Pemeriksaan Kandungan Mineral Kalium, Natrium Dan Magnesium Pada Kentang (Solanum Tuberosum L.) Granola Dan Mini Secara Spektrofotometri Serapan Atom

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kentang

  Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan tanaman dikotil yang bersifat semusim dan berbentuk semak atau herba. Panjang batang bisa mencapai 50-120 cm dan tidak berkayu (tidak keras bila dipijat). Batang dan daun berwarna hijau kemerahan atau ungu. Bunganya berwarna putih kekuningan dan ungu, tumbuh di ketiak daun teratas dan berjenis kelamin dua (bunga sempurna). Benang sari bunga berwarna kuning dan melingkari tangkai putik. Akarnya memiliki sistem perakaran tunggang dan serabut. Akar berwarna putih, halus dan berukuran sangat kecil. Dari akar-akar ini ada akar yang berubah bentuk dan fungsinya menjadi bakal umbi (stolon) dan akhirnya menjadi umbi batang yang bisa untuk dimakan, bakal umbi (stolon) terletak pada batang di bawah permukaan tanah. Umbi terbentuk dari pembesaran bagian ujung stolon yang berfungsi sebagai tempat cadangan makanan. Bentuk umbi umumnya mencirikan varietas kentang yang ditanam. Selain bentuk umbi, untuk mencirikan varietasnya adalah kedalaman mata tunas, warna kulit, dan warna daging (Setiadi, 2009).

  Menurut Setiadi dan Nurulhuda (2000), varietas kentang pada umumnya dapat digolongkan dalam tiga golongan berdasarkan warna umbinya yaitu: a. kentang kuning, umbi kentang ini berkulit dan berdaging kuning. Contohnya Granola.

  b. kentang putih, umbi kentang ini berkulit dan berdaging putih. Contohnya c. kentang merah, umbi kentang ini berkulit dan berdaging merah. Contohnya Desiree.

  2.1.1 Kentang granola dan kentang mini

  Kentang granola dan kentang mini merupakan kentang yang berasal dari varietas yang sama yaitu varietas Granola. Kentang granola adalah kentang yang kulit dan dagingnya berwarna kuning. Umur panen 80-90 hari dan tahan terhadap beberapa penyakit berbahaya, sedangkan kentang mini adalah kentang yang bentuk dan ukurannya kecil (Hartus, 2001).

  2.1.2 Taksonomi tanaman

  Menurut Tjitrosoepomo (2000), Setiadi (2009) dan Herbarium Bogoriense Bidang Botani Pusat Penelitian Biologi LIPI Bogor (2014), taksonomi tanaman kentang termasuk dalam tumbuhan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Sub-divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Solanales Famili : Solanaceae Genus : Solanum Spesies : Solanum tuberosum L.

  2.1.3 Kandungan gizi dalam kentang

  Kandungan gizi dalam 100 gram kentang dapat dilihat pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Kandungan Gizi dalam 100 gram Kentang

  22

  Mengurangi diabetes 2. Perawatan kulit 3. Mengurangi peradangan 4. Mengatasi memar 5. Mengurangi rematik 6. Baik bagi pasien yang mengidap hipertensi dan penyakit jantung 7. Mengatasi tukak dan radang lambung.

  Manfaat kentang bagi kesehatan menurut Setiadi (2009) dan Anonim (2014) adalah sebagai berikut: 1.

  Sumber: Setiadi (2009)

  13 Air (g) 77,8

  17

  12 Vit. C (mg)

  11 Vit. B1 (mg) 0,11

  10 Besi (mg) 0,7

  56

  9 Fosfor (mg)

  8 Magnesium (mg)

  No Kandungan gizi Jumlah

  7 Natrium (mg) 0,4

  6 Kalium (mg) 449

  11

  5 Kalsium (mg)

  4 Karbohidrat (g) 19,1

  3 Lemak (g) 0,1

  2

  2 Protein (g)

  83

  1 Kalori (kal)

2.1.4 Khasiat tanaman kentang

2.2 Mineral

  Mineral merupakan salah satu komponen dari tubuh yang berperan dalam berbagai tahap metabolisme, terutama sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim- enzim. Keseimbangan ion-ion mineral di dalam cairan tubuh diperlukan untuk pengaturan kerja enzim-enzim, pemeliharaan keseimbangan asam-basa, membantu transfer ikatan-ikatan penting melalui membran sel dan pemeliharaan kepekaan otot dan saraf terhadap ransangan (Almatsier, 2004).

