Analisis Kandungan Mineral Dalam Air Kelapa Hijau (Cocos Nucifera, L.) Dari Daerah Dataran Rendah Dan Daerah Dataran Tinggi Secara Spektrofotometri Serapan Atom
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mineral dalam Diet
Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting
dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun
fungsi tubuh secara berlainan (Almatsier, 2004). Berdasarkan jumlah yang
dibutuhkan mineral dikelompokkan menjadi dua, mineral makro yang dibutuhkan
dalam jumlah yang tinggi (100 mg atau lebih) dan mineral mikro yang dibutuhkan
dalam jumlah yang rendah (kurang dari 100 mg). Berdasarkan kriteria ini kalsium,
fosfor, kalium, magnesium, natrium dan klorida adalah mineral makro (Silalahi,
2011).
Beberapa sumber mineral dalam makanan sehari-hari adalah air mineral,
air kelapa, buah-buahan seperti pisang, apel, semangka, serta sayuran seperti
bayam. Kandungan kalsium, kalium, magnesium, dan natrium beberapa bahan
makanan dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Kandungan kalsium, kalium, magnesium, dan natrium beberapa bahan
makanan
Mineral (mg/100 g)
Bahan
Makanan
Kalsium Kalium Magnesium
Air mineral
10
2
Air kelapa
2,9
31,2
3
Pisang
5
358
27
Apel
6
107
5
Semangka
8
82
10
Bayam
99
558
79
Sumber: USDA Nutrient database
Natrium
2
10,5
18
1
1
70
Secara tidak langsung, mineral banyak yang berperan dalam proses
pertumbuhan. Peran mineral dalam tubuh kita berkaitan satu sama lainnya, dan
Universitas Sumatera Utara
kekurangan atau kelebihan salah satu mineral akan berpengaruh terhadap kerja
mineral lainnya (Poedjiadi, 1994).
2.1.1 Kalium
Kalium merupakan salah satu mineral makro yang berperan dalam
pengaturan keseimbangan cairan tubuh. Sebanyak 95% kalium berada di dalam
cairan intraseluler (Almatsier, 2004). Bahan pangan yang mengandung kalium
baik dikonsumsi penderita darah tinggi (Lingga, 2012).
Asupan yang dianjurkan bagi orang dewasa adalah 4700 mg/hari. Kalium
berfungsi untuk keseimbangan cairan dan kontraksi otot. Kalium dapat
menurunkan tekanan darah. Kadar kalium rendah di dalam darah dapat
mengancam hidup. Gejalanya meliputi hilang selera, kejang otot, kebigungan,
peningkatan ekskresi kalsium dari urin dan akhirnya denyut jantung tidak teratur
dan menurunkan kemampuan memompa darah (Silalahi, 2011).
2.1.2 Kalsium
Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh,
yaitu 1,5 – 2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg
(Barasi, 2004). Peningkatan kebutuhan akan kalsium terjadi pada masa
pertumbuhan, kehamilan, dan menyusui (Almatsier, 2004).
Kalsium dibutuhkan untuk perkembangan tulang. Kalsium juga berfungsi
dalam proses pembekuan darah, kontraksi otot dan metabolisme sel. Kekurangan
kalsium dapat menyebabkan hipertensi dan menambah resiko penyakit kanker
seperti kanker kolon. Batas maksimum kalsium adalah 2500 mg/hari berdasarkan
pertimbangan resiko pembentukan batu ginjal (Silalahi, 2011). Kekurangan
Universitas Sumatera Utara
kalsium pada masa pertumbuhan dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan.
Tulang kurang kuat, mudah bengkok dan rapuh (Almatsier, 2004).
2.1.3 Magnesium
Magnesium memegang peranan penting dalam lebih dari tiga ratus jenis
sistem enzim di dalam tubuh. Magnesium bertindak di dalam semua sel jaringan
lunak sebagai katalisator dalam reaksi-reaksi biologik termasuk reaksi-reaksi yang
berkaitan dengan metabolisme energi, karbohidrat, lipida, protein, dan asam
nukleat serta dalam sintesis, degradasi, dan stabilitas bahan gen Deoxyribonucleic
acid (DNA). Sebagian besar reaksi ini terjadi dalam mitokondria sel. Magnesium
mencegah kerusakan gigi dengan cara menahan kalsium di dalam email gigi
(Almatsier, 2004).
Kekurangan magnesium akan menyebabkan denyut jantung yang tidak
teratur, disertai dengan kelelahan, kejang, mual dan muntah. Magnesium
dibutuhkan sebanyak 310 - 400 mg/hari (Silalahi, 2011).
