4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Komposisi Kimia Chaetoceros gracilis
Setiap bahan makanan mempunyai susunan kimia yang berbeda-beda dan mengandung zat gizi yang bervariasi pula baik jenis maupun jumlahnya. Manusia memerlukan zat gizi atau bahan makanan untuk memperoleh energi guna melakukan kegiatan fisik sehari-hari, untuk memelihara proses tubuh dan untuk tumbuh dan berkembang. Komposisi kimia pada Chaetoceros gracilis dapat diketahui melalui analisis proksimat. Analisis proksimat merupakan suatu analisis yang dilakukan untuk memprediksi komposisi kimia suatu bahan, termasuk didalamnya kandungan air, lemak, protein, abu dan karbohidrat (Susanto 2010). Kadar karbohidrat pada Chaetoceros gracilis diperoleh melalui perhitungan by difference. Hasil analisis proksimat Chaetoceros gracilis dapat dilihat pada Gambar 7.
Air merupakan komponen utama dari semua struktur sel dan merupakan media kelangsungan proses metabolisme dan reaksi kimia di dalam tubuh (Suhardjo & Kusharto 1989). Semua bahan pangan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda (Anwar 1985). Analisis kadar air dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah air yang terkandung dalam sampel C. gracilis yang telah dikeringkan menggunakan freeze dryer. Metode pengeringan menggunakan freeze dryer dipilih agar kerusakan komponen kimia yang terkandung dalam C. gracilis dapat dikurangi. Hal ini didukung pernyataan Berk (2009) bahwa metode pengeringan freeze drying mempunyai keunggulan dalam mempertahankan kualitas produk yang dikeringkan. Freeze drying
dilakukan pada suhu rendah, sehingga dapat menjaga flavor, warna, dan penampakan, serta meminimalisasi kerusakan akibat panas untuk nutrien yang sensitif terhadap suhu tinggi.
Gambar 7 Hasil uji proksimat pada C. gracilis yang dikultivasi di luar ruangan menggunakan media pupuk NPSi
Kadar air C. gracilis yang terukur dalam penelitian ini sebesar 27%.
Pengeringan biomasa C. gracilis menggunakan freeze dryer. Menurut Liapis & Bruttini (1995) metode pengeringan dengan freeze dryer terdiri
dari tiga tahap yaitu tahap pembekuan, tahap pengeringan utama dimana terjadi sublimasi dari air dan pelarut yang terkandung dalam bahan, dan tahap pengeringan sekunder meliputi pengeluaran uap air dari hasil sublimasi. Sehingga diduga air yang terkandung dalam sampel C. gracilis belum sepenuhnya keluar.
Analisis kadar lemak yang dilakukan dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kandungan lemak yang terdapat pada C. gracilis. Lemak mempunyai
komposisi kimia yang unik sehingga tidak larut dalam air (polar) (Muchtadi 2001). Penelitian ini menggunakan pelarut organik n-heksana yang
bersifat non polar, untuk mengekstrak lemak dari dalam bahan. Lemak disusun oleh dua jenis molekul yang lebih kecil, yaitu gliserol dan asam lemak. Lemak terdiri dari tiga asam lemak yang berikatan dengan satu molekul gliserol melalui ikatan ester, suatu ikatan antara gugus hidroksil dengan gugus karbonil (Campbell et al. 2002). Fungsi lemak secara umum adalah penghasil energi, pembangun/pembentuk struktur tubuh, protein sparer (penghematan fungsi protein), penghasil asam lemak esensial yang penting bagi tubuh, pembawa
Abu ; 25% Air ; 27% Lemak ; 12,1% Protein ; 20,27% Karbohidrat ; 15,63%
vitamin larut lemak, pelumas diantara persendian, membantu mengeluarkan sisa makanan, dan prekursor prostaglandin (Suharjo & Kusharto 1989). Lemak pada mikroalga juga memiliki fungsi yang penting, yaitu sebagai cadangan energi dan berperan dalam metabolisme (Becker 1994).
