Analisis Kandungan Mangan dan Zink Pada Daun Kelor (Moringa oleifera Lam.) Kering dan Rebus Secara Spektrofotometri Serapan Atom
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Sampel
2.1.1 Kelor
Menurut Kasolo, dkk., (2011), sistematika tumbuhan kelor adalah sebagai
berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Brassicales
Kelas
: Moringaceae
Genus
: Moringa
Spesies
: Moringa oleifera Lam
Moringa (Moringa oleifera Lam) merupakan tanaman asli sub-Himalaya,
namun tanaman ini juga tumbuh secara luas pada daerah pada iklim tropis dan
subtropis meliputi Afrika, Amerika selatan dan tengah, Mexico, Hawaii, juga
melewati Asia dan tenggara Asia seperti India, Pakistan, Bangladesh, Afganistan.
Tanaman ini dikenal sebagai drumstick berdasarkan penampilan dari bentuk
polong yang belum masak, juga dikenal sebagai pohon ben oil karena kandungan
derivat minyak dari biji kelor. Selain itu kelor dibeberapa regional dikenal sebagai
Benzolive,
Horseradish,
Marango, Mloge, Mulangay, Saijihan, dan Sajna
(Moyo, dkk., 2011; Stohs dan Hartman, 2015).
5
Universitas Sumatera Utara
Kelor merupakan tanaman yang sangat cepat tumbuh, dapat bertahan dan
terus menghasilkan ketika kering dan panas, juga tumbuh secara optimal pada
lahan kering di seluruh bagian tropis. Selain itu, tanaman ini dapat tumbuh hingga
10 atau 12 m tingginya.. Tanaman ini batangnya berkayu, tegak, berwarna putih
kotor, namun batang kayunya lunak atau mudah patah (Roloff, dkk., 2008).
Daun kelor merupakan daun majemuk dimana tangkai daunnya memiliki
cabang kedua namun biasanya sampai percabangan ketiga yang memiliki panjang
hingga 45 cm. Daun kelor memiliki panjang 1,2 hingga 2,0 cm dan lebar 0,6
hingga 1,0 cm. Bagian permukaan atas helai daun kelor berwarna hijau dan
sedangkan bagian permukaan bawah berwarna lebih pucat, juga kedua permukaan
halus. Daun kelor berbentuk bulat menyerupai telur, daunnya yang tipis dan lemas
membentuk pangkal daun membulat dan ujung yang tumpul (Roloff, dkk., 2008).
Bunga tanaman kelor bewana putih kekuning-kuningan, berkelamin ganda
dan memiliki aroma bau semerbak. Bunga tersebut muncul di ketiak daun sekitar
10-25 cm, serta kelopaknya putih sedikit krem (Roloff, dkk., 2008). Buah kelor
menggantung panjang berbentuk segitiga yang berisi polong yang membujur
panjang sekitar 9 buah. Buah kelor ini biasanya memiliki panjang 20 hingga 50
cm. Setiap polong berisi hingga 26 biji. Polong akan menjadi coklat bila matang
dan terbuka membujur mengeluarkan biji yang berbentuk segitiga, dimana biji
tersebut akan menjadi hijau tua seiring dengan perkembangannya, dan
memerlukan waktu 3 bulan untuk matang setelah berbunga. Biji yang telah
matang tersebut memiliki diameter 1 cm dengan 3 helai sayap putih dan ringan
seperti kertas yang akan membentuk segitiga (Roloff, dkk., 2008).
6
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Kandungan
Daun kelor yang telah dikarakterisasi diketahui mengandung kaya akan
vitamin seperti tiamin dan riboflavin, mineral, asam amino, dan asam lemak.
Sebagai tambahan, daun kelor diketahui mengandung berbagai macam senyawa
antioksidan, seperti asam askorbat, flavonoid, fenol, dan karotenoid (Stosh dan
Hartman, 2015). Menurut Fahey, (2005), daun kelor mengandung lebih banyak
vitamin A dibanding wortel, lebih banyak zat besi dibanding bayam, lebih banyak
kalium dibanding pisang, serta kualitas protein dari daun kelor dapat menyaingi
susu dan telur, hal inilah salah satu alasan mengapa kelor dikatakan mengandung
kaya akan nutrisi, sedangkan pada bijinya mengandung 19-47% minyak yang
dikenal sebagai ben oil, yang kaya akan palmitat, stearat, dan asam oleat (Roloff,
dkk., 2008).
