Penetapan Kadar Mineral Besi,Kalsium, Magnesium, dan Kalium pada Kacang Panjang (Vigna unguiculata (l) Walp.) Segar dan Rebus secara Spektrofotometri Serapan Atom
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Kacang Panjang
2.1.1 Daerah Tumbuh
Kacang Panjang merupakan tanaman perdu semusim. Daunnya majemuk,
tersusun atas tiga helai. Batangnya liat dan sedikit berbulu. Akarnya mempunyai
bintil yang dapat mengikat nitrogen (N) bebas dari udara. Hal ini bermanfaat
untuk menyuburkan tanah (Haryanto, dkk., 1995).
Bunga kacang panjang berbentuk kupu-kupu. Ibu tangkai bunga keluar
dari ketiak daun. Setiap ibu tangkai bunga mempunyai 3-5 bunga. Warna
bunganya ada yang putih, biru, atau ungu. Bunga kacang panjang menyerbuk
sendiri (Haryanto, dkk., 1995).
Tidak setiap bunga dapat menjadi buah, hanya 1-4 bunga yang dapat
menjadi buah. Buahnya berbentuk polong bulat panjang dan ramping. Panjang
polong sekitar 10-80 cm. Warna polong muda hijau sampai hijau keputihan
setelah tua warna polong putih kekuningan. Polong yang muda sifatnya renyah
dan mudah patah. Setelah tua menjadi liat. Pada satu polong dapat berisi 8-20 biji
kacang panjang (Haryanto, dkk., 1995).
Pembudidayaan kacang panjang cukup mudah. Tanaman ini dapat hidup
baik di dataran rendah maupun di dataran tinggi. Kacang panjang biasanya
ditanam di sawah sebagai tanaman sela, jarang di usahakan secara khusus. Untuk
menanamnya tidak dibutuhkan lahan yang luas, pemeliharaannya mudah, risiko
kegagalan kecil, dan keuntungan diperoleh cukup lumayan (Haryanto, dkk.,
1995).
6
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Klasifikasi Tanaman Kacang Panjang
Susunan klasifikasi tanaman kacang panjang secara lengkap menurut
Haryanto, dkk., (1995) adalah sebagai berikut:
Kelas
: Angiospermae
Subkelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Rosales
Famili
: Papilionaceae/Leguminosae/Fabaceae
Genus
: Vigna
Spesies
: Vigna unguiculata (l.) Walp
2.1.3 Kandungan Kacang Panjang
Menurut Haryanto (1995), kacang panjang penting sebagai sumber
vitamin dan mineral. Sayuran ini banyak mengandung vitamin A, vitamin B, dan
vitamin C terutama pada polong muda. Bijinya banyak mengandung protein,
lemak dan karbohidrat. Dengan demikian komoditi ini merupakan sumber protein
nabati yang cukup potensial. Pada tabel berikut di uraikan kandungan gizi pada
polong, biji, dan daun kacang panjang.
Tabel 1. Komposisi Zat Gizi Kacang Panjang Per 100 gr Bahan.
Jenis Zat Gizi
Kalori
Polong
Biji
Daun
44,00
357,00
34,00
Karbohidrat (g)
7,80
70,00
5,80
Lemak (g)
0,30
1,50
0,40
Protein (g)
2,70
17,30
4,10
Kalsium (mg)
49,00
163,00
134,00
Fosfor (mg)
347,00
437,00
146,00
Besi (mg)
0,70
6,90
6,20
Vitamin A
335,00
0
5240,00
Vitamin B
0,13
0,57
0,28
Vitamin C
21,00
2,00
29,00
Air (g)
88,50
12,20
88,30
Bagian yang dapat dimakan
75,00
100,00
65,00
Sumber : Daftar komposisi bahan makanan (Haryanto, dkk., 1995).
7
Universitas Sumatera Utara
2.2 Mineral
Tubuh tidak mampu mensintesa mineral sehingga unsur-unsur ini harus
disediakan lewat makanan yang diperlukan dalam jumlah sedikit disebut muatan
(trace element). Unsur-unsur mineral terdapat di dalam jaringan tulang, gigi dan
protein. Mineral merupakan unsur esensial bagi fungsi normal sebagian enzim dan
sangat penting dalam pengendalian komposisi cairan tubuh 65% adalah air dalam
bobot tubuh. Mineral merupakan konstituen esensial pada jaringan, lemak, cairan
dan steletan (yang mengandung mineral tubuh dalam proporsi yang besar)
(Budiyanto, 2001).
Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting
dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ maupun
fungsi tubuh secara keseluruhan, juga berperan dalam berbagai tahap
metabolisme, terutama sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim-enzim, serta
menjaga keseimbangan ion-ion tubuh (Almatsier, 2004).
Mineral digolongkan dalam mineral makro dan mineral mikro. Mineral
makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh lebih dari 100 mg sehari seperti
natrium, kalium, kalsium, magnesium, dan fosfor. Sedangkan mineral mikro
adalah mineral yang dibutuhkan tubuh kurang dari 100 mg sehari seperti tembaga,
mangan, besi, zink, dan iodium (Almatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), mineral dalam tubuh memiliki tiga fungsi
yaitu:
1. Mineral merupakan konstituen tulang dan gigi, yang memberikan kekuatan
serta iriditas kepada jaringan tersebut misalnya: Fe, P, Mg.
8
Universitas Sumatera Utara
2. Mineral membentuk garam-garam yang dapat larut sehingga dapat
mengendalikan komposisi cairan tubuh. Na dan Cl merupakan unsur penting
dalam cairan ekstra seluler dan darah. Sedangkan Fe, Mg dan P merupakan
unsur penting dalam cairan intraseluler.
3. Mineral turut membangun enzim dan protein dan merupakan bagian dari asam
amino misalnya sistein.
2.2.1 Besi
Besi merupakan mineral makro yang paling banyak terdapat di dalam
tubuh manusia dan hewan, yaitu sebanyak 3-5 gram di dalam tubuh manusia
dewasa. Angka kecukupan besi untuk laki-laki dewasa 13 mg/hari dan untuk
wanita dewasa 14-26 mg/hari. Sumber baik besi adalah makanan hewani, seperti
daging, ayam dan ikan. Sumber baik lainnya adalah telur, serelia tumbuk, kacangkacangan, sayuran hijau dan beberapa jenis buah (Altmatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi dari besi adalah sebagai berikut:
1. Untuk pembentukan hemoglobin baru.
2. Untuk mengembalikan hemoglobin kepada nilai normalnya setelah terjadi
pendarahan.
3. Untuk mengimbangi sejumlah kecil zat besi yang secara konstant dikeluarkan
oleh tubuh, terutama lewat urin, feces, dan keringat.
4. Untuk menggantikan kehilangan zat besi lewat darah tubuh.
Kekurangan besi pada umumnya menyebabkan pucat, rasa lemah, letih,
pusing, kurang nafsu makan, menurunnya kebugaran tubuh, menurunnya
kemampuan kerja, menurunnya kekebalan tubuh dan gangguan penyembuhan
luka (Altmatsier, 2004).
9
Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Kalsium
Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh,
yaiut 1,5 – 2 % dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg.
Di dalam cairan ekstraselular dan intraselular kalsium memegang peranan penting
dalam mengatur fungsi sel, seperti untuk transmisi saraf, kontraksi otot,
penggumpalan darah, dan menjaga permeabilitas membran sel (Almatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi lain dari kalsium ialah:
a. Dalam cairan jaringan berfungsi untuk pengendali kerja jantung serta otot
skeleton.
b. Iribilitas syaraf otot
c. Proses pembekuan darah (dalam sintesis trombin)
d. Memberikan kekerasan dan ketahanan terutama pengeroposan
e. Transmisi impuls
f. Relaksasi dan Kontraksi
Angka kecukupan rata-rata sehari kalsium yang dianjurkan bagi orang
dewasa ialah 500 – 800 mg/hari. Sumber utama kalsium adalah susu dan hasil
susu, seperti keju. Ikan, serelia, kacang-kacangan dan sayuran hijau (Almatsier,
2004).
2.2.3 Magnesium
Magnesium adalah kation nomor dua paling banyak setelah natrium di
dalam cairan interselular. Magnesium di dalam alam merupakan bagian dari
klorofil daun. Peranan magnesium dalam tumbuh-tumbuhan sama dengan peranan
10
Universitas Sumatera Utara
zat besi dalam ikatan hemoglobin di dalam darah pada manusia yaitu untuk
pernafasan. Magnesium terlibat dalam berbagai proses metabolisme. Magnesium
di dalam tulang lebih banyak merupakan cadangan yang siap dikeluarkan bila
bagian lain dari tubuh membutuhkan. Magnesium mencegah kerusakan gigi
dengan cara menahan kalsium di dalam email gigi (Altmatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi dari magnesium adalah sebagai berikut:
a. Sebagai aktifator enzim peptidase dan enzim lain yang memecah gugus
phospat
b. Sebagai obat pencuci perut
c. Meningkatkan tekanan osmotik
d. Membantu mengurangi getaran otot
Orang dewasa pria membutuhkan magnesium sebanyak 350 mg/hari dan untuk
dewasa wanita membutuhkan megnesium sebanyak 300 mg/hari.