Sintesis lemak pada alga hampir sama dengan tumbuhan tingkat tinggi pada umumnya. Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein melalui intermediat glikolisis dan siklus Krebs (Campbell et al. 2002). Sintesa lemak pada alga dipengaruhi oleh banyak faktor, diantaranya suhu dan jumlah nitrogen. Kekurangan silika pada media pertumbuhan juga dapat meningkatkan jumlah lemak, terutama pada diatom (Becker 1994). Lombardi & Wangersky (1995) menyatakan bahwa C. gracilis memiliki kandungan lemak yang terus meningkat sampai akhir fase stasioner. Pratiwi et al. (2009) menyatakan suhu lingkungan yang rendah dapat meningkatkan pembentukan asam lemak tidak jenuh. Hal ini merupakan respon untuk melindungi ketidakstabilan membran sel.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa C. gracilis mengandung lemak sebesar 12,1%. Nilai ini lebih rendah dibandingkan dengan hasil pengujian kadar lemak yang dilakukan oleh Setyaningsih (2010) yaitu sebesar 16,5%. Perbedaan nilai kadar lemak ini diduga karena adanya perbedaan suhu selama kultivasi. Penelitian ini dilakukan di luar ruangan sehingga suhu selama kultivasi berubah-ubah sesuai dengan suhu lingkungan luar. Suhu selama kultivasi berlangsung berkisar antara 22-33,6oC. Setyaningsih (2010) dalam penelitiannya menggunakan suhu ruangan AC yaitu sekitar 25-26 oC. Pernyataan ini juga didukung oleh Raghavan et al. (2008), berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, pada suhu 20 oC sampai 25 oC kandungan lemak dan karbohidrat pada C. calcitrans lebih tinggi dibandingkan kandungan lemak pada suhu 30 oC. Kandungan lemak C. calcitrans yang dikultivasi pada suhu 20 oC dan 25 oC yaitu sekitar 180 mg/g berat kering dan 240 mg/g berat kering. Kandungan lemakC. calcitrans yang dikultivasi pada suhu 30 oC yaitu sekitar100 mg/g berat kering.
Protein merupakan polimer yang komplek, terdiri dari 20 bahkan lebih asam amino yang berbeda (Fennema 1996). Protein merupakan sumber asam-asam amino yang mengandung unsur-unsur C, H, O dan N yang tidak dimiliki oleh lemak ataupun karbohidrat (Winarno 2008). Protein berfungsi
sebagai bahan dasar pembentuk sel-sel dan jaringan tubuh. Selain itu, protein juga berperan dalam proses pertumbuhan, pemeliharaan, dan perbaikan jaringan tubuh yang mengalami kerusakan (Winarno 1997).
Kandungan protein pada C. gracilis yang dikultivasi di luar ruangan dengan menggunakan media pupuk NPSi sebesar 20,27 %. Nilai ini lebih kecil jika dibandingkan dengan hasil penelitian Setyaningsih (2010), yang menggunakan media NPSi sebagai media pertumbuhan dan dikultivasi di ruang ber-AC (25oC-26oC), yaitu sebesar 45,88 %. Amotz et al. (1987) dalam penelitiannya menyebutkan bahwa kandungan protein C. gracilis yang dikultivasi pada suhu 22 oC sebesar 36,1 %. Chen & Jiang (2001) menyatakan bahwa pada suhu di bawah 20 oC mikroalga dapat meningkatkan daya larut O2, sehingga meningkatkan ketersediaan O2 di dalam sel. Menurut Campbell et al. (2002), peningkatan kelarutan O2 di dalam sel dapat meningkatkan pembentukan ATP. ATP yang terbentuk selanjutnya dapat digunakan untuk pembentukan makromolekul (karbohidrat, lemak, dan protein) melalui reaksi anabolisme di dalam sel.
Karbohidrat merupakan sumber energi utama bagi hampir seluruh penduduk Indonesia. Semua hidrat arang atau karbohidrat terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) yang pada umumnya mempunyai rumus kimia Cn(H2O)n (Nasoetion et al 1994). Karbohidrat terbentuk saat proses fotosintesis berlangsung (Anwar 1985). Selama siklus Calvin berlangsung, CO2 direduksi menjadi glukosa atau produk organik lain dengan bantuan dari ATP dan NADH yang terbentuk selama reaksi terang (Lehninger 1982).
Perhitungan karbohidrat dengan metode by difference merupakan metode penentuan kadar karbohidrat dalam bahan pangan secara kasar, dimana serat kasar juga terhitung sebagai karbohidrat (Winarno 2008). Berdasarkan hasil penelitian,
kandungan karbohidrat yang terukur dari C. gracilis sebesar 15,63 %. Suhu selama kultivasi sangat berfluktuatif yaitu sekitar 22oC-33,6oC. Raghavan et al. (2008) menyebutkan bahwa kandungan karbohidrat pada Chaetoceros sp. lebih tinggi jika dikultivasi pada suhu antara 25oC dan 30oC, dan akan rendah jumlahnya jika dikultivasi pada suhu yang lebih tinggi.