2.1.4 Natrium
Natrium adalah kation utama dalam darah dan cairan ekstraselular. Fungsi
natrium di dalam tubuh bersama-sama dengan kalium menjaga keseimbangan
cairan di dalam tubuh dan sebagai penghantar impuls dalam serabut syaraf
(Almatsier, 2004). Konsumsi harian kita terhadap natrium yang berlebih, perlu
diimbangi dengan konsumsi kalium yang tinggi (Lingga, 2012).
Kebutuhan natrium bagi orang dewasa adalah 200 mg/hari, tetapi asupan
yang cukup adalah 1500 mg/hari. Kekurangan natrium terjadi karena muntah dan
mencret. Biasanya diatasi dengan minuman elektrolit. Batas maksimum natrium
Universitas Sumatera Utara
bagi orang dewasa adalah 2300 mg/hari. Kelebihan natrium dapat menyebabkan
hipertensi dan meningkatkan resiko pembentukan batu ginjal (Silalahi, 2011).
Perubahan kadar natrium dapat mempengaruhi tekanan darah tetapi tidak
dengan sendirinya menyebabkan tekanan darah tinggi. Meskipun demikian,
terdapat cukup banyak bukti yang mendukung anggapan bahwa mengurangi
asupan natrium dapat menurunkan tekanan darah (Barasi, 2007).
2.2 Kelapa
Kelapa (Cocos nucifera, L.) merupakan salah satu anggota tanaman
palmae yang paling dikenal dan banyak tersebar di daerah tropis. Daunnya
panjang dapat mencapai 3-4 meter lebih dengan sirip-sirip lidi yang menopang
tiap helaian. Dalam taksonomi tumbuh-tumbuhan, tanaman kelapa menurut hasil
identifikasi tumbuhan dari Herbarium Medanense Universitas Sumatera Utara
dimasukkan ke dalam klasifikasi sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Spermatophyta
Sub-divisio : Angiospermae
Class
: Monocotyledonae
Ordo
: Arecales
Familia
: Arecaceae
Genus
: Cocos
Spesies
: Cocos nucifera L
Ciri-ciri dari kelapa hijau yang dapat diamati antara lain seperti mulai
berbuah pada umur 6 - 8 tahun dan setelah ditanam, umur pohon mencapai 50
Universitas Sumatera Utara
tahun lebih. Pada umumnya tinggi batangnya mencapai 30 m. Buahnya berukuran
besar, yaitu rata-rata beratnya 2 kg dengan daging buah ½ kg dan air ½ liter
(Warisno, 2003).
Buah kelapa terdiri dari kulit luar, sabut, tempurung, kulit daging (testa),
daging buah dan air kelapa. Kulit luar merupakan lapisan tipis yang memiliki
permukaan licin dengan warna bervariasi dari hijau, kuning sampai jingga,
tergantung kepada kematangan buah dan varietasnya (Warisno, 2003).
2.2.1 Air Kelapa
Air kelapa adalah cairan yang terdapat di rongga daging buah kelapa atau
endosperm yang masih muda. Air kelapa ini mengisi ¾ bagian rongga sebelah
dalam buah kelapa. Satu buah kelapa terdapat 200 - 1000 ml air kelapa (Lingga,
2012). Air kelapa hijau termasuk minuman yang alami dan higienis serta memiliki
komposisi gizi yang cukup baik. Oleh karena itu dengan minum air kelapa hijau
selain dapat memenuhi rasa haus juga dapat menyembuhkan beberapa jenis
penyakit, seperti demam, demam berdarah, hipertensi dan batu ginjal. Ini
dikarenakan air kelapa hijau memiliki unsur kalium yang tertinggi. Oleh karena
itu, air kelapa hijau berperan penting dalam meningkatkan frekuensi pembuangan
urin (Barlina, 2004).
2.2.2 Mineral dalam Air Kelapa
Air kelapa mengandung gizi, tidak hanya unsur makro saja tapi juga unsur
mikro. Unsur makro yang terdapat pada air kelapa adalah karbon (C) dan nitrogen
(N). Unsur karbon dalam air kelapa berupa karbohidrat sederhana seperti glukosa,
sukrosa, fruktosa, sorbitol, dan inositol. Unsur nitrogen berupa protein, tersusun
dari asam-asam amino, seperti arginin, alanin, sistin, dan serin. Selain karbohidrat
Universitas Sumatera Utara
dan protein, air kelapa juga mengandung unsur mikro berupa mineral yang
dibutuhkan tubuh. Mineral tersebut di antaranya kalium (K), natrium (Na),
kalsium (Ca), magnesium (Mg), ferum (Fe), cuprum (Cu), fosfor (P), sulfur (S),
dan klorida (Cl) (Barlina, 2004).