2.2.4 Kalium
Kalium merupakan ion bermuatan positif, akan tetapi berbeda dengan
natrium, kalium terutama terdapat di dalam sel. Perbandingan natrium dan kalium
di dalam cairan intraselular adalah 1:10, sedangkan di dalam cairan ekstraselular
28:1. Sebanyak 95% kalium tubuh berada di dalam cairan intraselular
(Almatsier,2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi kalium diantaranya adalah sebagai
berikut:
a. Digunakan sebagai indeks untuk lean body mass ( bagian badan tanpa lemak).
b. Membantu menjaga tekanan osmotik.
c. Membantumengaktifkan reaksi enzim.
11
Universitas Sumatera Utara
Kalium memegang peranan penting dalam memelihara keseimbangan
cairan dan elektrolit serta keseimbangan asam dan basa. Bersama kalsium, kalium
berperan dalam transmisi saraf dan relaksasi otot. Di dalam sel, kalium berfungsi
sebagai katalisator dalam banyak reaksi biologik, terutama dalam metabolisme
energi dan sintesis glikogen dan protein (Almatsier,2004).
2.3 Spektrofotometri Serapan Atom.
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 (Ganjar dan
Rohman, 2007).
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsurunsur logam dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace).
Cara analisis ini memberikan kadar unsur logam tertentu dalam suatu sampel.
Cara ini cocok untuk analisis sekelumit logam karena mempunyai kepekaan yang
tinggi,
pelaksanaanya
relatif
sederhana,
dan
interferensinya
sedikit.
Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh
atom-atom netral dalam bentuk gas (Ganjar dan Rohman, 2007).
Proses yang terjadi ketika dilakukan analisis dengan menggunakan
spektrofotometri serapan atom dengan cara absorbsi yaitu penyerapan energi
radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat dasar. Atom-atom tersebut
menyerap radiasi pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat atom
12
Universitas Sumatera Utara
tersebut. Sebagai contoh kalsium menyerap radiasi pada panjang gelombang
422,7 nm, dan besi menyerap radiasi pada panjang gelombang 248,3 nm.Dengan
menyerap radiasi, maka atom akan memperoleh energi sehingga suatu atom pada
keadaan dasar dapat ditingkatkan menjadi ke tingkat eksitasi (Gandjar dan
Rohman, 2007).
Secara eksperimental akan diperoleh puncak-puncak serapan sinar oleh
atom-atom yang dianalisis. Garis-garis spektrum serapan atom yang timbul karena
serapan radiasi yang menyebabkan eksitasi atom dari keadaan azas ke salah satu
tingkat energi yang lebih tinggi disebut garis-garis resonansi (Resonance line).
Garis-garis resonansi ini akan dibaca dalam bentuk angka oleh Readout (Gandjar
dan Rohman, 2007).
Menurut Gandjar dan Rohman (2007) instrumentasi spektrofotometer
serapan atom adalah sebagai berikut:
a. Sumber Sinar
Sumber sinar yang umum dipakai
adalah
lampu
katoda
berongga
(hollow cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang
mengandungsuatu katoda dan anoda. Katoda berbentuk silinder berongga yang
dilapisi dengan logam tertentu sesuai dengan logam yang diperiksa.
b. Sumber atomisasi
Sumber atomisasi dibagi menjadi dua yaitu sistem nyala dan sistem tanpa
nyala. Kebanyakan instrumen sumber atomisasinya adalah nyala dan sampel
diintroduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk
13
Universitas Sumatera Utara
aerosol. Aerosol biasa dihasilkan oleh nebulizer (pengabut) yang dihubungkan ke
nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray).
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 2200ºC. Sumber nyala asetilen-udara ini merupakan sumber
nyala yang paling banyak digunakan. Pada sumber nyala ini asetilen sebagai
bahan pembakar, sedangkan udara sebagai bahan pengoksidasi.
ii.
