4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Komposisi Kimia Cangkang Kijing Lokal
Cangkang kijing yang telah dihancurkan dengan hammer mill menjadi tepung cangkang dianalisis komposisi kimianya. Uji proksimat cangkang kijing yang dilakukan pada penelitian ini meliputi kadar air, kadar abu, kadar lemak, dan kadar protein. Kadar air yang dihasilkan dari cangkang kijing sebesar 0,54%. Hasil ini tidak berbeda dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Permana (2006) yang menunjukkan kadar air tepung cangkang kerang hijau (Perna viridis L.) sebesar 0,85%. Penelitian yang dilakukan Wardhani (2009) menunjukkan kadar air cangkang kijing lokal ukuran >90 mm sebesar 1,19%. Kadar air yang rendah tersebut disebabkan oleh sampel cangkang kijing sudah mengalami penjemuran dengan sinar matahari, selain itu karena karakteristik
cangkang kijing memiliki tekstur padat dan tersusun atas zat kapur. Morton (1992) menyebutkan bahwa cangkang bivalvia memiliki tekstur padat dan
tersusun atas zat kapur atau disebut lapisan periostrakum.
Hasil penelitian menunjukkan komposisi kimia tertinggi pada cangkang kijing adalah kadar abu sebesar 55,31%. Besarnya kadar abu menunjukkan bahwa kadar mineral yang tinggi terkandung dalam cangkang kijing. Hal ini didukung oleh hasil penelitian Wardhani (2009) yang menunjukkan kadar abu cangkang kijing lokal sangat tinggi yaitu sebesar 93,34%. Hasil tersebut cukup berbeda dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Permana (2006) yang menunjukkan bahwa kadar abu cangkang kerang hijau (Perna viridis L.) sebesar 77,13%. Perbedaan nilai kadar abu tersebut disebabkan oleh sampel cangkang yang digunakan berasal dari spesies yang bebeda. Tingginya kadar abu pada hasil penelitian ini disebabkan oleh cangkang kijing mengandung bahan anorganik berupa kalsium karbonat. Menurut Acevedo et al. (2010), cangkang moluska terdiri dari 95% kalsium karbonat dan 5% matriks organik. John et al. (1972) menyebutkan bahwa kandungan kalsium pada cangkang kijing tersusun atas kalsium karbonat yang terbentuk dari lapisan calcite dan aragonite.
Analisis protein kasar terhadap cangkang kijing menunjukkan nilai protein yang rendah yaitu 3,01%. Hasil tersebut sesuai dengan penelitian yang dilakukan John et al. (1972) yang menunjukkan bahwa kandungan protein pada lapisan nacre Pinctada maxima sebesar 2-3%. Penelitian yang dilakukan Wardhani (2009) menunjukkan kadar protein cangkang kijing lokal sebesar 1,85%. Protein pada cangkang kijing diduga berasal dari periostrakum
dan hinge ligamen.
Lapisan periostrakum mengandung lima belas hingga tujuh belas asam amino. Lapisan luar dari ligamen terdiri dari lamella yang tersususun atas protein berbentuk serabut (Gregoire 1972). Penelitian Suzuki et al. (2004) menunjukkan bahwa lapisan prismatik pada Pinctada fucata mengandung asam amino glisin dan tirosin.
Kadar lemak yang dihasilkan dari cangkang kijing sebesar 0,4%. Hasil tersebut tidak jauh berbeda dengan hasil analisis kadar lemak yang telah dilakukan oleh Wardhani (2009) yang meneliti karakteristik fisik dan kimia tepung cangkang kijing lokal, yaitu sebesar 0,66%. Kandungan lemak pada cangkang bivalva diduga berasal dari lapisan periostrakum.
Lapisan periostrakum mengandung lemak, asam amino, dan protein (Gregoire 1972). Menurut Delong dan Thorp (2009), lapisan luar dari periostrakum mengandung matriks organik. Lee et al. (2007) menyatakan bahwa periostrakum mengandung mukopolisakarida, lemak, dan protein, dan berfungsi untuk mencegah korosi pada lapisan terluar dari cangkang.
4.2 Presipitasi
Metode presipitasi merupakan pencampuran asam basa yang menghasilkan padatan kristalin dan air (Purwasasmita dan Gultom 2008). Pada penelitian ini, metode presipitasi dilakukan dengan cara melarutkan komponen kalsium cangkang kijing ke dalam pelarut asam (HCl) karena kalsium larut dalam suasana asam, kemudian ditambahkan larutan NaOH ke dalam larutan HCl yang telah mengandung kalsium. Adanya pencampuran asam-basa tersebut mengakibatkan larutan menjadi jenuh dan menghasilkan endapan kalsium yang halus dan berukuran nano. Menurut Kenth (2009), metode presipitasi dilakukan dengan cara zat aktif dilarutkan ke dalam pelarut, lalu ditambahkan larutan lain yang
H2CO3
bukan pelarut (anti-solvent), hal ini menyebabkan larutan menjadi jenuh dan terjadi nukleasi yang cepat sehingga membentuk nanopartikel.