Menurut Barlina (2004), komposisi mineral pada air kelapa dapat dilihat
pada Tabel 2.2 berikut ini:
Tabel 2.2 Komposisi Mineral pada Air Kelapa
Kadar Mineral
Kalsium (Ca)
Kalium (K)
Magnesium (Mg)
Natrium (Na)
Posfor (P)
Chlorida (Cl)
Sulfur (S)
Besi (Fe)
Nitrogen (N)
Mangan (Mn)
Seng (Zn)
Tembaga (Cu)
Jumlah (mg/l)
994
7300
262
5,1 1)
186
18302)
35,4
11,54
432
49
18
0,8
2.2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kadar Mineral dalam Air Kelapa
Komposisi nutrisi dari air kelapa secara langsung dipengaruhi oleh jenis
varietas kelapa, dan perbedaan tingkat kematangan buah, secara tidak langsung
dipengaruhi oleh lingkungan hidup yang sesuai untuk pertumbuh (Barlina, dkk.,
1995). Faktor lingkungan itu adalah suhu, ketinggian tempat, letak geografis,
curah hujan, keadaan angin, penyinaran matahari, kelembapan udara dan tanah
(Warsino, 2003).
Tanaman kelapa dapat tumbuh di dataran rendah sampai dataran tinggi.
Tanaman kelapa tumbuh dengan baik di daerah dataran rendah. Ketinggian tempat
yang optimal adalah 0 - 450 meter di atas permukaan laut. Pada ketinggian tempat
Universitas Sumatera Utara
ini, kelapa dapat tumbuh dan berbuah lebih cepat. Serta produksi banyak dan
kadar minyak yang lebih tinggi (Setyamidjaja, 1985).
Di daerah dataran tinggi pertumbuhan tanaman kelapa sangat lambat dan
pembuahan kurang memuaskan. Di daerah yang memiliki ketinggian lebih dari
1000 m di atas permukaan laut tanaman kelapa dapat tumbuh, dengan
pertumbuhan yang sangat lambat, serta produksi sedikit dan kadar minyak yang
rendah. Bahkan, kadang-kadang tanaman sulit berbuah atau tidak berbuah sama
sekali (Warisno, 2003).
Komposisi mineral dalam air kelapa berasal dari penyerapan unsur hara
tanah oleh akar. Banyak sedikitnya unsur hara yang diserap dipengaruhi oleh
kelembapan tempat tumbuhnya. Kelembapan yang terlalu tinggi menyebabkan
pertumbuhan lambat. Selain itu, kelembapan yang terlalu tinggi akan mengurangi
penguapan sehingga kemampuan pengambilan unsur hara menurun. Kelembapan
yang terlalu rendah dapat menyebabkan rontoknya buah, rusaknya mahkota dan
mengakibatkan terbakarnya daun kelapa (Warisno, 2003).
2.2.4 Penetapan Kadar Mineral dalam Air Kelapa
Telah banyak dilakukan penelitian yang berkenaan dengan penetapan
kadar mineral dalam air kelapa. Annisa (2010), melakukan penelitian untuk
membandingkan kadar kalium pada air kelapa hijau dari dua tempat berbeda,
yaitu dataran tinggi dan dataran rendah. Dalam penelitian ini, persiapan sampel
diawali dengan metode destruksi basah menggunakan HNO3(p) sebanyak 5 ml dan
sampel sebanyak 50 ml, selanjutnya dilaksanakan analisis kualitatif dan kuantitatif
dari larutan sampel.
Universitas Sumatera Utara
Minawati (2011), melakukan penelitian yang membandingkan kadar
kalium dan natrium pada air kelapa hijau dari dua varietas berbeda, yaitu varietas
kelapa hijau dan varietas kelapa gading. Metode persiapan sampel diacu kepada
metode yang digunakan oleh Annisa (2011), dengan sedikit modifikasi jumlah
HNO3(p) dan sampel, yaitu secara berturut-turut 15 ml dan 5 ml.
Arsa (2011), melakukan penelitian tentang pengaruh tingkat kematangan
terhadap kadar kalium dan natrium pada air kelapa hijau, kelapa gading dan
kelapa hibrida. Dalam hal ini digunakan metode destruksi basah menggunakan
HNO3(p) sebanyak 0,5 ml dan sampel 10 ml. Dalam penelitian ini, faktor yang
dijadikan acuan untuk menyatakan buah kelapa itu sangat muda, muda dan tua
adalah penampakan dan ciri dari daging buah kelapa. Kelapa yang sangat muda
dicirikan dari belum adanya daging buah pada batok muda buah kelapa. Kelapa
muda dicirikan dengan adanya daging buah yang lembek yang terdapat pada
batok kelapa. Sedangkan kelapa tua memiliki daging buah yang keras atau daging
buahnya sudah bisa diparut. Ketiga penelitian di atas menggunakan metode
spektrofotometri serapan atom (SSA) untuk analisis kuantitatif mineral.