  Mineral dibagi ke dalam dua kelompok yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro merupakan mineral yang dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg per hari sedangkan mineral mikro merupakan mineral yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah kecil 100 mg per hari. Unsur-unsur yang termasuk ke dalam mineral makro adalah kalsium, fosfor, magnesium, natrium, kalium, dan klor, sedangkan yang termasuk ke dalam mineral mikro adalah besi, seng, iodium, mangan, selenium, dan kromium (Devi, 2010).

  Berdasarkan kegunaan dalam aktivitas kehidupan, mineral di bagi menjadi dua kelompok yaitu mineral esensial dan mineral non esensial. Mineral esensial adalah mineral yang diperlukan dalam proses fisiologi makhluk hidup, sehingga jika kekurangan dapat menyebabkan kelainan fisiologis atau disebut penyakit defisiensi mineral. Mineral ini termasuk dalam mineral makro dan mineral mikro biasanya terikat dengan protein termasuk enzim dalam proses metabolisme tubuh, yaitu kalsium, fosfor, magnesium, natrium, kalium, klor, besi, sulfur, seng, iodium, mangan, selenium dan tembaga, sedangkan mineral non esensial adalah mineral yang belum diketahui dengan pasti kegunaannya, sehingga jumlahnya berbahaya bagi makhluk hidup, seperti timbal, merkuri, arsen, kadmium, perak dan barium (Almatsier, 2004).

2.2.1 Kalium

  Kalium merupakan merupakan kation penting dalam cairan intraselular yang berperan dalam keseimbangan asam basa. Kebutuhan kalium dalam tubuh sebanyak 2000 mg per hari, sel-sel saraf dan otot mengandung banyak kalium. Dalam jumlah kecil mineral ini dijumpai dalam cairan ekstraseluler. Kadar kalium serum adalah 14-22 mg/100 mL (Suhardjo dan Kusharto 2000).

  Kalium penting bagi sistem saraf, kontraksi otot, menjaga keseimbangan

asam basa tubuh dan dapat membantu menurunkan tekanan darah tinggi. Cara

kerja kalium adalah kebalikan dari natrium, konsumsi kalium yang banyak akan

meningkatkan konsentrasinya di dalam cairan sel (intraseluler) sehingga

cenderung menarik cairan dari luar sel (ekstraseluler) dan menurunkan tekanan

darah (Devi, 2010).

  Kalium terdapat di dalam semua makanan berasal dari tumbuh-tumbuhan

dan hewan. Sumber utama adalah makanan mentah/segar, terutama buah, sayuran,

dan kacang-kacangan (Almatsier, 2004).

  Kekurangan kalium umumnya disebabkan oleh karena ekskresi yang berlebihan melalui ginjal, muntah-muntah yang berlebihan dan diare yang berat.

  Kekurangan kalium menyebabkan lemah, lesu dan kelumpuhan (Suhardjo dan Kusharto 2000).

  Kelebihan kalium dapat terjadi bila ada gangguan pada fungsi ginjal, sehingga terjadi hiperkalemia yang dapat menyebabkan gagal jantung (Almatsier,

2.2.2 Natrium

  Natrium atau sodium banyak terdapat pada alam dalam bentuk gabungan dengan unsur lain. Sifatnya sangat mudah bereaksi dengan air dan mudah teroksidasi. Seperti halnya kalium, natrium juga termasuk dalam larutan elektrolit tubuh dalam bentuk ion positif. Di dalam tubuh, natrium terkonsentrasi di luar sel (Devi, 2010). Natrium memainkan peranan penting dalam mempertahankan konsentrasi dan volume cairan ekstraseluler. Natrium penting dalam mempertahankan kepekaan konduksi dari saraf dan jaringan otot dan membantu dalam pengaturan asam-basa (Horne dan Swearingen, 1993).