Tanpa nyala (Flameless)
Pengatoman dilakukan dalam tungku dari grafit. Sejumlah sampel diambil
sedikit 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 radiasi yang memenuhi kaidah analisis kuantitatif.
c. Monokromator
Monokromator
merupakan
alat
untuk
memisahkan
dan
memilihspektrumsesuai dengan panjang gelombang yang digunakan dalam
analisis yang dihasilkan lampu katoda berongga.
d. Detektor
14
Universitas Sumatera Utara
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melewati
tempat pengatoman.
e.
Amplifier
Amplifier merupakan suatu alat untuk memperkuat signal yang diterima
dari detektor sehingga dapat dibaca alat pencatat hasil (Readout).
f. Readout
Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai
pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang
menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi. Komponen spektrofotometer
serapan atom dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Gambar sistem peralatan spektrofotometer serapan atom(Harris,
2007).
Menurut Gandjar dan Rohman (2007), gangguan-gangguan yang terjadi
pada spektrofotometer serapan atom adalah:
15
Universitas Sumatera Utara
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. Adanya gangguan-gangguan di atas dapat diatasi dengan
menggunakan cara-cara sebagai berikut:
1. Penggunaan nyala/suhu atomisasi yang lebih tinggi
2. Penambahan senyawa penyangga
3. Pengekstraksian yang akan dianalisis
4. Pengekstraksian ion atau gugus pengganggu
d. Gangguan oleh penyerapan non-atomik. Gangguan jenis ini berarti
terjadinya penyerapan cahaya dari sumber sinar yang bukan berasal dari
atom-atom yang akan dianalisis.
Menurut Gandjar dan Rohman (2007), pembentuk atom-atom netral dalam
keadaan azas di dalamnyala seringterganggu oleh dua peristiwa kimia, yaitu:
a. Disosiasi senyawa-senyawa yang tidak sempurna disebabkan terbentuknya
senyawa refraktorik (sukar diuraikan dalam api), sehingga akan
mengurangi jumlah atom netral yang ada di dalam nyala.
b. Ionisasi atom-atom di dalam nyala akibat suhu yang digunakan
terlalutinggi. Prinsip analisis dengan spektrofotometer serapan atom
adalah mengukur absorbansi atom-atom netral yang berada dalam keadaan
azas. Jika terbentuk ion maka akan mengganggu pengukuran absorbansi
16
Universitas Sumatera Utara
atom netral karena spektrum absorbansi atom-atom yang mengalami
ionisasi tidak sama dengan spektrum atom dalam keadaan netral sehingga
akan mempengaruhi hasil.
2.4 Validasi Metode Analisis
Menurut Harmita (2004), validasi metode analisis adalah suatu tindakan
penilaian
terhadap
parametertertentuberdasarkanpercobaanlaboratorium
untukmembuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk
penggunaannya. Beberapaparameteranalisis 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:
i.
Metode simulasi
Metode simulasi (Spiked-placebo recovery) merupakan metode yang
dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah analit bahan murni ke dalam suatu
bahan pembawasediaan farmasi(plasebo), lalu campuran tersebut dianalisis dan
hasilnya dibandingkan dengan kadar analit yang ditambahkan (kadar yang
sebenarnya) (Harmita, 2004).
17
Universitas Sumatera Utara
ii. Metode penambahan baku
Metode penambahan baku (standard addition method) merupakan metode
yang dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah baku dengan konsentrasi
tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode yang akan
divalidasi. Hasilnya dibandingkan dengan sampel yang dianalisis tanpa
penambahan sejumlah baku. Persen perolehan kembali ditentukan dengan
menentukan berapa persen baku yang ditambahkan ke dalam sampel dapat
ditemukan kembali (Harmita, 2004).
i. 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 secara berulang untuk sampel yang homogen (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 (Harmita, 2004).
18
Universitas Sumatera Utara
e. Batas deteksi (LOD) dan batas kuantitasi (LOQ)
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).
f. Ketangguhan Metode (Ruggedness)
Ketangguhan metode adalah derajat ketertiruan hasil uji yang diperoleh
dari analisis sampel yang sama dalam berbagai kondisi uji normal, seperti
laboratorium, analisis, instrumen, bahan pereaksi, suhu dan hari yang berbeda.
Ketangguhan metode dinyatakan sebagai tidak adanya pengaruh perbedaan
operasi atau lingkungan kerja terhadap hasil uji (Harmita, 2004).
g. Kekuatan (Robustness)
Untuk memvalidasi kekuatan suatu metode perlu dibuat perubahan
metodologi yang kecil dan terus menerus dan mengevaluasi respon analitik dan
efek presisi dan akurasi ( Harmita, 2004).
