Penurunan Kadar Pb dan Cd dengan Menggunakan Asam Asetat
pada Daging Kupang Beras (Corbula faba)
Indasah
Program Studi Perikanan Fakultas Pertanian Universitas Dr. Soetomo Surabaya Jl. Nginden Surabaya
Abstract: Kupang is nutritious fishery product, but on the other hand it has been contaminated by
Pb and Cd which has been endangering human being. Therefore, it is necessary to decrease the content of Pb and Cd in Kupang in order to be consumed. The objective of this research is to study the use of acetic acid to decrease the content of Pb and Cd as much as possible of kupang beras (Corbula faba). From this research, it is hoped to find the best treatment to decrease the content of Pb and Cd of kupang beras. The research is True Experimental and used Completely Randomized Design with 3 treatments, namely, the addition of 5%, 15% and 25% acetic acid and compared with the controlled treatment. The data obtained from the research finding show that without treatment (control) the average content of Pb is 1.281 ppm, Cd is 1.254 ppm. If it is related to the regulation FAO/WHO with says that the content of heavy metal allowed in fisheries product that can be consumed by human being for Pb is not more than 1 ppm and for Cd is not more than 0.1 ppm. Intake limit for Pb based on the regulation of ADI ( Acceptable Daily Intake) is 200-300 µg/day, for Cd is 25-60 µg/day. Pb content in Kupang beras is 1.281 mg/kg , it means that Kupang beras allowed to be consumed by human being is 156-234 gram/day. Cd content in kupang beras is 1.254 mg/kg, it means that kupang beras allowed to be consumed by human being is 19.9-47.8 gram/day. The research findings show that by adding acetic acid there is decrease of Pb by 90.1-95.7%, a decrease of Cd by 97.3-98.5%. The best addition of acetic acid used to decrease the content of Pb and Cd heavy metals is 25% concentration.
Keywords: Corbula faba ; Pb, Cd, acetic acid
PENDAHULUAN
Salah satu makanan tradisional Jawa Timur yang banyak dikonsumsi masyarakat Surabaya dan sekitarnya adalah lontong kupang, yang digunakan sebagai lontong kupang adalah kupang beras, saat ini sajian ini tidak saja dijual di pinggir jalan tetapi sudah masuk rumah makan besar. Kupang beras merupakan produk perikanan yang mempunyai nilai gizi yang cukup tinggi dan merupakan salah satu sumber protein yang berkualitas tinggi dan murah.
Kupang beras hidup di muara sungai. Muara sungai di daerah Sidoarjo sangat lekat dengan masalah limbah industri. Kupang beras hidup secara bergerombol di daerah perairan estuaria dekat muara sungai. Kupang beras mampu bertahan hidup di tempat berlumpur atau sedimen dan mempunyai mobilitas rendah, maka kemungkinan terjadinya pencemaran khususnya oleh Pb dan Cd pada kupang di muara sungai Sidoarjo tentunya tidak dapat dihindari. Hal ini terbukti dari penelitian terdahulu antara lain: Arbai (1999) melaporkan kadar Pb dalam kupang beras 0,202 ppm dan Cd 0,136 ppm; Handajani (2000) melaporkan kadar Pb dalam kupang beras sebesar 2,479 ppm; melaporkan kadar Pb pada kupang beras mentah 3,190 ppm dan pada kupang beras
Kadar Pb dan Cd pada kupang yang tinggi mempengaruhi kesehatan. Pb menyebabkan anemia dan defisiensi hemoglobin, disfungsi ginjal dan kerusakan otak (neuropathy). Cd dapat memotivasi demineralisasi tulang, meningkatkan kerapuhan tulang dan risiko fraktur, menyebabkan timbulnya anemia dan hipertensi, pada testis menyebabkan hiperplasia yang merupakan permulaan terjadinya kanker (Hadisoegondo, 1990).