2.1.3 Manfaat
Daun kelor mengandung banyak nutrisi seperti asam amino, asam lemak,
vitamin, dan mineral yang digunakan untuk melawan malnutrisi yang biasanya
terjadi pada balita, ibu menyusui, dan segala kelompok umur. Kandungan daun
kelor yang tinggi tidak perlu diragukan untuk manfaat kesehatan salah satu
contohnya adalah pemberian serbuk daun kelor pada situasi kelaparan dalam
keadaan terkontrol ternyata menghasilkan hasil studi klinis yang baik. Daun kelor
ini merupakan sumber makanan yang menjanjikan di daerah tropis karena pohon
ini tetap tumbuh dengan daun yang banyak pada akhir musim kering dimana
sumber makanan mulai sulit diadapatkan (Fahey,
2005). Menurut Stosh dan
Hartman, (2015), berbagai sediaan daun kelor dapat berkhasiat sebagai
antiinflamasi, antihipertensi, diuretik, antimikroba, antioksidan, dan antidiabetes.
7
Universitas Sumatera Utara
2.2 Mineral
Mineral merupakan bagian tubuh dan memegang peran penting dalam
pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun fungsi
tubuh secara berlainan. Mengonsumsi mineral terlalu sedikit maupun berlebihan
dapat menyebabkan gangguan gizi. Mineral digolongkan ke dalam mineral makro
dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam
jumlah lebih dari 100 mg per hari, sedangkan mineral mikro dibutuhkan tubuh
dalam jumlah kurang dari 100 mg per hari (Almatsier, 2008).
Keseimbangan ion-ion mineral dalam tubuh mengatur proses metabolisme,
mengatur keseimbangan asam basa, tekanan osmotik, membantu transpor
senyawa-senyawa penting pembentuk membran, beberapa diantaranya adalah
konstituen pembentuk jaringan tubuh. Secara tidak langsung, mineral banyak
yang berperan dalam proses pertumbuhan. Peran mineral dalam tubuh kita
berkaitan satu sama lainnya, dan kekurangan atau kelebihan salah satu mineral
akan berpengaruh terhadap kerja mineral lainnya (Poedjiadi, 1994).
2.2.1 Mangan
Mangan memiliki 2 katagori umum dari fungsi biokimianya. Pertama,
seperti magnesium, mangan diperlukan untuk aktivasi sejumlah enzim dalam
beberapa proses metabolisme, termasuk piruvat dan karboksilase asetil-CoA serta
dehidrogenase isositrat pada siklus Krebs. Fungsi lainnya adalah sebagai
komponen metalloenzim, salah satu yang paling banyak diketahui adalah mangan
superoxide dismutase atau Mn-SOD, dimana berfungsi untuk mengeliminasi
radikal bebas di mitokodria. Sumber terbaik mangan adalah kacang-kacangan dan
biji-bijian, serta sayuran juga sumber mangan yang baik dimana mangan
merupakan bagian rantai transpor elektron fotosintesis dimana magnesium juga
8
Universitas Sumatera Utara
terdapat di dalamnya sebab merupakan bagian dari klororfil, sedangkan daging,
susu, ayam, dan makanan laut tidak banyak mengandung mangan (Linder, 1992).
2.2.2 Zink
Zink sebagai suplemen diketahui dapat memperpendek fase sekresi pada
kasus diare dan memiliki efek yang besar dalam proses penyembuhan. Zink juga
dikaitkan kritis kepada respon imun, ketidakcukupan asupan zink dapat ditandai
dengan penurunan imun bahkan dapat sampai terjadi disfungsi imun, hal ini
kadang ditandai dengan terjadinya kerusakan pada kulit dan diare. Kondisi seperti
ini juga yang dialami pada kasus anak-anak dengan kasus malnutrisi. Namun
perlu ditegaskan karena zink adalah nutrisi yang terbatas maka apabila konsumsi
zink berlebih akan terjadi interfensi pada metabolisme copper atau tembaga
(Golden, 2009).
Zink juga telibat dalam metabolisme vitamin A, dimana mineral ini
berikatan dengan suatu enzim yang disebut enzim dihidrogenase untuk
metabolismenya. Juga zink diperlukan dalam sintesis ptotein pengikat retinol di
dalam hati. Salah satu sumber terbesar zink adalah pada biji-bijian dan sayuran
berserat tinggi (Linder, 1992).
2.3 Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom adalah suatu
metode yang digunakan
untuk mendeteksi atom-atom logam dalam fase gas. Metode ini mengandalkan
nyala untuk mengubah logam dalam larutan sampel menjadi atom-atom logam
berbentuk gas. Metode ini secara luas digunakan untuk analisis kuantitatif logam
dalam matriks yang kompleks. Cara analisis ini memberikan kadar total unsur
logam dalam suatu sampel dan tidak bergantung pada bentuk molekul dari logam
dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis logam karena mempunyai
9
Universitas Sumatera Utara
kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif
sederhana. 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, 2008).