19
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Kacang Panjang
2.1.1 Daerah Tumbuh
Kacang Panjang merupakan tanaman perdu semusim. Daunnya majemuk,
tersusun atas tiga helai. Batangnya liat dan sedikit berbulu. Akarnya mempunyai
bintil yang dapat mengikat nitrogen (N) bebas dari udara. Hal ini bermanfaat
untuk menyuburkan tanah (Haryanto, dkk., 1995).
Bunga kacang panjang berbentuk kupu-kupu. Ibu tangkai bunga keluar
dari ketiak daun. Setiap ibu tangkai bunga mempunyai 3-5 bunga. Warna
bunganya ada yang putih, biru, atau ungu. Bunga kacang panjang menyerbuk
sendiri (Haryanto, dkk., 1995).
Tidak setiap bunga dapat menjadi buah, hanya 1-4 bunga yang dapat
menjadi buah. Buahnya berbentuk polong bulat panjang dan ramping. Panjang
polong sekitar 10-80 cm. Warna polong muda hijau sampai hijau keputihan
setelah tua warna polong putih kekuningan. Polong yang muda sifatnya renyah
dan mudah patah. Setelah tua menjadi liat. Pada satu polong dapat berisi 8-20 biji
kacang panjang (Haryanto, dkk., 1995).
Pembudidayaan kacang panjang cukup mudah. Tanaman ini dapat hidup
baik di dataran rendah maupun di dataran tinggi. Kacang panjang biasanya
ditanam di sawah sebagai tanaman sela, jarang di usahakan secara khusus. Untuk
menanamnya tidak dibutuhkan lahan yang luas, pemeliharaannya mudah, risiko
kegagalan kecil, dan keuntungan diperoleh cukup lumayan (Haryanto, dkk.,
1995).
6
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Klasifikasi Tanaman Kacang Panjang
Susunan klasifikasi tanaman kacang panjang secara lengkap menurut
Haryanto, dkk., (1995) adalah sebagai berikut:
Kelas
: Angiospermae
Subkelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Rosales
Famili
: Papilionaceae/Leguminosae/Fabaceae
Genus
: Vigna
Spesies
: Vigna unguiculata (l.) Walp
2.1.3 Kandungan Kacang Panjang
Menurut Haryanto (1995), kacang panjang penting sebagai sumber
vitamin dan mineral. Sayuran ini banyak mengandung vitamin A, vitamin B, dan
vitamin C terutama pada polong muda. Bijinya banyak mengandung protein,
lemak dan karbohidrat. Dengan demikian komoditi ini merupakan sumber protein
nabati yang cukup potensial. Pada tabel berikut di uraikan kandungan gizi pada
polong, biji, dan daun kacang panjang.
Tabel 1. Komposisi Zat Gizi Kacang Panjang Per 100 gr Bahan.
Jenis Zat Gizi
Kalori
Polong
Biji
Daun
44,00
357,00
34,00
Karbohidrat (g)
7,80
70,00
5,80
Lemak (g)
0,30
1,50
0,40
Protein (g)
2,70
17,30
4,10
Kalsium (mg)
49,00
163,00
134,00
Fosfor (mg)
347,00
437,00
146,00
Besi (mg)
0,70
6,90
6,20
Vitamin A
335,00
0
5240,00
Vitamin B
0,13
0,57
0,28
Vitamin C
21,00
2,00
29,00
Air (g)
88,50
12,20
88,30
Bagian yang dapat dimakan
75,00
100,00
65,00
Sumber : Daftar komposisi bahan makanan (Haryanto, dkk., 1995).
7
Universitas Sumatera Utara
2.2 Mineral
Tubuh tidak mampu mensintesa mineral sehingga unsur-unsur ini harus
disediakan lewat makanan yang diperlukan dalam jumlah sedikit disebut muatan
(trace element). Unsur-unsur mineral terdapat di dalam jaringan tulang, gigi dan
protein. Mineral merupakan unsur esensial bagi fungsi normal sebagian enzim dan
sangat penting dalam pengendalian komposisi cairan tubuh 65% adalah air dalam
bobot tubuh. Mineral merupakan konstituen esensial pada jaringan, lemak, cairan
dan steletan (yang mengandung mineral tubuh dalam proporsi yang besar)
(Budiyanto, 2001).
Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting
dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ maupun
fungsi tubuh secara keseluruhan, juga berperan dalam berbagai tahap
metabolisme, terutama sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim-enzim, serta
menjaga keseimbangan ion-ion tubuh (Almatsier, 2004).