Selain
dengan
metode
spektrofotometri
serapan
atom,
metode
kompleksometri dan gravimetri banyak digunakan untuk penetapan kadar kalium,
kalsium, magnesium, dan natrium (Gandjar dan Rohman, 2009).
2.3 Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar
oleh atom-atom netral, dan sinar yang diserap biasanya sinar tampak atau sinar
ultraviolet (Gandjar dan Rohman, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsurunsur 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), pelaksanaanya relatif sederhana, dan
interferensinya sedikit (Gandjar dan Rohman, 2009).
Atom-atom logam diuapkan dalam suatu nyala dan radiasi dilewatkan
melalui nyala tersebut. Dalam hal ini, atom-atom yang diuapkan, yang sebagian
besar terdapat dalam keadaan dasarnya, sehingga tidak memancarkan energi yang
berkaitan dengan perbedaan antara keadaan dasar dan keadaan tereksitasinya.
Prinsip dari spektofotometer 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 katoda rongga’ dan katoda 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. Instrumeninstrumen modern memiliki sekitar 12 lampu yang tersusun, yang dapat secara
otomatis berputar (Watson, 2005).
Universitas Sumatera Utara
Metode spektrofotometri serapan atom berdasarkan pada absorbsi cahaya
oleh atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu,
tergantung
pada
sifat
unsurnya.
Dasar
analisis
menggunakan
teknik
spektrofotometri serapan atom adalah bahwa dengan mengukur besarnya absorbsi
oleh atom analit, maka konsentrasi analit tersebut dapat ditentukan (Gandjar dan
Rohman, 2009).
Lampu katoda berongga diisi dengan gas mulia bertekanan rendah.
Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar, dan atomatom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi
kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu (Gandjar dan
Rohman, 2009).
Menurut Gandjar dan Rohman (2009), Komponen Spektrofotometer
Serapan Atom dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Komponen Spektrofotometer Serapan Atom
Menurut Gandjar dan Rohman (2009), Suatu spektrofotometer serapan
atom terdiri atas komponen-komponen berikut ini:
a. Sumber cahaya
Lampu katoda berongga yang dilapisi dengan unsur yang sedang
dianalisis.
Universitas Sumatera Utara
b. Nyala
Nyala biasanya berupa udara/asetilen, menghasilkan suhu ± 2500ºC,
dinitrogen oksida/asetilen dapat digunakan untuk menghasilkan suhu
3000ºC, yang diperlukan untuk menguapkan garam-garam dari unsurunsur seperti alumunium atau kalsium.
c. Monokromator
Monokromator digunakan untuk menyempitkan lebar pita radiasi yang
sedang diperiksa sehingga diatur untuk memantau panjang gelombang
yang sedang dipancarkan oleh lampu katode rongga. Ini menghilangkan
interferensi oleh radiasi yang dipancarkan dari nyala tersebut, dari gas
pengisi di dalam lampu katode rongga, dan dari unsur-unsur lain di dalam
sampel tersebut.
d. Detektor
Detektor berupa sel fotosensitif.
Pemilihan
bahan
bakar
dan
gas
pengoksidasi
serta
komposisi
perbandingannya sangat mempengaruhi suhu nyala (Gandjar dan Rohman, 2009).
Umumnya bahan bakar yang digunakan adalah propana, butana, hidrogen dan
asetilen, sedangkan oksidatornya adalah udara, oksigen dan dinitrogen oksida
(Khopkar, 1985).
Gangguan-gangguan (interference) yang ada pada AAS adalah peristiwaperistiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis
menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya
dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Gandjar dan Rohman (2009), gangguan-gangguan yang terjadi
pada Spektrofotometri Serapan Atom adalah:
1. Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang mana dapat
mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala.
2. Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah atau banyaknya atom
yang terjadi di dalam nyala.
3. Gangguan oleh absorbansi yang disebabkan bukan oleh absorbansi atom
yang dianalisis, yakni absorbansi oleh molekul-molekul yang tidak
terdisosiasi di dalam nyala.
4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik.
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
Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil
analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Kecermatan
ditentukan dengan dua cara, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
-
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).
-
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 ke dalam sampel dapat
ditemukan kembali (Harmita, 2004).
b. Keseksamaan
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 (Harmita, 2004).
c. 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 (Harmita, 2004).