  Kebutuhan tubuh akan natrium sesuai usia dan ukuran. Remaja membutuhkan antara 900 dan 2700 mg setiap harinya. Orang dewasa mempertahankan keseimbangan natrium kurang dari 500 mg per hari. Natrium juga merupakan komponen esensial dalam eksitabilitas neuromuskular dan bertanggung jawab untuk depolarisasi membran sel dari sel yang dapat dirangsang (Tambayong, 2000).

  Konsentrasi natrium dipertahankan melalui pengaturan masukan dan ekskresi cairan. Bila konsentrasi natrium serum menurun (hiponatremia) ginjal bertanggung jawab mengeluarkan air. Sebaliknya bila konsentrasi natrium serum meningkat (hipernatremia), osmolaritas serum meningkat, meransang pusat haus dan menyebabkan peningkatan hormon antidiuretik oleh kelenjar hipofisis posterior. Natrium serum normal sekitar 137-147 mEq/L (Horne dan Swearingen, 1993).

2.2.3 Magnesium

  Magnesium di alam merupakan bagian dari klorofil daun. Peranan magnesium dalam tumbuh-tumbuhan sama dengan peranan zat besi dalam ikatan hemoglobin di dalam darah manusia, yaitu untuk pernapasan. Selain itu, magnesium juga terlibat dalam berbagai proses metabolisme (Almatsier, 2004).

  Magnesium bertindak di dalam semua sel jaringan lunak sebagai katalisator dalam reaksi-reaksi biologik termasuk reaksi-reaksi yang berkaitan dengan metabolisme energi, karbohidrat, lipid dan protein. Di dalam cairan sel ekstraselular, magnesium berperan dalam transmisi saraf, kontraksi otot, dan pembekuan darah. Dalam hal ini, peranan magnesium berlawanan dengan kalsium dimana kalsium merangsang kontraksi otot sedangkan magnesium mengendorkan otot. Kalsium merangsang penggumpalan darah, sedangkan magnesium mencegah. Kalsium menyebabkan ketegangan saraf sedangkan magnesium melemaskan saraf. Selain itu, magnesium mencegah kerusakan gigi dengan cara menahan kalsium di dalam email gigi (Almatsier, 2004).

  Sumber terbaik magnesium adalah sayuran hijau, sumber lain adalah kacang-kacangan, biji-bijian, gandum, oatmeal, yoghurt, kedelai, alpukat dan pisang. Daging, susu dan hasil olahannya serta cokelat juga merupakan sumber magnesium yang baik (Almatsier, 2004 dan Devi, 2010).

2.3 Spektrofotometri Serapan Atom

  Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur- unsur logam dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace). tidak tergantung pada bentuk molekul dari logam dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis sekelumit logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif sederhana, dan interferensinya sedikit (Gandjar dan Rohman, 2011).

  Metode spektrofotometri serapan atom mendasarkan pada prinsip absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Sebagai contoh, natrium menyerap pada 589,0 nm, magnesium 285,2 nm, sementara kalium menyerap pada panjang gelombang 766,5 nm. Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom bersifat spesifik. Dengan menyerap suatu energi, maka atom akan memperoleh energi sehingga suatu atom pada keadaan dasar dapat ditingkatkan energinya ke tingkat eksitasi. Keberhasilan analisis dengan spektrofotometri serapan atom ini tergantung pada proses eksitasi dan cara memperoleh garis resonansi yang tepat. Temperatur nyala harus sangat tinggi. Di dalam nyala, atom akan mampu menyerap sinar dengan panjang gelombang yang sesuai dengan transisi dari tingkat azas ke salah satu tingkat energi elektron tereksitasi yang lebih tinggi (3p, 3d, 4p dst). Maka secara eksperimental dapat diperoleh puncak-puncak serapan sinar oleh atom-atom zat yang dianalisis. Garis-garis spektrum serapan atom yang timbul karena serapan sinar yang menyebabkan eksitasi dari azas ke salah satu tingkat energi yang lebih tinggi disebut garis-garis resonansi (Resonance line) (Gandjar dan Rohman, 2011).