Bahan makanan terdiri dari 96% bahan organik dan air, sedangkan sisanya merupakan unsur-unsur mineral. Unsur tersebut juga dikenal sebagai zat anorganik atau kadar abu (Winarno 2008). Zat anorganik tidak ikut terbakar dalam proses pembakaran sehingga membentuk abu (Guthrie 1975). Berdasarkan hasil pengujian, kadar abu yang terukur dari sampel C. gracilis sebesar 25%. Nilai tersebut lebih rendah dibandingkan dengan hasil penelitian yang
telah dilakukan oleh Setyaningsih et al. (2009) yaitu sebesar 36,38%. Isnansetyo & Kurniastuty (1995) menyebutkan bahwa kadar abu pada
Chaetoceros sp. yaitu sebesar 28%. Tinggi rendahnya kadar abu dapat disebabkan oleh perbedaan keadaan lingkungan saat kultivasi. Menurut Richmond (2004) komposisi kimia pada mikroalga sangat tergantung pada kondisi lingkungan dan fase pertumbuhan.
4.4 Mineral
Unsur-unsur mineral adalah unsur kimia selain karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen yang dibutuhkan oleh tubuh. Unsur mineral juga dikenal sebagai zat anorganik atau kadar abu (Guthrie 1975). Mineral dapat digolongkan ke dalam mineral makro dan mineral mikro (Almatsier 2006). Manusia dapat memperoleh
mineral dari dua sumber yaitu melalui konsumsi nabati dan hewani (Muchtadi 2001). Mineral pada C. gracilis diduga berasal dari media
pertumbuhannya. Media pertumbuhan yang digunakan pada penelitian ini adalah media pupuk NPSi (Lampiran 2). Mineral dibutuhkan mikroalga untuk pertumbuhannya. Unsur N, P, dan S berperan penting dalam proses sitesis protein. Unsur Si dan Ca merupakan bahan untuk pembentukan dinding sel atau cangkang pada mikroalga sedangkan Fe dan Na berperan dalam pembentukan klorofil (Isnansetyo & Kurniastuty 1995). Kandungan mineral pada sampel Chaetoceros gracilis yang dikultivasi di luar ruangan menggunakan media pupuk NPSi dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Hasil pengujian total mineral pada C. gracilis yang dikultivasi di luar ruangan menggunakan media pupuk NPSi
Kalsium merupakan unsur yang paling banyak terdapat di dalam tubuh (Almatsier 2006). Tubuh manusia mengandung sekitar 22 gram kalsium per kg berat badan tanpa lemak (Suhardjo & Kusharto 1989). Lebih dari 99% kalsium terdapat dalam tulang (Nasoetion & Karyadi 1988). Kalsium memainkan peranan penting di dalam semua sel sebagai molekul pengaturan atau pesuruh intraselular. Kalsium membantu mengatur aktivitas otot kerangka, jantung dan berbagai jaringan lain (Lehninger 1982). Penyerapan kalsium dari makanan dipengaruhi oleh banyak faktor. Faktor dalam makanan yang meningkatkan absorpsi kalsium antara lain yaitu beberapa asam amino seperti lisin dan arginin, laktosa dan vitamin D. Bahan makanan yang mengandung banyak oksalat dan fitat, berbagai bentuk serat makanan dan lemak jenuh dapat menurunkan absorpsi kalsium (Nasoetion & Karyadi 1988).
Kalsium merupakan mineral terbesar yang terkandung dalam C. gracilis yaitu sebesar 207,01 mg/100g. Menurut Widyakarya Pangan dan Gizi LIPI (1998) diacu dalam Almatsier (2006), kebutuhan kalsium perhari bagi bayi sebesar 300-400 mg, anak-anak sebesar 500 mg, remaja sebesar 600-700 mg, dewasa sebesar 500-800 mg, dan orang hamil serta menyusui sebesar >400 mg. Berdasarkan data tersebut maka C. gracilis dapat dijadikan sebagai alternatif
0 50 100 150 200 250 K Na Ca Mg Fe Zn Cu Mn P (PO4) Ju m lah (m g/100g) Jenis mineral
sumber kalsium dari bahan nabati meskipun jumlahnya belum mencukupi kebutuhan kalsium bagi rata-rata orang Indonesia.