Kupang merupakan produk perikanan yang bergizi, namun di sisi lain kupang juga telah tercemar Pb dan Cd yang membahayakan manusia, untuk itu perlu dilakukan upaya menurunkan kadar Pb dan Cd sehingga aman untuk dikonsumsi oleh manusia. Untuk itu perlu dilakukan upaya untuk menurunkan logam berat berbahaya dalam kupang. Salah satu upaya tersebut adalah dengan menggunakan pengikat logam (chelating agent) yaitu asam asetat.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari penambahan asam asetat dalam upaya menurukan kadar Pb dan Cd kupang beras (Corbula faba). Dari penelitian ini diharapkan dapat ditemukan perlakuan yang paling baik dalam upaya penurunan kadar Pb dan Cd kupang beras dengan menggunakan asam asetat dengan cara mudah, sederhana dan efektif sehingga dapat disosialisasikan kepada masyarakat umum khususnya penjual lontong kupang sehingga dampak pemaparan logam berat Pb dan Cd dapat hindari.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental sesungguhnya (true experimental), dalam rancangan ini harus memenuhi tiga prinsip yaitu randomisasi, replikasi dan adanya kelompok atau perlakuan kontrol atau banding (Zainuddin, 1999). Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap. Rancangan ini diasumsikan bahwa populasi ”homogen” artinya semua karakteristik antar unit populasi sama, sehingga pengukuran awal tidak dilakukan, oleh karena dianggap sama untuk semua kelompok, karena berasal dari satu populasi yang sama (Zainuddin, 1999). Rancangan ini dapat digambarkan sebagai berikut:
K (kontrol/ditambah aquadest) Pb, Cd
AAR(Asam Asetat Rendah/5%) Pb, Cd
R AAS (Asam Asetat Sedang/15%) Pb, Cd
AAT (Asam Asetat Tinggi/25%) Pb, Cd
Sampel kupang beras diperoleh dari Desa Balongdowo, Sidoarjo sebagai pusat pengumpul kupang beras yang diambil dari perairan estuaria Sidoarjo. Kupang beras dicuci, kemudian direbus dengan suhu 100oC selama 2 jam, untuk memisahkan cangkang dan dagingnya. Daging kupang
beras kemudian dibawa ke Laboratorium untuk ditimbang masing masing 100 g sebanyak perlakuan yaitu 9 + 1 kontrol dengan ulangan 4 kali sehingga diperlukan daging kupang 4 kg. Kemudian masing masing diletakkan dalam baskom/tempat plastik dan dilakukan perendaman asam asetat 5% (5 ml asam asetat dalam 100 ml aquades), 15% (15 ml asam asetat dalam 100 ml
larutan asam asetat dengan berbagai konsentrasi selama 1 jam. Setelah 1 jam, kupang beras dicuci dengan aquades kemudian dilakukan pengukuran kadar Pb dan Cd pada daging kupang.
HASIL PENELITIAN
Rata-rata dan penurunan kadar Pb, Cd kupang beras akibat penambahan asam asetat dengan konsentrasi yang berbeda.
Tabel 1 menunjukkan bahwa dengan pemberian asam asetat maka rata-rata kadar Pb dan Cd terendah terjadi pada penambahan asam asetat 25%. Hasil analisis penurunan kadar Pb, Cd akibat perlakuan asam asetat dibandingkan dengan kontrol disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1. Rata-rata Kadar Pb, Cd kupang beras akibat penambahan asam asetat
As. Asetat Kadar Pb (mg/kg)(x± SD) Kadar Cd (mg/kg)(x± SD)
K 1,28 ± 0,03 1,25 ± 0,02
AAR (5%) 0,13 ± 0,01 0,03 ± 0,01
AAS (15%) 0,10 ± 0,01 0,02 ± 0,01
AAT(25%) 0,06 ± 0,01 0,02 ± 0,01
Tabel 2. Penurunan kadar Pb, Cd akibat pemberian asam asetat dibandingkan dengan kontrol
As. Asetat Penurunan Pb (%) Penurunan Cd (%)
AAR (5%) 90,1 97,3
AAS (15%) 92,2 98,1
AAT(25%) 95,7 98,5
Melihat Tabel 2 dapat dijelaskan bahwa pengaruh pemberian asam asetat terhadap penurunan kadar Pb dan Cd tertinggi terjadi pada pemberian asam asetat 25 %.
Perbedaan Kadar Pb, Cd Daging Kupang Beras Akibat Penambahan Asam Asetat
Perbedaan kadar Pb, Cd, Fe dan Zn akibat penambahan asam asetat secara serentak dapat diketahui dengan uji Manova. Hasil Uji Manova dapat dilihat adanya perbedaan kadar Pb, Cd akibat penambahan asam asetat dengan F = 128,176 dan p 0,000 (p<0,05). Perbedaan kadar Pb, Cd akibat penambahan asam asetat secara terpisah dapat diketahui dengan uji Anova, sehingga diketahui logam berat apa yang kadarnya pada daging kupang beras dipengaruhi oleh penambahan asam asetat.