  Adapun sistem peralatan spektrofotometri serapan atom adalah seperti

Gambar 2.1 Sistem Peralatan Spektrofotometri Serapan Atom (Gandjar dan Rohman, 2011).

  a.

  Sumber Sinar Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga (hollow

  

cathode lamp ). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung

  suatu katoda dan anoda. katoda berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia (neon atau argon) dengan tekanan rendah (10-15 torr). Dalam hal ini neon lebih disukai karena dapat memberikan intensitas pancaran lampu yang lebih rendah (Gandjar dan Rohman, 2011).

  b.

  Tempat Sampel Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan azas. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom-atom yaitu:

1. Nyala (Flame)

  Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi. Suhu yang dapat dicapai oleh nyala tergantung pada gas-gas yang digunakan, misalkan untuk gas batubara-udara, suhunya kira-kira sebesar 1800°C; gas alam-udara: 1700°C; asetilen-udara: 2200°C; dan gas asetilen-dinitrogen oksida (N O) sebesar 3000°C.

  2 Sumber nyala yang paling banyak digunakan adalah campuran asetilen sebagai bahan pembakar dan udara sebagai pengoksidasi (Gandjar dan Rohman, 2011).

  Alat yang mampu mendispersikan sampel secara seragam ke dalam nyala dibutuhkan untuk memasukkan sampel. Ada dua cara atomisasi dengan nyala ini yaitu secara langsung dan tidak langsung. Cara langsung atau pembakar konsumsi total dilakukan dengan diaspirasikan sampel secara langsung ke dalam nyala, dan semua sampel akan dikonsumsi oleh pembakar. Sedang secara tidak langsung, sampel terlebih dahulu dicampur dengan bahan pembakar dan bahan pengoksidasi dalam suatu ruang pencampur sebelum dibakar (Gandjar dan Rohman, 2011).

2. Tanpa nyala (Flameless)

  Atomisasi tanpa nyala muncul karena teknik atomisasi dengan menggunakan nyala dinilai kurang peka yang berakibat atomisasi kurang sempurna. Pengatoman tanpa nyala dilakukan dalam tungku dari grafit.

  Sistem pemanasan dengan tanpa nyala ini dapat melalui tiga tahap yaitu: pengeringan (drying) yang membutuhkan suhu yang relatif rendah; pengabuan (ashing) yang membutuhkan suhu yang lebih tinggi karena untuk menghilangkan matriks kimia dengan mekanisme volatilasi atau pirolisis; dan pengatoman (atomishing) (Gandjar dan Rohman, 2011).

  c.

  Monokromator Monokromator berfungsi untuk memisahkan dan memilih panjang gelombang yang digunakan dalam analisis. Di samping sistem optik, dalam monokromator juga terdapat suatu alat yang digunakan untuk memisahkan radiasi resonansi dan kontinu yang disebut dengan chopper (Gandjar dan Rohman, 2011).

  d.

  Detektor Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman. Biasanya digunakan tabung penggandaan foton

  (photomultiplier tube). Ada dua cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi yaitu: (a) yang memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu; (b) yang hanya memberikan respon terhadap radiasi resonansi (Gandjar dan Rohman, 2011).

  e.

  Readout

  Readout merupakan suatu alat petunjuk atau dapat juga diartikan sebagai

  sistem pencatatan hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu alat telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbsi. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi (Gandjar dan Rohman, 2011).

  Peristiwa-peristiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel merupakan suatu gangguan pada spektrofotometri serapan atom. Gangguan-gangguan tersebut dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Gangguan yang mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala

  Matriks dapat berpengaruh terhadap laju aliran bahan bakar atau gas pengoksidasi. Sifat-sifat tersebut antara lain viskositas, tegangan permukaan, berat jenis, dan tekanan uap. Selain itu pengendapan unsur yang dianalisis dapat mengakibatkan jumlah atom yang mencapai nyala lebih sedikit dari konsentrasi yang seharusnya terdapat dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2011).