Secara garis besar prinsip sepektrofotometri serapan atom ini sama saja
dengan spektrofotometri sinar tampak dan ultraviolet. Perbedaannya terletak pada
bentuk
spektrum,
cara
pengerjaan
sampel
dan
peralatannya.
Metode
spektrofotometri serapan atom ini mendasarkan pada prinsip absorbsi cahaya oleh
atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu,
tergantung pada sifat unsurnya (Gandjar dan Rohman, 2008).
Jika suatu larutan yang mengandung suatu garam logam (atau suatu
senyawa logam) dialirkan ke dalam suatu nyala maka terbentuklah uap yang
mengandung atom-atom logam itu. Atom logam dalam bentuk gas tersebut tetap
berada pada keadaan tidak tereksitasi atau dalam kondisi dasar. Jika cahaya
dengan panjang gelombang yang khas dengan logam tersebut dilewatkan pada
nyala yang mengandung atom yang bersangkutan, maka sebagian cahaya tersebut
akan diserap dan penyerapan tersebut menyebabkan elektron tereksitasi ke tingkat
yang lebih tinggi. Inilah asas yang mendasari spektrofotometri serapan atom
(Gandjar dan Rohman, 2008).
Teknik ini digunakan untuk menetapkan kadar ion logam dan mineral
tertentu dengan jalan mengukur intensitas emisi atau serapan cahaya pada panjang
gelombang tertentu oleh uap atom unsur yang ditimbulkan dari bahan, misalnya
dengan mengalirkan larutan zat ke dalam api (Ditjen POM, 1995).
Pembentukan atom-atom logam dan mineral dalam nyala dapat terjadi bila
suatu larutan sampel yang mengandung logam dan mineral dimasukkan dalam
10
Universitas Sumatera Utara
nyala. Menurut Basset, dkk., (1994), peristiwa yang terjadi secara singkat setelah
sampel dimasukkan ke dalam nyala adalah:
1.
Penguapan pelarut yang meninggalkan residu
2.
Penguapan zat padat dengan dissosiasi menjadi atom-atom penyusunnya,
yang mula-mula akan berada dalam keadaan dasar.
3.
Beberapa atom dapat tereksitasi oleh energi panas nyala ke tingkatan tingkatan energi yang lebih tinggi, dan mencapai kondisi dimana atom
tersebut akan memancarkan energi.
2.3.1 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom
Instrumen spektrofotometri serapan atom meliputi berikut:
1.
Sumber Sinar
Sumber sinar yang diapaki adalah lampu katoda berongga (hollow cathode
lamp). Lampu katoda ini terdiri ata tabung kaca tertutup yang mengandung katoda
dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam
atau dilapisi dengan logam tertentu yang akan dianalisis (Gandjar dan Rohman,
2008).
2.
Tempat Sampel
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:
a.
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 bergantung gas yang digunakan, misalnya untuk gas asetilen - udara:
2200oC. Pada sumber nyala ini, asetilen sebagai pembakar dan udara sebagai agen
11
Universitas Sumatera Utara
pengoksidasi (Gandjar dan Rohman, 2008). Beberapa temperatur nyala yang lain
dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Temperatur Nyala
Bahan Bakar
Oksidan Udara
Oksidan Oksigen
N2O
Hidrogen
2100
2780
-
Asetilen
2200
3050
2955
Propana
1950
2800
-
Sumber: Khopkar (1985).
b.
Tanpa nyala
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 sehingga terjadilah proses penyerapan energi sinar yang memenuhi
kaidah kuantitatif (Gandjar dan Rohman, 2008).
3.
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 (Gandjar dan Rohman, 2008).
12
Universitas Sumatera Utara
4.
Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui
tempat pengatoman (Gandjar dan Rohman, 2008).
5.
Amplifier
Amplifier merupakan suatu alat untuk memperkuat signal yang diterima
dari detektor sehingga dapat dibaca sebagai alat pencari hasil (Readout) (Gandjar
dan Rohman, 2008).
6.
Readout
Readout merupakan suatu alat penunjuk atau juga diartikan sebagai
pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang
menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi.
Fungsi nyala adalah untuk memproduksi atom-atom yang dapat
mengabsorpsi radiasi yang dipancarkan oleh lampu katoda tabung. Pada
umumnya, peralatan yang digunakan untuk mengalirkan sampel menuju nyala
adalah nebulizer yang dihubungkan dengan pembakar (burner). Sebelum menuju
nyala, sampel mengalir melalui pipa kapiler dan menghasilkan aerosol oleh aliran
gas pengoksidasi. Kemudian, aerosol yang terbentuk bercampur dengan bahan
bakar menuju burner. Sampel yang menuju burner hanya sekitar 5-10%
sedangkan sisanya (90-95%) menuju tempat pembuangan. Sampel yang berada
pada nyala lalu diatomisasi dan cahaya dari lampu katoda tabung dilewatkan
melalui nyala. Sampel yang berada pada nyala akan menyerap cahaya tersebut
(Gandjar dan Rohman, 2008).