Mineral digolongkan dalam mineral makro dan mineral mikro. Mineral
makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh lebih dari 100 mg sehari seperti
natrium, kalium, kalsium, magnesium, dan fosfor. Sedangkan mineral mikro
adalah mineral yang dibutuhkan tubuh kurang dari 100 mg sehari seperti tembaga,
mangan, besi, zink, dan iodium (Almatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), mineral dalam tubuh memiliki tiga fungsi
yaitu:
1. Mineral merupakan konstituen tulang dan gigi, yang memberikan kekuatan
serta iriditas kepada jaringan tersebut misalnya: Fe, P, Mg.
8
Universitas Sumatera Utara
2. Mineral membentuk garam-garam yang dapat larut sehingga dapat
mengendalikan komposisi cairan tubuh. Na dan Cl merupakan unsur penting
dalam cairan ekstra seluler dan darah. Sedangkan Fe, Mg dan P merupakan
unsur penting dalam cairan intraseluler.
3. Mineral turut membangun enzim dan protein dan merupakan bagian dari asam
amino misalnya sistein.
2.2.1 Besi
Besi merupakan mineral makro yang paling banyak terdapat di dalam
tubuh manusia dan hewan, yaitu sebanyak 3-5 gram di dalam tubuh manusia
dewasa. Angka kecukupan besi untuk laki-laki dewasa 13 mg/hari dan untuk
wanita dewasa 14-26 mg/hari. Sumber baik besi adalah makanan hewani, seperti
daging, ayam dan ikan. Sumber baik lainnya adalah telur, serelia tumbuk, kacangkacangan, sayuran hijau dan beberapa jenis buah (Altmatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi dari besi adalah sebagai berikut:
1. Untuk pembentukan hemoglobin baru.
2. Untuk mengembalikan hemoglobin kepada nilai normalnya setelah terjadi
pendarahan.
3. Untuk mengimbangi sejumlah kecil zat besi yang secara konstant dikeluarkan
oleh tubuh, terutama lewat urin, feces, dan keringat.
4. Untuk menggantikan kehilangan zat besi lewat darah tubuh.
Kekurangan besi pada umumnya menyebabkan pucat, rasa lemah, letih,
pusing, kurang nafsu makan, menurunnya kebugaran tubuh, menurunnya
kemampuan kerja, menurunnya kekebalan tubuh dan gangguan penyembuhan
luka (Altmatsier, 2004).
9
Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Kalsium
Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh,
yaiut 1,5 – 2 % dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg.
Di dalam cairan ekstraselular dan intraselular kalsium memegang peranan penting
dalam mengatur fungsi sel, seperti untuk transmisi saraf, kontraksi otot,
penggumpalan darah, dan menjaga permeabilitas membran sel (Almatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi lain dari kalsium ialah:
a. Dalam cairan jaringan berfungsi untuk pengendali kerja jantung serta otot
skeleton.
b. Iribilitas syaraf otot
c. Proses pembekuan darah (dalam sintesis trombin)
d. Memberikan kekerasan dan ketahanan terutama pengeroposan
e. Transmisi impuls
f. Relaksasi dan Kontraksi
Angka kecukupan rata-rata sehari kalsium yang dianjurkan bagi orang
dewasa ialah 500 – 800 mg/hari. Sumber utama kalsium adalah susu dan hasil
susu, seperti keju. Ikan, serelia, kacang-kacangan dan sayuran hijau (Almatsier,
2004).
2.2.3 Magnesium
Magnesium adalah kation nomor dua paling banyak setelah natrium di
dalam cairan interselular. Magnesium di dalam alam merupakan bagian dari
klorofil daun. Peranan magnesium dalam tumbuh-tumbuhan sama dengan peranan
10
Universitas Sumatera Utara
zat besi dalam ikatan hemoglobin di dalam darah pada manusia yaitu untuk
pernafasan. Magnesium terlibat dalam berbagai proses metabolisme. Magnesium
di dalam tulang lebih banyak merupakan cadangan yang siap dikeluarkan bila
bagian lain dari tubuh membutuhkan. Magnesium mencegah kerusakan gigi
dengan cara menahan kalsium di dalam email gigi (Altmatsier, 2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi dari magnesium adalah sebagai berikut:
a. Sebagai aktifator enzim peptidase dan enzim lain yang memecah gugus
phospat
b. Sebagai obat pencuci perut
c. Meningkatkan tekanan osmotik
d. Membantu mengurangi getaran otot
Orang dewasa pria membutuhkan magnesium sebanyak 350 mg/hari dan untuk
dewasa wanita membutuhkan megnesium sebanyak 300 mg/hari.