Perbedaan Kadar Pb daging kupang beras akibat penambahan asam asetat.
Uji Levenes menunjukkan data kadar Pb memenuhi asumsi homogenitas dengan nilai p = 0,059 (p > 0,05) artinya variansinya homogen, sehingga dapat digunakan uji Anova. Hasil uji Anova dapat diketahui bahwa kadar asam asetat berpengaruh terhadap kadar Pb daging kupang beras. Hal ini dapat dilihat dari nilai F = 6505,801 dan p = 0,000 (p < 0,05). Uji perbandingan berganda (Multiple Comparation) untuk mengetahui perbedaan kadar Pb akibat penambahan asam asetat dengan konsentrasi yang berbeda digunakan uji beda HSD dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3.Uji beda pengaruh kadar asam asetat terhadap kadar Pb Tukey HSD Asetat N Subset 1 2 3 Kadar Tinggi 4 0.0545 Kadar Sedang 4 .10025 Kadar Rendah 4 .12675 Kontrol 4 1.28125 Sig. 1.000 .103 1.000
Tabel di atas dapat dijelaskan bahwa (a) Terdapat perbedaan yang signifikan kadar Pb antara kontrol dengan kelompok yang mendapat penambahan asam asetat 5%, 15% dan 25%; (b) Tidak terdapat perbedaan yang significant kadar Pb antara kelompok yang mendapat penambahan asam asetat 5% dengan asam asetat 15%; (c) Terdapat perbedaan yang significant kadar Pb antara kelompok yang mendapat penambahan asam asetat 25% dengan kelompok yang mendapat pemberian asam asetat 5% dan 15%.
Perbedaan Kadar Cd daging kupang beras akibat penambahan asam asetat.
Uji Levene,s menunjukkan data kadar Cd memenuhi asumsi homogenitas dengan nilai p = 0,123 (p > 0,05) artinya variansinya homogen, sehingga dapat digunakan uji Anova. Dari uji anova dapat diketahui bahwa kadar asam asetat berpengaruh terhadap kadar Cd daging kupang beras. Hal ini dapat dilihat dari nilai F = 10711 dan dan p = 0,000 (p < 0,05). Uji perbandingan berganda (Multiple Comparation) untuk mengetahui perbedaan kadar Cd akibat penambahan asam asetat dengan konsentrasi yang berbeda digunakan uji beda HSD dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Uji beda pengaruh kadar asam asetat terhadap kadar Cd
Tukey HSD Asetat N Subset 1 2 Kadar Tinggi 4 .01850 Kadar Sedang 4 .02425 Kadar Rendah 4 .03350 Kontrol 4 1.25350 Sig. .325 1.000
Dari tabel 4 diatas dapat dijelaskan bahwa (a) Terdapat perbedaan yang significant kadar Cd antara kontrol dengan kelompok yang mendapat penambahan asam asetat 5%, 15% dan 25%; (b) Tidak terdapat perbedaan yang significant kadar Pb antara kelompok yang mendapat penambahan asam asetat 5% , 15% dan 25%.
PEMBAHASAN
Kadar logam berat pada kupang beras
Hasil penelitian diperoleh kadar rata-rata Pb 1,281 ppm dan Cd 1,254 ppm. FAO/WHO menyatakan bahwa kandungan logam berat yang diperbolehkan dalam tubuh hewan laut yang dapat dikonsumsi manusia untuk Pb tidak lebih dari 1 ppm dan untuk Cd tidak lebih dari 0,1 ppm. Surat Keputusan Direktur Jendral Pengawas Obat dan Makanan No. 03725/B/SK/VI/99 tentang batas maksimum cemaran logam dalam makanan menyatakan bahwa kadar yang diperbolehkan untuk Cd 1 mg/l sedangkan untuk Pb 2 mg/l. Sedangkan menurut SNI kadar maksimum yang diperbolehkan untuk Pb 2 mg/kg, dan untuk Zn 100 mg/kg. Berdasarkan hal tersebut di atas berarti kupang beras dari Sidoarjo telah tercemar logam berat Pb dan Cd. Tingginya kandungan logam berat Pb dan Cd dalam kupang beras karena sifat kupang yang mobilitasnya rendah dan menetap dalam suatu habitat tertentu yaitu di sedimen atau dasar laut, sehingga kupang beras bisa digunakan sebagai bioindikator pencemaran di suatu perairan. Melalui rantai makanan logam berat yang ada di air dapat masuk ke dalam tubuh kupang beras karena kupang beras merupakan hewan filter feeder. Semakin besar kadar logam berat di dalam lingkungan dan semakin lama kupang beras berada di tempat tersebut maka semakin besar kadar logam berat di dalam tubuh kupang beras. Kupang beras menyerap logam berat melalui tiga cara, yaitu dari bentuk terlarut dalam air, terserap dalam lapisan lendir yang meliputi tubuhnya dan melalui rantai makanan.