Universitas Sumatera Utara
d. Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
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).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mineral dalam Diet
Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting
dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun
fungsi tubuh secara berlainan (Almatsier, 2004). Berdasarkan jumlah yang
dibutuhkan mineral dikelompokkan menjadi dua, mineral makro yang dibutuhkan
dalam jumlah yang tinggi (100 mg atau lebih) dan mineral mikro yang dibutuhkan
dalam jumlah yang rendah (kurang dari 100 mg). Berdasarkan kriteria ini kalsium,
fosfor, kalium, magnesium, natrium dan klorida adalah mineral makro (Silalahi,
2011).
Beberapa sumber mineral dalam makanan sehari-hari adalah air mineral,
air kelapa, buah-buahan seperti pisang, apel, semangka, serta sayuran seperti
bayam. Kandungan kalsium, kalium, magnesium, dan natrium beberapa bahan
makanan dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Kandungan kalsium, kalium, magnesium, dan natrium beberapa bahan
makanan
Mineral (mg/100 g)
Bahan
Makanan
Kalsium Kalium Magnesium
Air mineral
10
2
Air kelapa
2,9
31,2
3
Pisang
5
358
27
Apel
6
107
5
Semangka
8
82
10
Bayam
99
558
79
Sumber: USDA Nutrient database
Natrium
2
10,5
18
1
1
70
Secara tidak langsung, mineral banyak yang berperan dalam proses
pertumbuhan. Peran mineral dalam tubuh kita berkaitan satu sama lainnya, dan
Universitas Sumatera Utara
kekurangan atau kelebihan salah satu mineral akan berpengaruh terhadap kerja
mineral lainnya (Poedjiadi, 1994).
2.1.1 Kalium
Kalium merupakan salah satu mineral makro yang berperan dalam
pengaturan keseimbangan cairan tubuh. Sebanyak 95% kalium berada di dalam
cairan intraseluler (Almatsier, 2004). Bahan pangan yang mengandung kalium
baik dikonsumsi penderita darah tinggi (Lingga, 2012).
Asupan yang dianjurkan bagi orang dewasa adalah 4700 mg/hari. Kalium
berfungsi untuk keseimbangan cairan dan kontraksi otot. Kalium dapat
menurunkan tekanan darah. Kadar kalium rendah di dalam darah dapat
mengancam hidup. Gejalanya meliputi hilang selera, kejang otot, kebigungan,
peningkatan ekskresi kalsium dari urin dan akhirnya denyut jantung tidak teratur
dan menurunkan kemampuan memompa darah (Silalahi, 2011).
2.1.2 Kalsium
Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh,
yaitu 1,5 – 2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg
(Barasi, 2004). Peningkatan kebutuhan akan kalsium terjadi pada masa
pertumbuhan, kehamilan, dan menyusui (Almatsier, 2004).
Kalsium dibutuhkan untuk perkembangan tulang. Kalsium juga berfungsi
dalam proses pembekuan darah, kontraksi otot dan metabolisme sel. Kekurangan
kalsium dapat menyebabkan hipertensi dan menambah resiko penyakit kanker
seperti kanker kolon. Batas maksimum kalsium adalah 2500 mg/hari berdasarkan
pertimbangan resiko pembentukan batu ginjal (Silalahi, 2011). Kekurangan
Universitas Sumatera Utara
kalsium pada masa pertumbuhan dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan.
Tulang kurang kuat, mudah bengkok dan rapuh (Almatsier, 2004).
2.1.3 Magnesium
Magnesium memegang peranan penting dalam lebih dari tiga ratus jenis
sistem enzim di dalam tubuh. Magnesium bertindak di dalam semua sel jaringan
lunak sebagai katalisator dalam reaksi-reaksi biologik termasuk reaksi-reaksi yang
berkaitan dengan metabolisme energi, karbohidrat, lipida, protein, dan asam
nukleat serta dalam sintesis, degradasi, dan stabilitas bahan gen Deoxyribonucleic
acid (DNA). Sebagian besar reaksi ini terjadi dalam mitokondria sel. Magnesium
mencegah kerusakan gigi dengan cara menahan kalsium di dalam email gigi
(Almatsier, 2004).
Kekurangan magnesium akan menyebabkan denyut jantung yang tidak
teratur, disertai dengan kelelahan, kejang, mual dan muntah. Magnesium
dibutuhkan sebanyak 310 - 400 mg/hari (Silalahi, 2011).