Fosfor merupakan unsur terbanyak kedua di dalam tubuh. Kira-kira 85% fosfor terdapat dalam tulang sebagai mineral tulang, kalsium fosfat, dan hidroksiapatit (Nasoetion & Karyadi 1988). Fosfor juga terdapat di dalam asam nukleat, pada koenzim nukleotida, dan dalam sistem pemindahan energi (Lehninger 1982). Kandungan fosfor di dalam C. gracilis sebesar 22,74 mg/100g. Jenis mineral makro lain yang terdapat dalam C. gracilis yang dikultivasi di luar ruangan menggunakan media pupuk NPSi adalah natrium sebesar 7,28 mg/100g, kalium sebesar 19,61 mg/100g, dan magnesium sebesar 11,80 mg/100g. Natrium merupakan kation utama dalam cairan plasma, sehingga pengontrolan osmolaritas dan volume cairan tubuh sangat tergantung pada ion natrium dan rasio natrium terhadap ion lainnya. Seperti halnya kalsium, kalium merupakan kation penting di dalam cairan intraselular yang berperan dalam keseimbangan pH dan osmolasitas (Suhardjo & Kusharto 1989). Kebutuhan natrium per hari sangat kecil yaitu 1 g/hari, akan tetapi ada sebagian orang yang menunjukkan kebutuhan natrium yang lebih tinggi yaitu sebesar 10 g/hari. Kelebihan konsumsi natrium (salah satu sumbernya adalah NaCl) dapat mempercepat timbulnya tekanan darah tinggi atau hipertensi (Lehninger 1982).
Mineral mikro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh kurang dari 100 mg/ hari (Almatsier 2006). Mineral mikro yang terdapat dalam C. gracilis yang dikultivasi di luar ruangan menggunakan media pupuk NPSi adalah besi
sebesar 55,20 mg/100g, seng sebesar 3,51 mg/100g, tembaga sebesar 1,95 mg/100g, dan mangan sebesar 8,38 mg/100g, Beberapa mineral mikro yang
terkandung dalam C. gracilis memiliki fungsi yang penting, diantaranya tembaga, seng dan mangan. Hal ini karena mineral tersebut diduga memiliki aktivitas untuk menangkal radikal bebas atau mempunyai aktivitas antioksidan. Pernyataan ini didukung oleh Astawan & Kasih (2008) yang menyatakan bahwa beberapa mineral seperti tembaga, seng, dan mangan diketahui sebagai mineral antioksidan. Almatsier (2006) menyatakan bahwa tembaga utama di dalam tubuh adalah sebagai bagian dari enzim. Enzim-enzim yang mengandung tembaga mempunyai
berbagai peranan berkaitan dengan reaksi yang menggunakan oksigen atau radikal bebas.
Besi terdapat dalam semua sel tubuh dan memegang peranan penting dalam beragam reaksi biokimia. Unsur besi dibutuhkan untuk sintesis protein porfirin besi hemoglobin, mioglobin, sitokrom, dan sitokrom oksidase. Unsur besi hanya diserap dalam bentuk feronya (Fe2+), sehingga hanya sebagian kecil dari unsur besi yang benar-benar diserap oleh tubuh. Kekurangan unsur besi dapat menyebabkan anemia, dimana jumlah sel-sel darah merah berada dalam keadaan normal tetapi jumlah sel-sel hemoglobin relatif rendah (Lehninger 1982). Kebutuhan besi bagi bayi dengan berat tubuh 6 kg sebesar 10 mg, anak-anak dengan berat tubuh 13 kg sebesar 15 mg, laki-laki dewasa dengan berat tubuh 70 kg sebesar 10 mg, dan wanita dewasa dengan berat tubuh 55 kg sebesar 18 mg (Food and Nutrition Board 1980 diacu dalam Lehninger 1982). Kandungan besi dalam C. gracilis yaitu sebesar 55,20 mg/100g. Berdasarkan kandungan zat besinya, C. gracilis dapat digunakan sebagai sumber zat besi untuk memenuhi kebutuhan mineral Fe bagi bayi, anak-anak maupun orang dewasa.