Kupang mempunyai kemampuan mengakumulasi logam berat sampai batas yang tidak menyebabkan efek racun pada dirinya sendiri dikarenakan organisme tersebut memiliki protein pengikat logam (metallothionein) yaitu protein yang terlibat dalam regulasi logam esensial dan sebagai agen detoksifikasi logam non esensial (Roesijadi, 1992). Metallothionein menyimpan logam berat di jaringan hati dan ginjal. Metallothionein mempunyai dua fungsi yaitu sebagai protein yang terikat dalam regulasi ion logam esensial dan agen detoksifikasi logam non esensial yang kadarnya berlebihan dalam tubuh (Engel dan Roesijadi, 1987). Adanya peran metallothionein ini menyebabkan banyak organisme yang mampu mengakumulasi logam berat jika mereka hidup di perairan yang tercemar logam berat. Namun bila kadar logam berat terlalu tinggi dapat mengganggu homeostatis fungsi metallothionein dan akhirnya dapat meracuni organisme tersebut (Roesijadi, 1992). Dengan adanya logam dalam tubuh organisme hal ini akan berpengaruh terhadap protein antara lain menghambat aktivitas enzim, konfigurasi protein tidak fungsi, mengikat residu negatif gas fosfolipid dan residu protein (Darmono, 1995).
Batas intake Pb berdasarkan ketentuan ADI (Acceptable Daily Intake) 200-300 µg/hari, untuk Cd 25-60 µg/hari. Kadar Pb kupang beras 1,281 mg/kg , dengan demikian kupang beras yang boleh dikonsumsi manusia yaitu 156-234 g/hari. Kadar Cd kupang beras 1,254 mg/kg, dengan demikian kupang beras yang boleh dikonsumsi manusia adalah 19,9-47,8 mg/kg. Berdasarkan ketentuan ADI menunjukkan bahwa kadar Cd pada makanan yang diperbolehkan untuk dikonsumsi manusia lebih rendah daripada kadar Pb, hal ini menunjukkan bahwa logam berat Cd lebih berbahaya daripada logam berat Pb. Berdasarkan hal tersebut maka batas intake kupang beras yang boleh dikonsumsi oleh masyarakat adalah berdasarkan kadar Cd yang ada pada kupang beras yaitu 19,9-47,8 mg/hari, sehingga masyarakat Sidoarjo dan sekitarnya apabila mengonsumsi daging kupang beras dalam sehari maksimum yang diperbolehkan sebesar 19,9-47,8 mg/hari. Hal ini untuk menghindari adanya efek negatif logam berat dalam tubuh manusia khususnya yang mengkonsumsi daging kupang beras.
Perbedaan Kadar Pb, Cd Akibat Penambahan Asam Asetat
Sifat kimiawi suatu unsur (Pb, Cd) terutama ditentukan oleh jumlah dan pengaturan elektron dalam kulit elektron paling luar yang mengitari nukleus atom dan sebagian kecil juga oleh jumlah elektron dalam kulit-kulit yang lebih dalam. Elektron ini sebaliknya tergantung pada jumlah dan jenis-jenis partikel, proton dan neutron di dalam nukleus. Atom dengan satu, dua atau tiga elektron dalam kulit luar cenderung untuk kehilangan elektron tersebut dan menjadi ion yang bermuatan positif karena kelebihan proton di dalam nukleus yang disebut kation karena ion bergerak ke arah katoda (elektron negatif). Atom yang mempunyai empat elektron dalam orbit luar, tidak akan kehilangan atau ketambahan elektron tetapi akan membaginya dengan atom yang berdekatan (Villee et al. 1999).