2.1.4 Natrium
Natrium adalah kation utama dalam darah dan cairan ekstraselular. Fungsi
natrium di dalam tubuh bersama-sama dengan kalium menjaga keseimbangan
cairan di dalam tubuh dan sebagai penghantar impuls dalam serabut syaraf
(Almatsier, 2004). Konsumsi harian kita terhadap natrium yang berlebih, perlu
diimbangi dengan konsumsi kalium yang tinggi (Lingga, 2012).
Kebutuhan natrium bagi orang dewasa adalah 200 mg/hari, tetapi asupan
yang cukup adalah 1500 mg/hari. Kekurangan natrium terjadi karena muntah dan
mencret. Biasanya diatasi dengan minuman elektrolit. Batas maksimum natrium
Universitas Sumatera Utara
bagi orang dewasa adalah 2300 mg/hari. Kelebihan natrium dapat menyebabkan
hipertensi dan meningkatkan resiko pembentukan batu ginjal (Silalahi, 2011).
Perubahan kadar natrium dapat mempengaruhi tekanan darah tetapi tidak
dengan sendirinya menyebabkan tekanan darah tinggi. Meskipun demikian,
terdapat cukup banyak bukti yang mendukung anggapan bahwa mengurangi
asupan natrium dapat menurunkan tekanan darah (Barasi, 2007).
2.2 Kelapa
Kelapa (Cocos nucifera, L.) merupakan salah satu anggota tanaman
palmae yang paling dikenal dan banyak tersebar di daerah tropis. Daunnya
panjang dapat mencapai 3-4 meter lebih dengan sirip-sirip lidi yang menopang
tiap helaian. Dalam taksonomi tumbuh-tumbuhan, tanaman kelapa menurut hasil
identifikasi tumbuhan dari Herbarium Medanense Universitas Sumatera Utara
dimasukkan ke dalam klasifikasi sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Spermatophyta
Sub-divisio : Angiospermae
Class
: Monocotyledonae
Ordo
: Arecales
Familia
: Arecaceae
Genus
: Cocos
Spesies
: Cocos nucifera L
Ciri-ciri dari kelapa hijau yang dapat diamati antara lain seperti mulai
berbuah pada umur 6 - 8 tahun dan setelah ditanam, umur pohon mencapai 50
Universitas Sumatera Utara
tahun lebih. Pada umumnya tinggi batangnya mencapai 30 m. Buahnya berukuran
besar, yaitu rata-rata beratnya 2 kg dengan daging buah ½ kg dan air ½ liter
(Warisno, 2003).
Buah kelapa terdiri dari kulit luar, sabut, tempurung, kulit daging (testa),
daging buah dan air kelapa. Kulit luar merupakan lapisan tipis yang memiliki
permukaan licin dengan warna bervariasi dari hijau, kuning sampai jingga,
tergantung kepada kematangan buah dan varietasnya (Warisno, 2003).
2.2.1 Air Kelapa
Air kelapa adalah cairan yang terdapat di rongga daging buah kelapa atau
endosperm yang masih muda. Air kelapa ini mengisi ¾ bagian rongga sebelah
dalam buah kelapa. Satu buah kelapa terdapat 200 - 1000 ml air kelapa (Lingga,
2012). Air kelapa hijau termasuk minuman yang alami dan higienis serta memiliki
komposisi gizi yang cukup baik. Oleh karena itu dengan minum air kelapa hijau
selain dapat memenuhi rasa haus juga dapat menyembuhkan beberapa jenis
penyakit, seperti demam, demam berdarah, hipertensi dan batu ginjal. Ini
dikarenakan air kelapa hijau memiliki unsur kalium yang tertinggi. Oleh karena
itu, air kelapa hijau berperan penting dalam meningkatkan frekuensi pembuangan
urin (Barlina, 2004).
2.2.2 Mineral dalam Air Kelapa
Air kelapa mengandung gizi, tidak hanya unsur makro saja tapi juga unsur
mikro. Unsur makro yang terdapat pada air kelapa adalah karbon (C) dan nitrogen
(N). Unsur karbon dalam air kelapa berupa karbohidrat sederhana seperti glukosa,
sukrosa, fruktosa, sorbitol, dan inositol. Unsur nitrogen berupa protein, tersusun
dari asam-asam amino, seperti arginin, alanin, sistin, dan serin. Selain karbohidrat
Universitas Sumatera Utara
dan protein, air kelapa juga mengandung unsur mikro berupa mineral yang
dibutuhkan tubuh. Mineral tersebut di antaranya kalium (K), natrium (Na),
kalsium (Ca), magnesium (Mg), ferum (Fe), cuprum (Cu), fosfor (P), sulfur (S),
dan klorida (Cl) (Barlina, 2004).