Sistem peralatan spektrofotometri serapan atom dapat dilihat pada gambar
di bawah ini:
13
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Sistem Peralatan Spektrofotometri Serapan Atom (Sumber: Harris,
2007)
2.3.2 Gangguan-gangguan pada Spektrofotometri Serapan Atom
Gangguan-gangguan (interference) pada SSA adalah peristiwa yang
menyebebkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil
atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel.
Gangguan-gangguan yang dapat terjadi pada SSA adalah sebagai berikut:
1.
Gangguan oleh penyerapan non-atomik (non-atomic absortion)
Gangguan ini terjadi akbat penyerapan cahaya dari sumber sinar yang
bukan berasal dari atom - atom yang dianalisis. Penyerapan non - atomik dapat
disebabkan adanya penyerapan cahaya-cahaya oleh partikel-partikel pengganggu
yang berada di dalam nyala. Cara mengatasi penyerapan non - atomik ini adalah
kerja pada panjang gelombang yang lebih besar atau pada suhu yang lebih tinggi
(Gandjar dan Rohman, 2008).
2.
Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi banyaknya atom dalam nyala
Menurut Gandjar dan Rohman (2008), pembentukan atom-atom netral
yang masih dalam keadaan asas di dalam nyala sering terganggu oleh dua
peristiwa kimia, yaitu:
14
Universitas Sumatera Utara
a.
Dissosiasi senyawa - senyawa yang tidak sempurna
Dissosiasi ini disebabkan oleh terbentuknya senyawa refraktorik (sukar
diuraikan dalam api), sehingga akan mengurangi jumlah atom netral yang ada
di dalam nyala.
b.
Ionisasi atom - atom dalam nyala
Ionisasi terjadi akibat suhu yang digunakan terlalu tinggi. Prinsip dengan
spektrofotometri serapan atom adalah mengukur absorbansi atom-atom netral
yang berada dalam keadaan asas. Jika terbentuk ion maka akan mengganggu
pengukuran absorbansi atom netral karena spektrum absorbansi atom-atom
yang mengalami ionisasi tidak sama dengan spektrum atom dalam keadaan
netral.
c.
Gangguan spektrum
Gangguan spektrum dalam spektrofotometri serapan atom timbul akibat
terjadinya tumpang tindih antara frekuensi-frekuensi garis resonansi unsur
yang dianalisis dengan garis-garis yang dipancarkan oleh unsur lain. Hal ini
disebabkan karena rendahnya resolusi monokromator pada spektrofotometri
serapan atom (Gandjar dan Rohman, 2008).
d.
Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang dapat mempengaruhi
banyaknya sampel yang mencapai nyala.
Sifat-sifat matriks sampel yang dapat mengganggu analisis adalah yang
mempengaruhi laju aliran bahan bakar/gas pengoksidasi. Sifat-sifat tersebut
adalah viskositas dan berat jenis (Gandjar dan Rohman, 2008).
2.4 Validasi Metode Analisis
Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap
parameter tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan
15
Universitas Sumatera Utara
bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita,
2004).
Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi
metode analisis menurut Harmita, (2004) adalah sebagai berikut:
1.
Kecermatan (accuracy)
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:
a.
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).
b.
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. Rentang persen perolehan kembali yang diizinkan pada setiap
konsentrasi analit pada matriks adalah sebagai beikut ini:
16
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2
Rentang Persen Perolehan Kembali yang Diizinkan pada Analit
Sampel
Jumlah analit pada sampel
Persen perolehan kembali yang diizinkan (%)
1 ppm
80-110
100 ppb
80-110
10 ppb
60-115
1 ppb
40-120
Sumber: Harmita (2004)
2.
Keseksamaan (precision)
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. Nilai simpangan baku relatif yang
memenuhi persyaratan menunjukkan adanya keseksamaan metode yang
dilakukan.
3
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.
4
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
17
Universitas Sumatera Utara
dapat ditetapkan secara cermat, seksama dan dalam linearitas yang dapat diterima.
Menurut Gandjar dan Rohman (2008), linearitas suatu metode merupakan ukuran
seberapa baik kurva kalibrasi yang menghubungkan antara respon (Y) dengan
konsentrasi (X).
5
Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Batas deteksi (Limit of Detection, LOD) merupakan jumlah terkecil analit
dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan,
sedangkan batas kuantitasi ( Limit of Quantitation , LOQ) merupakan kuantitas
terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi kriteria cermat dan
seksama.
