Penetapan Kadar Mineral Besi, Magnesium Dan Seng Pada Daun Bangun-Bangun (Plectranthus Amboinicus L.) Segar Dan Yang Direbus Secara Spektrofotometri Serapan Atom

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Daun bangun-bangun

  Secara makroskopis, tanaman bangun-bangun memiliki ciri batang tengah ± 10 mm dan ujung ± 5 mm. Daun tanaman ini tunggal, helaiannya bundar telur, panjang helaiannya ± 3,5-6 cm, dan tulang dalam menyirip. Tanaman bangun-bangun tumbuh secara liar, jarang berbunga, namun mudah sekali dikembangbiakkan. Daun yang masih segar bentuknya tebal, berwarna hijau tua, kedua permukaan daun licin. Tanaman ini ditemukan hampir di seluruh wilayah Indonesia dengan berbagai nama yang berbeda, di Jawa Tengah disebut daun Cumin, Orang Sunda menyebutnya daun ajeran, di Madura disebut daun kambing dan di Bali disebut daun Iwak. Di daerah Batak Sumatra Utara sendiri disebut sebagai daun bangun-bangun atau torbangun (Heyne, 1987).

  Menurut Herbarium Medanese, (2014) taksonomi dari daun bangun- bangun adalah: Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Kelas : Dicotyledoneae Bangsa : Lamiales Suku : Lamiaceae Marga : Plectranthus Jenis : Plectranthus amboinicus L Nama lokal : Bangun-bangun

  Tumbuhan ini dipercaya dapat meningkatkan produksi ASI, tumbuhan ini banyak ditemukan didaerah sumatera utara dan dijadikan pangan berdamping nasi misalnya sebagai sayuran. Konsumsi daun bangun-bangun oleh penduduk daerah sumatera utara biasanya dalam bentuk sop yang dimasak. Tanaman ini terbukti mengandung zat besi dan karotin yang tinggi. Selain itu konsumsi tanaman ini meningkatkan berat badan bayi (Warsiki, dkk, 2009).

2.2 Mineral

  Mineral esensial adalah senyawa anorganik yang mempunyai fungsi fisiologis dalam tubuh. Mineral ini terdapat dalam makanan, dan minuman dan diperlukan mulai dari beberapa gram per hari untuk mineral makro kemudian beberapa miligram sampai mikrogram per hari untuk beberapa unsur (Strain dan Cashman, 2009)

  Mineral digolongkan ke dalam mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro adalah natrium, klorida, kalium, kalsium, fosfor, magnesium dan sulfur, sedangkan yang termasuk mineral mikro, seperti besi, seng, iodium dan selenium (Almatsier, 2004).

2.2.1 Besi

  Zat besi merupakan mikroelemen yang esensial bagi tubuh, zat ini terutama diperlukan dalam pembentukan darah yaitu dalam sintesa hemoglobin (Hb). Zat besi dalam orang dewasa dengan berat badan 70 kg kira-kira 4-5 g. Kira-kira 2-3 g digunakan sebagai fungsi besi seperti hemoglobin (60%), myoglobin (5%), dan berbagai heme terdiri dari sitokrom dan katalase dan non- heme terdiri dari nikotinamida adenine dinukleotida hidrogene dan succinic

  

dehydrogenase , enzim (5%). Sisanya ditemukan dalam penyimpanan sebagai

ferritin (20%) dan hemosiderin (10%), kedua besi ini disimpan dalam protein.

  Hanya sebagian kecil jumlah besi ( ≤ 0,1%) ditemukan sebagai transit kelat dengan transferin, sebagian besar besi ditranspor protein dalam tubuh (Strain dan

  Defisiensi besi terutama terjadi pada anak-anak, remaja, ibu hamil dan ibu menyusui. Kekurangan zat besi terjadi dalam 3 tahap. Pertama, bila simpanan besi berkurang yang kelihatan dari penurunan ferritin dalam plasma hingga 12 µg/L hal ini dikompensasi dengan peningkatan kemampuan absorbsi besi. Tahap kedua yaitu habisnya simpanan besi, menurunnya transferin dan meningkatkan protoforfirrin yaitu prekursor hem. Hal ini dapat mengganggu metabolisme kerja dan menurunkan produktivitas kerja. Pada tahap ketiga terjadi anemia gizi berat ditandai oleh sel darah merah yang kecil (mikrositosis), nilai hemoglobin rendah (hipokromia) karenanya anemia zat besi dinamakan anemia hipokromik mikrositotik. Kelebihan konsumsi dapat terjadi akibat mengkonsumsi suplemen tinggi kandungan besi. Gejala kelebihan konsumsi besi antara lain mual, muntah diare, denyut jantung meningkat, sakit kepala, mengigau dan pingsan (Cakrawati dan Mustika, 2012).

2.2.2 Magnesium

  Magnesium adalah kation kedua terbanyak yang ditemukan dalam tubuh (sekitar 25 g). Secara rata magnesium terdistribusi dalam kerangka (50-60% dari keseluruhan) dan pada jaringan lunak (40-50% dari keseluruhan). Di dalam rangka sekitar 1-3 magnesium adalah pada permukaan tulang. Magnesium mempunyai peran penting dalam perkembangan dan perawatan tulang, sekitar 60% dari total magnesium dalam tubuh terdapat dalam tulang (Strain dan Cashman, 2009).