Menurut Barlina (2004), komposisi mineral pada air kelapa dapat dilihat
pada Tabel 2.2 berikut ini:
Tabel 2.2 Komposisi Mineral pada Air Kelapa
Kadar Mineral
Kalsium (Ca)
Kalium (K)
Magnesium (Mg)
Natrium (Na)
Posfor (P)
Chlorida (Cl)
Sulfur (S)
Besi (Fe)
Nitrogen (N)
Mangan (Mn)
Seng (Zn)
Tembaga (Cu)
Jumlah (mg/l)
994
7300
262
5,1 1)
186
18302)
35,4
11,54
432
49
18
0,8
2.2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kadar Mineral dalam Air Kelapa
Komposisi nutrisi dari air kelapa secara langsung dipengaruhi oleh jenis
varietas kelapa, dan perbedaan tingkat kematangan buah, secara tidak langsung
dipengaruhi oleh lingkungan hidup yang sesuai untuk pertumbuh (Barlina, dkk.,
1995). Faktor lingkungan itu adalah suhu, ketinggian tempat, letak geografis,
curah hujan, keadaan angin, penyinaran matahari, kelembapan udara dan tanah
(Warsino, 2003).
Tanaman kelapa dapat tumbuh di dataran rendah sampai dataran tinggi.
Tanaman kelapa tumbuh dengan baik di daerah dataran rendah. Ketinggian tempat
yang optimal adalah 0 - 450 meter di atas permukaan laut. Pada ketinggian tempat
Universitas Sumatera Utara
ini, kelapa dapat tumbuh dan berbuah lebih cepat. Serta produksi banyak dan
kadar minyak yang lebih tinggi (Setyamidjaja, 1985).
Di daerah dataran tinggi pertumbuhan tanaman kelapa sangat lambat dan
pembuahan kurang memuaskan. Di daerah yang memiliki ketinggian lebih dari
1000 m di atas permukaan laut tanaman kelapa dapat tumbuh, dengan
pertumbuhan yang sangat lambat, serta produksi sedikit dan kadar minyak yang
rendah. Bahkan, kadang-kadang tanaman sulit berbuah atau tidak berbuah sama
sekali (Warisno, 2003).
Komposisi mineral dalam air kelapa berasal dari penyerapan unsur hara
tanah oleh akar. Banyak sedikitnya unsur hara yang diserap dipengaruhi oleh
kelembapan tempat tumbuhnya. Kelembapan yang terlalu tinggi menyebabkan
pertumbuhan lambat. Selain itu, kelembapan yang terlalu tinggi akan mengurangi
penguapan sehingga kemampuan pengambilan unsur hara menurun. Kelembapan
yang terlalu rendah dapat menyebabkan rontoknya buah, rusaknya mahkota dan
mengakibatkan terbakarnya daun kelapa (Warisno, 2003).
2.2.4 Penetapan Kadar Mineral dalam Air Kelapa
Telah banyak dilakukan penelitian yang berkenaan dengan penetapan
kadar mineral dalam air kelapa. Annisa (2010), melakukan penelitian untuk
membandingkan kadar kalium pada air kelapa hijau dari dua tempat berbeda,
yaitu dataran tinggi dan dataran rendah. Dalam penelitian ini, persiapan sampel
diawali dengan metode destruksi basah menggunakan HNO3(p) sebanyak 5 ml dan
sampel sebanyak 50 ml, selanjutnya dilaksanakan analisis kualitatif dan kuantitatif
dari larutan sampel.
Universitas Sumatera Utara
Minawati (2011), melakukan penelitian yang membandingkan kadar
kalium dan natrium pada air kelapa hijau dari dua varietas berbeda, yaitu varietas
kelapa hijau dan varietas kelapa gading. Metode persiapan sampel diacu kepada
metode yang digunakan oleh Annisa (2011), dengan sedikit modifikasi jumlah
HNO3(p) dan sampel, yaitu secara berturut-turut 15 ml dan 5 ml.
Arsa (2011), melakukan penelitian tentang pengaruh tingkat kematangan
terhadap kadar kalium dan natrium pada air kelapa hijau, kelapa gading dan
kelapa hibrida. Dalam hal ini digunakan metode destruksi basah menggunakan
HNO3(p) sebanyak 0,5 ml dan sampel 10 ml. Dalam penelitian ini, faktor yang
dijadikan acuan untuk menyatakan buah kelapa itu sangat muda, muda dan tua
adalah penampakan dan ciri dari daging buah kelapa. Kelapa yang sangat muda
dicirikan dari belum adanya daging buah pada batok muda buah kelapa. Kelapa
muda dicirikan dengan adanya daging buah yang lembek yang terdapat pada
batok kelapa. Sedangkan kelapa tua memiliki daging buah yang keras atau daging
buahnya sudah bisa diparut. Ketiga penelitian di atas menggunakan metode
spektrofotometri serapan atom (SSA) untuk analisis kuantitatif mineral.