18
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Sampel
2.1.1 Kelor
Menurut Kasolo, dkk., (2011), sistematika tumbuhan kelor adalah sebagai
berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Brassicales
Kelas
: Moringaceae
Genus
: Moringa
Spesies
: Moringa oleifera Lam
Moringa (Moringa oleifera Lam) merupakan tanaman asli sub-Himalaya,
namun tanaman ini juga tumbuh secara luas pada daerah pada iklim tropis dan
subtropis meliputi Afrika, Amerika selatan dan tengah, Mexico, Hawaii, juga
melewati Asia dan tenggara Asia seperti India, Pakistan, Bangladesh, Afganistan.
Tanaman ini dikenal sebagai drumstick berdasarkan penampilan dari bentuk
polong yang belum masak, juga dikenal sebagai pohon ben oil karena kandungan
derivat minyak dari biji kelor. Selain itu kelor dibeberapa regional dikenal sebagai
Benzolive,
Horseradish,
Marango, Mloge, Mulangay, Saijihan, dan Sajna
(Moyo, dkk., 2011; Stohs dan Hartman, 2015).
5
Universitas Sumatera Utara
Kelor merupakan tanaman yang sangat cepat tumbuh, dapat bertahan dan
terus menghasilkan ketika kering dan panas, juga tumbuh secara optimal pada
lahan kering di seluruh bagian tropis. Selain itu, tanaman ini dapat tumbuh hingga
10 atau 12 m tingginya.. Tanaman ini batangnya berkayu, tegak, berwarna putih
kotor, namun batang kayunya lunak atau mudah patah (Roloff, dkk., 2008).
Daun kelor merupakan daun majemuk dimana tangkai daunnya memiliki
cabang kedua namun biasanya sampai percabangan ketiga yang memiliki panjang
hingga 45 cm. Daun kelor memiliki panjang 1,2 hingga 2,0 cm dan lebar 0,6
hingga 1,0 cm. Bagian permukaan atas helai daun kelor berwarna hijau dan
sedangkan bagian permukaan bawah berwarna lebih pucat, juga kedua permukaan
halus. Daun kelor berbentuk bulat menyerupai telur, daunnya yang tipis dan lemas
membentuk pangkal daun membulat dan ujung yang tumpul (Roloff, dkk., 2008).
Bunga tanaman kelor bewana putih kekuning-kuningan, berkelamin ganda
dan memiliki aroma bau semerbak. Bunga tersebut muncul di ketiak daun sekitar
10-25 cm, serta kelopaknya putih sedikit krem (Roloff, dkk., 2008). Buah kelor
menggantung panjang berbentuk segitiga yang berisi polong yang membujur
panjang sekitar 9 buah. Buah kelor ini biasanya memiliki panjang 20 hingga 50
cm. Setiap polong berisi hingga 26 biji. Polong akan menjadi coklat bila matang
dan terbuka membujur mengeluarkan biji yang berbentuk segitiga, dimana biji
tersebut akan menjadi hijau tua seiring dengan perkembangannya, dan
memerlukan waktu 3 bulan untuk matang setelah berbunga. Biji yang telah
matang tersebut memiliki diameter 1 cm dengan 3 helai sayap putih dan ringan
seperti kertas yang akan membentuk segitiga (Roloff, dkk., 2008).
6
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Kandungan
Daun kelor yang telah dikarakterisasi diketahui mengandung kaya akan
vitamin seperti tiamin dan riboflavin, mineral, asam amino, dan asam lemak.
Sebagai tambahan, daun kelor diketahui mengandung berbagai macam senyawa
antioksidan, seperti asam askorbat, flavonoid, fenol, dan karotenoid (Stosh dan
Hartman, 2015). Menurut Fahey, (2005), daun kelor mengandung lebih banyak
vitamin A dibanding wortel, lebih banyak zat besi dibanding bayam, lebih banyak
kalium dibanding pisang, serta kualitas protein dari daun kelor dapat menyaingi
susu dan telur, hal inilah salah satu alasan mengapa kelor dikatakan mengandung
kaya akan nutrisi, sedangkan pada bijinya mengandung 19-47% minyak yang
dikenal sebagai ben oil, yang kaya akan palmitat, stearat, dan asam oleat (Roloff,
dkk., 2008).