  Kebutuhan magnesium untuk remaja laki-laki hingga usia 18 tahun adalah 410 mg, untuk remaja perempuan adalah 360 mg. Kebutuhan magnesium untuk mg. Kebutuhan magnesium untuk perempuan dewasa hingga usia 30 tahun adalah 310 mg dan menjadi 320 mg setelah melewati usia 30 tahun. Pada masa kehamilan dan menyusui akan meningkatkan kebutuhan magnesium. Kekurangan magnesium menyebabkan kurang nafsu makan, gangguan dalam pertumbuhan, mudah tersinggung, gugup, kejang, gangguan sistem saraf pusat, halusinasi, gagal jantung (Cakrawati dan Mustika, 2012). Kelebihan magnesium memiliki efek buruk seperti diare, muntah, dan perut kejang (Strain dan Cashman, 2009).

2.2.3 Seng

  Seng terdapat diseluruh tubuh. Seng merupakan elemen intraseluler yang sangat berlebih, dengan ≥95% didalam tubuh. Pada orang dewasa terdapat sekitar 2 g seng, dimana sekitar 60% dan 30% terdapat dalam otot dan tulang, dan 4-6% terdapat dalam kulit (Strain dan Cashman, 2009). Seng berperan dalam fungsi kekebalan yaitu dalam fungsi sel T dan dalam pembentukan antiodi sel B, seng berperan dalam sintesis dari degradasi kolagen, dengan demikian seng berperan dalam pembentukan kulit, metabolisme jaringan ikat dan penyembuhan luka (Cakrawati dan Mustika, 2012).

  Manifestasi klinis dari defisiensi seng pada manusia adalah perlambatan pertumbuhan, ketidakmatangan seksual, dan diare. Defisiensi berat seng jarang ditemukan, lebih sering defisiensi ringan. Hal ini lebih sulit untuk didiagnosa dan sering terjadi dengan defisiensi mikronutrisi lain seperti besi. Pada perempuan, penurunan konsentrasi seng saat kehamilan ditemukan signifikan. Kebutuhan seng dapat ditoleransi sebanyak 40 mg per hari untuk orang dewasa diatas 19 tahun, dimana pengambilan seng didapat dari makanan, air, dan suplemen (termasuk makanan yang difortifikasi) (Strain dan Cashman,2009).

2.3 Spektrofotometri Serapan Atom

  Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur- unsur mineral dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace).

  Cara analisis ini memberikan kadar total unsur mineral dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul mineral dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis sekelumit mineral karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm) dan pelaksanaannya relatif cepat dan sederhana (Gandjar dan Rohman, 2007).

  Prinsip dari spektrofotometer serapan atom adalah atom-atom pada keadaan dasar mampu menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang pada umumnya adalah panjang gelombang radiasi yang akan dipancarkan atom- atom itu bila kembali ke keadaan dasar dari keadaan tereksitasi. Jika pada cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan nyala yang mengandung atom- atom yang bersangkutan maka sebagian cahaya itu akan diserap dan banyaknya penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom keadaan dasar yang berada dalam nyala. Lampu yang digunakan disebut ‘lampu katode rongga’ dan katode tersebut dilapisi dengan logam yang akan dianalisis. Kerugian teknik ini adalah bahwa lampu harus selalu diganti tiap kali suatu unsur yang berbeda sedang dianalisis dan hanya satu unsur yang dapat dianalisis pada sewaktu-waktu. Instrumen-instrumen modern memiliki sekitar 12 lampu yang tersusun, yang dapat secara otomatis berputar (Watson, 2005).

  Cara kerja Spektroskopi Serapan Atom ini adalah berdasarkan atas penguapan larutan sampel, kemudian logam yang terkandung di dalamnya diubah yang dipancarkan dari lampu katoda (Hollow Cathode Lamp) yang mengandung unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya (Watson, 2005)

  Bagian instrumentasi spektrofotometer serapan atom adalah sebagai berikut: a.

  Sumber Radiasi 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 mineral tertentu (Gandjar dan 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: i.

  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 2200

  C. Sumber nyala asetilen-udara ini merupakan sumber nyala yang paling banyak digunakan. Pada sumber nyala tersebut asetilen sebagai bahan pembakar, sedangkan udara sebagai bahan pengoksidasi. Gas asetilen-udara digunakan untuk logam-logam yang bersifat refractory (sukar diuraikan dalam nyala api) (Gandjar dan Rohman, 2007).

  Tanpa nyala (Flameless) 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 (Gandjar dan Rohman, 2007).

  c.

  Monokromator Monokromator merupakan alat untuk memisahkan dan memilih spektrum sesuai dengan panjang gelombang yang digunakan dalam analisis dari sekian banyak spektrum yang dihasilkan lampu katoda berongga (Gandjar dan Rohman, 2007).

  d.

  Detektor Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman (Gandjar dan Rohman, 2007).

  e.