Selain
dengan
metode
spektrofotometri
serapan
atom,
metode
kompleksometri dan gravimetri banyak digunakan untuk penetapan kadar kalium,
kalsium, magnesium, dan natrium (Gandjar dan Rohman, 2009).
2.3 Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar
oleh atom-atom netral, dan sinar yang diserap biasanya sinar tampak atau sinar
ultraviolet (Gandjar dan Rohman, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsurunsur 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), pelaksanaanya relatif sederhana, dan
interferensinya sedikit (Gandjar dan Rohman, 2009).
Atom-atom logam diuapkan dalam suatu nyala dan radiasi dilewatkan
melalui nyala tersebut. Dalam hal ini, atom-atom yang diuapkan, yang sebagian
besar terdapat dalam keadaan dasarnya, sehingga tidak memancarkan energi yang
berkaitan dengan perbedaan antara keadaan dasar dan keadaan tereksitasinya.
Prinsip dari spektofotometer 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 katoda rongga’ dan katoda 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. Instrumeninstrumen modern memiliki sekitar 12 lampu yang tersusun, yang dapat secara
otomatis berputar (Watson, 2005).
Universitas Sumatera Utara
Metode spektrofotometri serapan atom berdasarkan pada absorbsi cahaya
oleh atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu,
tergantung
pada
sifat
unsurnya.
Dasar
analisis
menggunakan
teknik
spektrofotometri serapan atom adalah bahwa dengan mengukur besarnya absorbsi
oleh atom analit, maka konsentrasi analit tersebut dapat ditentukan (Gandjar dan
Rohman, 2009).
Lampu katoda berongga diisi dengan gas mulia bertekanan rendah.
Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar, dan atomatom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi
kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu (Gandjar dan
Rohman, 2009).
Menurut Gandjar dan Rohman (2009), Komponen Spektrofotometer
Serapan Atom dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Komponen Spektrofotometer Serapan Atom
Menurut Gandjar dan Rohman (2009), Suatu spektrofotometer serapan
atom terdiri atas komponen-komponen berikut ini:
a. Sumber cahaya
Lampu katoda berongga yang dilapisi dengan unsur yang sedang
dianalisis.
Universitas Sumatera Utara
b. Nyala
Nyala biasanya berupa udara/asetilen, menghasilkan suhu ± 2500ºC,
dinitrogen oksida/asetilen dapat digunakan untuk menghasilkan suhu
3000ºC, yang diperlukan untuk menguapkan garam-garam dari unsurunsur seperti alumunium atau kalsium.
c. Monokromator
Monokromator digunakan untuk menyempitkan lebar pita radiasi yang
sedang diperiksa sehingga diatur untuk memantau panjang gelombang
yang sedang dipancarkan oleh lampu katode rongga. Ini menghilangkan
interferensi oleh radiasi yang dipancarkan dari nyala tersebut, dari gas
pengisi di dalam lampu katode rongga, dan dari unsur-unsur lain di dalam
sampel tersebut.
d. Detektor
Detektor berupa sel fotosensitif.
Pemilihan
bahan
bakar
dan
gas
pengoksidasi
serta
komposisi
perbandingannya sangat mempengaruhi suhu nyala (Gandjar dan Rohman, 2009).
Umumnya bahan bakar yang digunakan adalah propana, butana, hidrogen dan
asetilen, sedangkan oksidatornya adalah udara, oksigen dan dinitrogen oksida
(Khopkar, 1985).
Gangguan-gangguan (interference) yang ada pada AAS adalah peristiwaperistiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis
menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya
dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Gandjar dan Rohman (2009), gangguan-gangguan yang terjadi
pada Spektrofotometri Serapan Atom adalah:
1. Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang mana dapat
mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala.
2. Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi jumlah atau banyaknya atom
yang terjadi di dalam nyala.
3. Gangguan oleh absorbansi yang disebabkan bukan oleh absorbansi atom
yang dianalisis, yakni absorbansi oleh molekul-molekul yang tidak
terdisosiasi di dalam nyala.
4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik.
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
Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil
analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan. Kecermatan
ditentukan dengan dua cara, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
-
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).
-
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 ke dalam sampel dapat
ditemukan kembali (Harmita, 2004).
b. Keseksamaan
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 (Harmita, 2004).
c. 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 (Harmita, 2004).
Universitas Sumatera Utara
d. Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
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).
Universitas Sumatera Utara