2.1.3 Manfaat
Daun kelor mengandung banyak nutrisi seperti asam amino, asam lemak,
vitamin, dan mineral yang digunakan untuk melawan malnutrisi yang biasanya
terjadi pada balita, ibu menyusui, dan segala kelompok umur. Kandungan daun
kelor yang tinggi tidak perlu diragukan untuk manfaat kesehatan salah satu
contohnya adalah pemberian serbuk daun kelor pada situasi kelaparan dalam
keadaan terkontrol ternyata menghasilkan hasil studi klinis yang baik. Daun kelor
ini merupakan sumber makanan yang menjanjikan di daerah tropis karena pohon
ini tetap tumbuh dengan daun yang banyak pada akhir musim kering dimana
sumber makanan mulai sulit diadapatkan (Fahey,
2005). Menurut Stosh dan
Hartman, (2015), berbagai sediaan daun kelor dapat berkhasiat sebagai
antiinflamasi, antihipertensi, diuretik, antimikroba, antioksidan, dan antidiabetes.
7
Universitas Sumatera Utara
2.2 Mineral
Mineral merupakan bagian tubuh dan memegang peran penting dalam
pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun fungsi
tubuh secara berlainan. Mengonsumsi mineral terlalu sedikit maupun berlebihan
dapat menyebabkan gangguan gizi. Mineral digolongkan ke dalam mineral makro
dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam
jumlah lebih dari 100 mg per hari, sedangkan mineral mikro dibutuhkan tubuh
dalam jumlah kurang dari 100 mg per hari (Almatsier, 2008).
Keseimbangan ion-ion mineral dalam tubuh mengatur proses metabolisme,
mengatur keseimbangan asam basa, tekanan osmotik, membantu transpor
senyawa-senyawa penting pembentuk membran, beberapa diantaranya adalah
konstituen pembentuk jaringan tubuh. Secara tidak langsung, mineral banyak
yang berperan dalam proses pertumbuhan. Peran mineral dalam tubuh kita
berkaitan satu sama lainnya, dan kekurangan atau kelebihan salah satu mineral
akan berpengaruh terhadap kerja mineral lainnya (Poedjiadi, 1994).
2.2.1 Mangan
Mangan memiliki 2 katagori umum dari fungsi biokimianya. Pertama,
seperti magnesium, mangan diperlukan untuk aktivasi sejumlah enzim dalam
beberapa proses metabolisme, termasuk piruvat dan karboksilase asetil-CoA serta
dehidrogenase isositrat pada siklus Krebs. Fungsi lainnya adalah sebagai
komponen metalloenzim, salah satu yang paling banyak diketahui adalah mangan
superoxide dismutase atau Mn-SOD, dimana berfungsi untuk mengeliminasi
radikal bebas di mitokodria. Sumber terbaik mangan adalah kacang-kacangan dan
biji-bijian, serta sayuran juga sumber mangan yang baik dimana mangan
merupakan bagian rantai transpor elektron fotosintesis dimana magnesium juga
8
Universitas Sumatera Utara
terdapat di dalamnya sebab merupakan bagian dari klororfil, sedangkan daging,
susu, ayam, dan makanan laut tidak banyak mengandung mangan (Linder, 1992).
2.2.2 Zink
Zink sebagai suplemen diketahui dapat memperpendek fase sekresi pada
kasus diare dan memiliki efek yang besar dalam proses penyembuhan. Zink juga
dikaitkan kritis kepada respon imun, ketidakcukupan asupan zink dapat ditandai
dengan penurunan imun bahkan dapat sampai terjadi disfungsi imun, hal ini
kadang ditandai dengan terjadinya kerusakan pada kulit dan diare. Kondisi seperti
ini juga yang dialami pada kasus anak-anak dengan kasus malnutrisi. Namun
perlu ditegaskan karena zink adalah nutrisi yang terbatas maka apabila konsumsi
zink berlebih akan terjadi interfensi pada metabolisme copper atau tembaga
(Golden, 2009).
Zink juga telibat dalam metabolisme vitamin A, dimana mineral ini
berikatan dengan suatu enzim yang disebut enzim dihidrogenase untuk
metabolismenya. Juga zink diperlukan dalam sintesis ptotein pengikat retinol di
dalam hati. Salah satu sumber terbesar zink adalah pada biji-bijian dan sayuran
berserat tinggi (Linder, 1992).
2.3 Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom adalah suatu
metode yang digunakan
untuk mendeteksi atom-atom logam dalam fase gas. Metode ini mengandalkan
nyala untuk mengubah logam dalam larutan sampel menjadi atom-atom logam
berbentuk gas. Metode ini secara luas digunakan untuk analisis kuantitatif logam
dalam matriks yang kompleks. Cara analisis ini memberikan kadar total unsur
logam dalam suatu sampel dan tidak bergantung pada bentuk molekul dari logam
dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis logam karena mempunyai
9
Universitas Sumatera Utara
kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif
sederhana. 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, 2008).
Secara garis besar prinsip sepektrofotometri serapan atom ini sama saja
dengan spektrofotometri sinar tampak dan ultraviolet. Perbedaannya terletak pada
bentuk
spektrum,
cara
pengerjaan
sampel
dan
peralatannya.