2.2.4 Kalium
Kalium merupakan ion bermuatan positif, akan tetapi berbeda dengan
natrium, kalium terutama terdapat di dalam sel. Perbandingan natrium dan kalium
di dalam cairan intraselular adalah 1:10, sedangkan di dalam cairan ekstraselular
28:1. Sebanyak 95% kalium tubuh berada di dalam cairan intraselular
(Almatsier,2004).
Menurut Budiyanto (2001), fungsi kalium diantaranya adalah sebagai
berikut:
a. Digunakan sebagai indeks untuk lean body mass ( bagian badan tanpa lemak).
b. Membantu menjaga tekanan osmotik.
c. Membantumengaktifkan reaksi enzim.
11
Universitas Sumatera Utara
Kalium memegang peranan penting dalam memelihara keseimbangan
cairan dan elektrolit serta keseimbangan asam dan basa. Bersama kalsium, kalium
berperan dalam transmisi saraf dan relaksasi otot. Di dalam sel, kalium berfungsi
sebagai katalisator dalam banyak reaksi biologik, terutama dalam metabolisme
energi dan sintesis glikogen dan protein (Almatsier,2004).
2.3 Spektrofotometri Serapan Atom.
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 (Ganjar dan
Rohman, 2007).
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsurunsur logam dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace).
Cara analisis ini memberikan kadar unsur logam tertentu dalam suatu sampel.
Cara ini cocok untuk analisis sekelumit logam karena mempunyai kepekaan yang
tinggi,
pelaksanaanya
relatif
sederhana,
dan
interferensinya
sedikit.
Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh
atom-atom netral dalam bentuk gas (Ganjar dan Rohman, 2007).
Proses yang terjadi ketika dilakukan analisis dengan menggunakan
spektrofotometri serapan atom dengan cara absorbsi yaitu penyerapan energi
radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat dasar. Atom-atom tersebut
menyerap radiasi pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat atom
12
Universitas Sumatera Utara
tersebut. Sebagai contoh kalsium menyerap radiasi pada panjang gelombang
422,7 nm, dan besi menyerap radiasi pada panjang gelombang 248,3 nm.Dengan
menyerap radiasi, maka atom akan memperoleh energi sehingga suatu atom pada
keadaan dasar dapat ditingkatkan menjadi ke tingkat eksitasi (Gandjar dan
Rohman, 2007).
Secara eksperimental akan diperoleh puncak-puncak serapan sinar oleh
atom-atom yang dianalisis. Garis-garis spektrum serapan atom yang timbul karena
serapan radiasi yang menyebabkan eksitasi atom dari keadaan azas ke salah satu
tingkat energi yang lebih tinggi disebut garis-garis resonansi (Resonance line).
Garis-garis resonansi ini akan dibaca dalam bentuk angka oleh Readout (Gandjar
dan Rohman, 2007).
Menurut Gandjar dan Rohman (2007) instrumentasi spektrofotometer
serapan atom adalah sebagai berikut:
a. Sumber Sinar
Sumber sinar yang umum dipakai
adalah
lampu
katoda
berongga
(hollow cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang
mengandungsuatu katoda dan anoda. Katoda berbentuk silinder berongga yang
dilapisi dengan logam tertentu sesuai dengan logam yang diperiksa.
b. Sumber atomisasi
Sumber atomisasi dibagi menjadi dua yaitu sistem nyala dan sistem tanpa
nyala. Kebanyakan instrumen sumber atomisasinya adalah nyala dan sampel
diintroduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk
13
Universitas Sumatera Utara
aerosol. Aerosol biasa dihasilkan oleh nebulizer (pengabut) yang dihubungkan ke
nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray).
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 2200ºC. Sumber nyala asetilen-udara ini merupakan sumber
nyala yang paling banyak digunakan. Pada sumber nyala ini asetilen sebagai
bahan pembakar, sedangkan udara sebagai bahan pengoksidasi.
ii.
Tanpa nyala (Flameless)
Pengatoman dilakukan dalam tungku dari grafit. Sejumlah sampel diambil
sedikit 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 radiasi yang memenuhi kaidah analisis kuantitatif.
c. Monokromator
Monokromator
merupakan
alat
untuk
memisahkan
dan
memilihspektrumsesuai dengan panjang gelombang yang digunakan dalam
analisis yang dihasilkan lampu katoda berongga.
d. Detektor
14
Universitas Sumatera Utara
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melewati
tempat pengatoman.
e.