Isolasi kalsium dari cangkang kijing lokal dilakukan dengan demineralisasi menggunakan HCl. Proses ini merupakan proses melarutkan mineral yang terkandung dalam cangkang kijing terutama mineral CaCO3. Reaksi pelepasan kalsium dari cangkang kijing oleh larutan HCl adalah:
CaCO3 + 2HCl CaCl2 (larut) + H2CO3 CO2
H2O
Pada awal proses pencampuran cangkang kijing dengan HCl 1N,
terbentuk banyak buih dan gelembung-gelembung udara yang berlangsung sekitar ± 5 menit. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya gas-gas CO2 dan H2O
di permukaan larutan. Kandungan kalsium pada cangkang kijing yang berupa kalsium karbonat (CaCO3) direaksikan dengan HCl akan membentuk CaCl2. Kalsium klorida (CaCl2) yang terbentuk kemudian dilakukan presipitasi dengan NaOH menghasilkan endapan berupa kalsium hidroksida dan garam. Berikut adalah proses presipitasi kalsium dengan NaOH:
CaCl2 (larut) + 2NaOH Ca (OH)2 + 2NaCl
Garam (NaCl) yang terbentuk dihilangkan pada saat proses netralisasi, sehingga yang tersisa adalah Ca (OH)2. Kalsium hidroksida (Ca (OH)2) akan berubah menjadi kalsium oksida (CaO) saat proses pengabuan pada suhu 600ºC, karena H2O menguap sehingga produk akhirnya adalah serbuk nano kalsium oksida.
Ca(OH)2 CaO + H2O
4.3 Rendemen
Rendemen merupakan suatu parameter yang paling penting untuk mengetahui nilai ekonomis dan efektivitas suatu produk atau bahan. Perhitungan nilai rendemen berdasarkan persentase perbandingan antara berat akhir dengan berat awal proses. Semakin besar rendemennya maka semakin tinggi pula nilai ekonomis produk tersebut, begitu pula semakin kecil nilai rendemen produk tersebut maka semakin rendah nilai ekonomis atau nilai keefektivitasan suatu
produk atau bahan tersebut (Mathlubi 2006). Berdasarkan analisis koefisien keragaman (coeffisien of variant) (Lampiran 12) menunjukkan bahwa keragaman data rendah (homogen) (CV < 20). Hasil uji kolmogrov simirnov (Lampiran 3) dapat dilihat bahwa data rendemen menyebar normal (P-value > 0,05). Hasil rendemen serbuk nano kalsium dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Grafik rendemen serbuk nano kalsium; 1 jam; 1,5 jam; 2 jam
Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak beda nyata
Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan lama ekstraksi memberikan pengaruh nyata (α=0,05) terhadap rendemen serbuk nano kalsium yang dihasilkan (Lampiran 4). Uji Duncan menunjukkan bahwa perlakuan ekstraksi 1,5 jam berbeda nyata (α=0,05) dengan waktu ekstraksi 1 jam, namun tidak berbeda nyata dengan waktu ekstrasi 2 jam (Lampiran 5). Hal tersebut karena semakin lama waktu ekstraksi, maka rendemen yang dihasilkan semakin bertambah hingga terjadi kesetimbangan konsentrasi dalam larutan yang dinamakan titik jenuh. Waktu ekstraksi 1 jam menghasilkan rendemen sebesar 5,02%. Rendemen bertambah menjadi 8,53% ketika waktu ekstraksi dinaikkan (1,5 jam), karena dengan bertambahnya waktu ekstraksi maka semakin banyak komponen mineral yang terekstrak dari cangkang, namun pada waktu ekstraksi dinaikkan kembali menjadi 2 jam, rendemen tidak berbeda nyata dengan rendemen 1,5 jam. Hal ini dikarenakan larutan sudah mengalami titik jenuh sehingga rendemen tidak bertambah. Suryandari (1981) menyebutkan bahwa semakin lama waktu ekstraksi maka rendemen yang dihasilkan semakin tinggi, karena kesempatan kontak antara bahan dan pelarut semakin besar, namun apabila waktu ekstraksi terlalu lama, rendemen akan menurun kemungkinan karena larutan sudah mencapai titik jenuh. Menurut Brojer et al. (2002), meningkatnya
waktu ekstraksi akan menyebabkan meningkatnya massa zat yang terlarut sampai waktu optimal, bila lebih dari waktu optimal rendemen tidak bertambah.
Pemilihan perlakuan yang diterapkan untuk mengkarakterisasi serbuk nano kalsium berdasarkan pada parameter rendemen dan waktu ekstraksi. Perlakuan waktu ekstraksi 1,5 jam menghasilkan nilai rendemen tertinggi dan berbeda nyata dengan 1 jam, maka waktu ekstraksi 1,5 jam terpilih untuk pembuatan serbuk nano kalsium yang akan dikarakterisasi.