Metode
spektrofotometri serapan atom ini mendasarkan pada prinsip absorbsi cahaya oleh
atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu,
tergantung pada sifat unsurnya (Gandjar dan Rohman, 2008).
Jika suatu larutan yang mengandung suatu garam logam (atau suatu
senyawa logam) dialirkan ke dalam suatu nyala maka terbentuklah uap yang
mengandung atom-atom logam itu. Atom logam dalam bentuk gas tersebut tetap
berada pada keadaan tidak tereksitasi atau dalam kondisi dasar. Jika cahaya
dengan panjang gelombang yang khas dengan logam tersebut dilewatkan pada
nyala yang mengandung atom yang bersangkutan, maka sebagian cahaya tersebut
akan diserap dan penyerapan tersebut menyebabkan elektron tereksitasi ke tingkat
yang lebih tinggi. Inilah asas yang mendasari spektrofotometri serapan atom
(Gandjar dan Rohman, 2008).
Teknik ini digunakan untuk menetapkan kadar ion logam dan mineral
tertentu dengan jalan mengukur intensitas emisi atau serapan cahaya pada panjang
gelombang tertentu oleh uap atom unsur yang ditimbulkan dari bahan, misalnya
dengan mengalirkan larutan zat ke dalam api (Ditjen POM, 1995).
Pembentukan atom-atom logam dan mineral dalam nyala dapat terjadi bila
suatu larutan sampel yang mengandung logam dan mineral dimasukkan dalam
10
Universitas Sumatera Utara
nyala. Menurut Basset, dkk., (1994), peristiwa yang terjadi secara singkat setelah
sampel dimasukkan ke dalam nyala adalah:
1.
Penguapan pelarut yang meninggalkan residu
2.
Penguapan zat padat dengan dissosiasi menjadi atom-atom penyusunnya,
yang mula-mula akan berada dalam keadaan dasar.
3.
Beberapa atom dapat tereksitasi oleh energi panas nyala ke tingkatan tingkatan energi yang lebih tinggi, dan mencapai kondisi dimana atom
tersebut akan memancarkan energi.
2.3.1 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom
Instrumen spektrofotometri serapan atom meliputi berikut:
1.
Sumber Sinar
Sumber sinar yang diapaki adalah lampu katoda berongga (hollow cathode
lamp). Lampu katoda ini terdiri ata tabung kaca tertutup yang mengandung katoda
dan anoda. Katoda sendiri berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam
atau dilapisi dengan logam tertentu yang akan dianalisis (Gandjar dan Rohman,
2008).
2.
Tempat Sampel
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:
a.
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 bergantung gas yang digunakan, misalnya untuk gas asetilen - udara:
2200oC. Pada sumber nyala ini, asetilen sebagai pembakar dan udara sebagai agen
11
Universitas Sumatera Utara
pengoksidasi (Gandjar dan Rohman, 2008). Beberapa temperatur nyala yang lain
dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Temperatur Nyala
Bahan Bakar
Oksidan Udara
Oksidan Oksigen
N2O
Hidrogen
2100
2780
-
Asetilen
2200
3050
2955
Propana
1950
2800
-
Sumber: Khopkar (1985).
b.
Tanpa nyala
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 sehingga terjadilah proses penyerapan energi sinar yang memenuhi
kaidah kuantitatif (Gandjar dan Rohman, 2008).
3.
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 (Gandjar dan Rohman, 2008).
12
Universitas Sumatera Utara
4.
Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui
tempat pengatoman (Gandjar dan Rohman, 2008).
5.
Amplifier
Amplifier merupakan suatu alat untuk memperkuat signal yang diterima
dari detektor sehingga dapat dibaca sebagai alat pencari hasil (Readout) (Gandjar
dan Rohman, 2008).
6.
Readout
Readout merupakan suatu alat penunjuk atau juga diartikan sebagai
pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang
menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi.
Fungsi nyala adalah untuk memproduksi atom-atom yang dapat
mengabsorpsi radiasi yang dipancarkan oleh lampu katoda tabung. Pada
umumnya, peralatan yang digunakan untuk mengalirkan sampel menuju nyala
adalah nebulizer yang dihubungkan dengan pembakar (burner). Sebelum menuju
nyala, sampel mengalir melalui pipa kapiler dan menghasilkan aerosol oleh aliran
gas pengoksidasi. Kemudian, aerosol yang terbentuk bercampur dengan bahan
bakar menuju burner. Sampel yang menuju burner hanya sekitar 5-10%
sedangkan sisanya (90-95%) menuju tempat pembuangan. Sampel yang berada
pada nyala lalu diatomisasi dan cahaya dari lampu katoda tabung dilewatkan
melalui nyala. Sampel yang berada pada nyala akan menyerap cahaya tersebut
(Gandjar dan Rohman, 2008).