Amplifier
Amplifier merupakan suatu alat untuk memperkuat signal yang diterima
dari detektor sehingga dapat dibaca alat pencatat hasil (Readout).
f. Readout
Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai
pencatat hasil. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva yang
menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi. Komponen spektrofotometer
serapan atom dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Gambar sistem peralatan spektrofotometer serapan atom(Harris,
2007).
Menurut Gandjar dan Rohman (2007), gangguan-gangguan yang terjadi
pada spektrofotometer serapan atom adalah:
15
Universitas Sumatera Utara
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. Adanya gangguan-gangguan di atas dapat diatasi dengan
menggunakan cara-cara sebagai berikut:
1. Penggunaan nyala/suhu atomisasi yang lebih tinggi
2. Penambahan senyawa penyangga
3. Pengekstraksian yang akan dianalisis
4. Pengekstraksian ion atau gugus pengganggu
d. Gangguan oleh penyerapan non-atomik. Gangguan jenis ini berarti
terjadinya penyerapan cahaya dari sumber sinar yang bukan berasal dari
atom-atom yang akan dianalisis.
Menurut Gandjar dan Rohman (2007), pembentuk atom-atom netral dalam
keadaan azas di dalamnyala seringterganggu oleh dua peristiwa kimia, yaitu:
a. Disosiasi senyawa-senyawa yang tidak sempurna disebabkan terbentuknya
senyawa refraktorik (sukar diuraikan dalam api), sehingga akan
mengurangi jumlah atom netral yang ada di dalam nyala.
b. Ionisasi atom-atom di dalam nyala akibat suhu yang digunakan
terlalutinggi. Prinsip analisis dengan spektrofotometer serapan atom
adalah mengukur absorbansi atom-atom netral yang berada dalam keadaan
azas. Jika terbentuk ion maka akan mengganggu pengukuran absorbansi
16
Universitas Sumatera Utara
atom netral karena spektrum absorbansi atom-atom yang mengalami
ionisasi tidak sama dengan spektrum atom dalam keadaan netral sehingga
akan mempengaruhi hasil.
2.4 Validasi Metode Analisis
Menurut Harmita (2004), validasi metode analisis adalah suatu tindakan
penilaian
terhadap
parametertertentuberdasarkanpercobaanlaboratorium
untukmembuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk
penggunaannya. Beberapaparameteranalisis 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:
i.
Metode simulasi
Metode simulasi (Spiked-placebo recovery) merupakan metode yang
dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah analit bahan murni ke dalam suatu
bahan pembawasediaan farmasi(plasebo), lalu campuran tersebut dianalisis dan
hasilnya dibandingkan dengan kadar analit yang ditambahkan (kadar yang
sebenarnya) (Harmita, 2004).
17
Universitas Sumatera Utara
ii. Metode penambahan baku
Metode penambahan baku (standard addition method) merupakan metode
yang dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah baku dengan konsentrasi
tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode yang akan
divalidasi. Hasilnya dibandingkan dengan sampel yang dianalisis tanpa
penambahan sejumlah baku. Persen perolehan kembali ditentukan dengan
menentukan berapa persen baku yang ditambahkan ke dalam sampel dapat
ditemukan kembali (Harmita, 2004).
i. 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 secara berulang untuk sampel yang homogen (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 (Harmita, 2004).
18
Universitas Sumatera Utara
e. Batas deteksi (LOD) dan batas kuantitasi (LOQ)
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).
f. Ketangguhan Metode (Ruggedness)
Ketangguhan metode adalah derajat ketertiruan hasil uji yang diperoleh
dari analisis sampel yang sama dalam berbagai kondisi uji normal, seperti
laboratorium, analisis, instrumen, bahan pereaksi, suhu dan hari yang berbeda.
Ketangguhan metode dinyatakan sebagai tidak adanya pengaruh perbedaan
operasi atau lingkungan kerja terhadap hasil uji (Harmita, 2004).
g. Kekuatan (Robustness)
Untuk memvalidasi kekuatan suatu metode perlu dibuat perubahan
metodologi yang kecil dan terus menerus dan mengevaluasi respon analitik dan
efek presisi dan akurasi ( Harmita, 2004).
19
Universitas Sumatera Utara