  Amplifier

  Amplifier merupakan suatu alat untuk memperkuat signal yang diterima dari detektor sehingga dapat dibaca alat pencatat hasil (Readout) (Gandjar dan Rohman, 2007).

  f.

  Readout

  Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai

  pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang Komponen spektrofotometer serapan atom dapat dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1. Komponen Spektrofotometer Serapan Atom

2.3.1 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). Secara luas dapat dikategorikan menjadi dua kelompok, yakni interferensi spektral dan interferensi kimia (Khopkar, 1985).

  Menurut Gandjar dan Rohman (2007), gangguan-gangguan yang terjadi pada spektrofotometri serapan atom adalah: a.

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

  Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah atau 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.

  d.

  Gangguan oleh penyerapan non-atomik.

  Menurut Gandjar dan Rohman (2007), pembentukan atom gas dengan energi dasar yang merupakan dasar metode spektroskopi dapat dihalangi oleh dua macam gangguan kimia : a.

  Pembentukan senyawa stabil.

  Pembentukan senyawa stabil menyebabkan disosiasi analit tidak sempurna atau pembentukan senyawa stabil di dalam nyala. Contoh sifat – sifat ini ditunjukkan oleh: i. Pembentukan CaSO

  4 atau Ca 3 (PO 4 ) 2 dengan adanya sulfat atau posfat ii. Pembentukan oksida stabil dari titan, vanadium, dan aluminium.

  b.

  Ionisasi atom – atom gas pada tingkat energi dasar Ionisasi atom – atom gas

  M M+ + e Didalam nyala akan mengurangi intensitas pancaran garis spektrum atom di dalam spektroskopi pancaran nyala, atom akan mengurangi intensitas absorbsi di dalam spektroskopi serapan. Oleh karena itu perlu mengurangi kemungkinan terjadinya ionisasi. Suhu tinggi nyala asetilen – udara atau asetilen – nitrogen oksida dapat menyebabkan ionisasi unsur seperti unsur – unsur logam alkali: kalsium, storonsium, dan barium. Ionisasi unsur yang ditentukan dapat dikurangi dengan penambahan zat penahan ionisasi, biasanya berupa larutan yang mengandung kation dengan potensial ionisasi lebih rendah daripada analit. Contoh larutan ion kalsium 2000 ppm. Larutan ion kalsium ditambahkan ke dalam larutan yang akan diukur (Gandjar dan Rohman, 2007).

  Menurut Gandjar dan Rohman (2007), gangguan – gangguan kimia biasanya dapat dihindarkan oleh salah satu cara berikut: Menaikkan suhu nyala

  Suhu tinggi sering menyebabkan pembentukan atom – atom gas bebas, contoh aluminium oksida lebih mudah berdisosiasi di dalam nyala asetilen – nitrogen oksida daripada di dalam nyala asetilen udara. Gangguan kalsium aluminium yang berasal dari pembentukan kalsium aluminat juga dapat dihindari dengan bekerja pada suhu yang lebih tinggi daripada nyala asetilen – nitrogen oksida.

  b.

  Menggunakan zat pembebas (Releasing Agent) Proses ini berdasarkan reaksi: M - X + R R - X + M dengan M – X adalah garam yang sukar berdisosiasi, R adalah zat pembebas.

  Proses ini akan berhasil kalau R – X lebih stabil daripada M – X. Penambahan EDTA pada larutan kalsium sebelum analisis dapat meningkatkan kepekaan penentuan spektrofotometri nyala, karena pembentukan komplek kalsium EDTA yang mudah terdisosiasi dalam nyala.

  c.

  Ekstraksi analit atau unsur pengganggu Metode ini dapat dilakukan dengan ekstraksi sederhana untuk menghilangkan sebagian besar zat pengganggu, sampai pada konsentrasi zat pengganggu tidak mengganggu. Bila perlu, ekstraksi diulangi untuk menurunkan lagi pengotor (Gandjar dan Rohman, 2007).

2.4 Validasi Metode Analisis

  Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004).

  Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis adalah sebagai berikut: a.

  Kecermatan 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). 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 penambahan sejumlah analit. Persen perolehan kembali ditentukan dengan menentukan berapa persen analit yang ditambahkan dalam sampel dapat ditemukan kembali (Harmita, 2004). Menurut Ermer dan McB.Miller (2005), b.

  Keseksamaan (presisi) 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 secaraberulang untuk sampel yang homogen (Harmita, 2004).

  Nilai simpangan baku relatif (RSD) untuk analit dengan kadar part per

  

million (ppm) adalah tidak lebih dari 16% dan untuk analit dengan kadar part per

billion (ppb) RSDnya adalah tidak lebih dari 32% (Harmita, 2004).

  c.

  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).

  d.

  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 linearitas yang dapat diterima

  (Harmita, 2004).

  Secara statistik linearitas dari kurva kalibrasi dinyatakan dalam koefisien korelasi (r). Koefisien korelasi yang lebih besar dari 0,99 menyatakan adanya hubungan yang linear (Watson, 2005).

  e.

  Batas deteksi dan batas kuantitasi 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).