Sistem peralatan spektrofotometri serapan atom dapat dilihat pada gambar
di bawah ini:
13
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Sistem Peralatan Spektrofotometri Serapan Atom (Sumber: Harris,
2007)
2.3.2 Gangguan-gangguan pada Spektrofotometri Serapan Atom
Gangguan-gangguan (interference) pada SSA adalah peristiwa yang
menyebebkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil
atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel.
Gangguan-gangguan yang dapat terjadi pada SSA adalah sebagai berikut:
1.
Gangguan oleh penyerapan non-atomik (non-atomic absortion)
Gangguan ini terjadi akbat penyerapan cahaya dari sumber sinar yang
bukan berasal dari atom - atom yang dianalisis. Penyerapan non - atomik dapat
disebabkan adanya penyerapan cahaya-cahaya oleh partikel-partikel pengganggu
yang berada di dalam nyala. Cara mengatasi penyerapan non - atomik ini adalah
kerja pada panjang gelombang yang lebih besar atau pada suhu yang lebih tinggi
(Gandjar dan Rohman, 2008).
2.
Gangguan kimia yang dapat mempengaruhi banyaknya atom dalam nyala
Menurut Gandjar dan Rohman (2008), pembentukan atom-atom netral
yang masih dalam keadaan asas di dalam nyala sering terganggu oleh dua
peristiwa kimia, yaitu:
14
Universitas Sumatera Utara
a.
Dissosiasi senyawa - senyawa yang tidak sempurna
Dissosiasi ini disebabkan oleh terbentuknya senyawa refraktorik (sukar
diuraikan dalam api), sehingga akan mengurangi jumlah atom netral yang ada
di dalam nyala.
b.
Ionisasi atom - atom dalam nyala
Ionisasi terjadi akibat suhu yang digunakan terlalu tinggi. Prinsip dengan
spektrofotometri serapan atom adalah mengukur absorbansi atom-atom netral
yang berada dalam keadaan asas. Jika terbentuk ion maka akan mengganggu
pengukuran absorbansi atom netral karena spektrum absorbansi atom-atom
yang mengalami ionisasi tidak sama dengan spektrum atom dalam keadaan
netral.
c.
Gangguan spektrum
Gangguan spektrum dalam spektrofotometri serapan atom timbul akibat
terjadinya tumpang tindih antara frekuensi-frekuensi garis resonansi unsur
yang dianalisis dengan garis-garis yang dipancarkan oleh unsur lain. Hal ini
disebabkan karena rendahnya resolusi monokromator pada spektrofotometri
serapan atom (Gandjar dan Rohman, 2008).
d.
Gangguan yang berasal dari matriks sampel yang dapat mempengaruhi
banyaknya sampel yang mencapai nyala.
Sifat-sifat matriks sampel yang dapat mengganggu analisis adalah yang
mempengaruhi laju aliran bahan bakar/gas pengoksidasi. Sifat-sifat tersebut
adalah viskositas dan berat jenis (Gandjar dan Rohman, 2008).
2.4 Validasi Metode Analisis
Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap
parameter tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan
15
Universitas Sumatera Utara
bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita,
2004).
Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi
metode analisis menurut Harmita, (2004) adalah sebagai berikut:
1.
Kecermatan (accuracy)
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:
a.
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).
b.
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. Rentang persen perolehan kembali yang diizinkan pada setiap
konsentrasi analit pada matriks adalah sebagai beikut ini:
16
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2
Rentang Persen Perolehan Kembali yang Diizinkan pada Analit
Sampel
Jumlah analit pada sampel
Persen perolehan kembali yang diizinkan (%)
1 ppm
80-110
100 ppb
80-110
10 ppb
60-115
1 ppb
40-120
Sumber: Harmita (2004)
2.
Keseksamaan (precision)
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. Nilai simpangan baku relatif yang
memenuhi persyaratan menunjukkan adanya keseksamaan metode yang
dilakukan.
3
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.
4
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
17
Universitas Sumatera Utara
dapat ditetapkan secara cermat, seksama dan dalam linearitas yang dapat diterima.
Menurut Gandjar dan Rohman (2008), linearitas suatu metode merupakan ukuran
seberapa baik kurva kalibrasi yang menghubungkan antara respon (Y) dengan
konsentrasi (X).
5
Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Batas deteksi (Limit of Detection, LOD) merupakan jumlah terkecil analit
dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan,
sedangkan batas kuantitasi ( Limit of Quantitation , LOQ) merupakan kuantitas
terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi kriteria cermat dan
seksama.
18
Universitas Sumatera Utara