banyaknya atom yang
terjadi di dalam nyala.
c. Gangguan oleh absorbansi yang disebabkan bukan oleh absorbansi atom yang
dianalisis; yakni absorbansi oleh molekul-molekul yang tidak terdisosiasi di
dalam nyala. Adanya gangguan-gangguan di atas dapat diatasi dengan
menggunakan cara-cara sebagai berikut:
i. Penggunaan nyala/suhu atomisasi yang lebih tinggi
ii. Penambahan senyawa penyangga
iii. Pengekstrasian unsur yang dianalisis
iv. Pengekstrasian ion atau gugus pengganggu

16
Universitas Sumatera Utara

d. Gangguan oleh penyerapan non-atomik. Gangguan jenis ini berarti terjadinya
penyerapan cahaya dari sumber sinar yang bukan berasal dari atom-atom yang
akan dianalisis.
2.4 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).
Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi
metode analisis adalah sebagai berikut:
a. Kecermatan (Accuracy)
Kecermatan (accuracy) adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan
hasil analisis dengan kadar analit sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan (Harmita, 2004).
Kecermatan dapat ditentukan dengan dua cara, yaitu:
i. 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).
ii. 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

17
Universitas Sumatera Utara

penambahan sejumlah analit. Persen perolehan kembali ditentukan dengan
menentukan berapa persen analit yang ditambahkan ke dalam sampel dapat
ditemukan kembali (Harmita, 2004).
iii. Keseksamaan (Precision)
Keseksamaan (precision) diukur sebagai simpangan baku relatif atau
koefisien variasi. Keseksamaan atau presisi merupakan ukuran yang menunjukkan
derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil
individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang pada sampelsampel yang diambil dari campuran yang homogen (Harmita, 2004).
iv. Selektivitas (Spesifisitas)
Selektivitas atau spesifisitas suatu metode adalah kemampuannya yang
hanya mengukur zat tertentu secara cermat dan seksama dengan adanya
komponen lain yang ada di dalam sampel (Harmita, 2004).
v. 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.Rentang merupakan batas terendah dan batas tertinggi analit yang
dapat ditetapkan secara cermat seksama dan dalam linearitasyang dapat diterima
(Harmita, 2004).
vi. Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Batasdeteksimerupakanjumlahterkecilanalitdalamsampel
dapatdideteksi

yang
yang

masihmemberikanresponsignifikan,sedangkanbataskuantitasimerupakankuantitast
erkecilanalitdalamsampel

yang

masihdapatmemenuhikriteriacermatdanseksama(Harmita, 2004).

18
Universitas Sumatera Utara