  2. Gangguan kimia yang mempengaruhi jumlah atom yang terjadi dalam nyala.

  Terbentuknya atom-atom netral yang masih dalam keadaan azas di dalam nyala sering terganggu oleh dua peristiwa kimia yaitu: (a) disosiasi senyawa- senyawa yang tidak sempurna akibat senyawa-senyawa yang bersifat refraktorik, dan (b) ionisasi atom-atom di dalam nyala akibat suhu untuk atomisasi terlalu tinggi (Gandjar dan Rohman, 2011).

  3. Gangguan oleh absorbansi Gangguan ini terjadi akibat absorbansi bukan disebabkan oleh absorbansi atom yang dianalisis, melainkan absorbansi oleh molekul-molekul yang tidak terdisosiasi di dalam nyala (Gandjar dan Rohman, 2011).

  4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik Gangguan ini terjadi akibat penyerapan cahaya dari sumber sinar yang bukan berasal dari atom-atom yang akan dianalisis, melainkan penyerapan oleh partikel-partikel padat yang berada di dalam nyala.

  Cara mengatasi gangguan ini adalah dengan bekerja pada panjang gelombang yang lebih besar atau pada suhu yang lebih tinggi. Jika kedua cara ini masih belum bisa membantu menghilangkan gangguan ini, maka satu-satunya cara adalah dengan mengukur besarnya penyerapan non-atomik menggunakan sumber sinar yang memberikan spektrum kontinu (Gandjar dan Rohman, 2011).

2.4 Validasi Metoda Analisis

  Validasi metoda analisis adalah suatu penilaian yang terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium, untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004).

  2.4.1 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. Persen perolehan kembali dapat ditentukan dengan cara membuat sampel plasebo (eksepien obat, cairan biologis) kemudian ditambah analit dengan konsentrasi tertentu (biasanya 80% sampai 120% dari kadar analit yang diperkirakan), kemudian dianalisis dengan metode yang akan divalidasi. Tetapi bila tidak memungkinkan membuat sampel plasebo karena matriksnya tidak diketahui seperti obat-obat paten, atau karena analitnya berupa suatu senyawa endogen misalnya metabolit sekunder pada kultur kalus, maka dapat dipakai metode adisi. Metode adisi dapat dilakukan dengan menambahkan sejumlah analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis dengan metode tersebut. Persen perolehan kembali ditentukan dengan menentukan berapa analit yang ditambahkan tadi dapat ditemukan (Harmita, 2004).

  2.4.2 Keseksamaan

  Keseksamaan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang pada sampel-sampel yang diambil dari tingkatan yang berbeda yaitu : keterulangan (repeatibilility), presisi antara (intermediate precision) dan ketertiruan (reproducibility) (Gandjar dan Rohman, 2011).

  Pengujian presisi pada saat awal validasi metode seringkali hanya menggunakan dua parameter yang pertama, yaitu: keterulangan dan presisi antara.

  Reprodusibilitas biasanya dilakukan ketika akan melakukan uji banding antar laboratorium. Presisi sering kali diekspresikan dengan standard deviation atau

  

relative standard deviation dari serangkaian data. Relative standard deviation

  dirumuskan dengan: = 100%

  ̅

  Keterangan: : Kadar rata-rata sampel ̅ SD : Standard Deviation RSD : Relative Standard Deviation

2.4.3 Batas deteksi dan batas kuantifikasi

  Batas Deteksi (limit of detection, LOD) didefinisikan sebagai konsentrasi analit terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi, meskipun tidak selalu dapat dikuantifikasi. Batas Kuantifikasi (limit of quantification, LOQ) didefinisikan sebagai konsentrasi analit terendah dalam sampel yang dapat ditentukan dengan presisi dan akurasi yang dapat diterima pada kondisi operasional metode yang digunakan (Gandjar dan Rohman, 2011).