Winarno (2004) menyatakan bahwa asam asetat adalah merupakan asam organik yang aman untuk makanan, asam asetat banyak digunakan sebagai pengkhelat bahan makanan. Asam asetat dapat digunakan sebagai pengkhelat karena asam asetat mempunyai 1 elektron bebas pada gugus karboksilatnya, sehingga asam asetat mampu mengikat logam. Asam asetat merupakan asam lemah, elektrolit lemah, derajat dissosiasinya rendah yaitu 0,013.
Penelitian ini menunjukkan adanya kemampuan asam asetat dalam menurunkan kadar logam berat dalam daging kupang beras. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan kadar Pb, Cd terhadap kontrol akibat perlakuan asam asetat (5%, 15% dan 25%). Penelitian Imaduddin (2000) asam asetat 25% mampu menurunkan Pb ikan bandeng 44,76% selama 1 jam. Penelitian Sari (2000) asam asetat 25% mampu menurunkan kadar Cd kerang 63,2% selama 1 jam. Asam asetat 12,5% mampu menurunkan Cd 51,44%.
Perbedaan kadar Pb akibat penambahan asam asetat
Pb mempunyai berat atom 207. Berdasar sifat kimianya maka Pb mempunyai ikatan yang lebih lemah , valensi +2 dan +4 mempunyai jari-jari ion 1,2, termasuk golongan IV A dan mempunyai konfigurasi elektron (n) s2 (n) p2. Konfigurasi semacam ini menyebabkan adanya dua
kemungkinan ikatan yaitu ikatan kovalen bila seluruh tingkat energi s dan p terlibat dalam pembentukan senyawa dan ikatan ionik bila hanya 2 elektron dari energi p tertinggi dilepaskan untuk membentuk ion M++. Unsur Pb mempunyai kecenderungan untuk membentuk ikatan ionik
dibandingkan ikatan kovalen.
Dalam tubuh kupang Pb terikat dalam protein atau peptida membentuk senyawa metallothionein, dengan adanya asam asetat maka Pb akan terlepas dan berikatan dengan ion COO- yang ada pada asam asetat membentuk senyawa timbalasetat.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan kadar Pb dalam daging kupang beras antara penambahan asam asetat 25% dengan asam asetat 5% dan 15%. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara penambahan asam asetat 5% dengan asam asetat 15%. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi asam asetat 25% mampu mengikat ion Pb dan membentuk Pb asetat paling banyak. Senyawa Pb asetat merupakan senyawa yang sukar terdissosiasi. Penurunan Pb akibat perlakuan asam asetat berkisar antara 90,1-95,7%.
Perbedaan kadar Cd akibat penambahan asam asetat
Unsur logam cadmium adalah unsur logam yang paling beracun setelah merkuri. Berdasarkan sifat fisik dan kimianya logam Cd dengan muatan +2 mempunyai jari-jari 0,97. Bersifat sedikit elektropositif dan dengan asam bukan pengoksidasi akan membutuhkan ion M++.
Garam nitrat, asetat dan sulfatnya larut dalam air. Dalam system periodik cadmium terletak di Golongan II B diantara seng (Zn) dan merkuri (Hg). Logam transisi ini mempunyai afinitas
cadmium dimasukkan dalam larutan yang mengandung ion COO-, ion-ion Cd2+ dalam larutan
berion COO- biasanya dalam bentuk senyawa terhidrasi berwarna putih dan mengalami
pengendapan.
Dalam sistem biologi makhluk hidup, logam ini tergolong logam nonesensial dan tidak diregulasi, sehingga bila dalam tubuh makhluk hidup terdapat cadmium dalam konsentrasi melebihi ambang batas, maka akan bersifat sangat toksik dan teratogenik terhadap sel maupun jaringan tubuh, dapat menyebabkan kematian sel, kerusakan fungsi reproduksi dan penghambatan beberapa aktivitas enzim (Darmono, 2001)
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan kadar Cd dalam daging kupang beras akibat penambahan asam asetat 5%, asam asetat 15% dan asam asetat 25%. Dengan demikian perbedaan konsentrasi tidak mempengaruhi kadar Cd dalam daging kupang beras. Dengan adanya asam asetat maka Cd akan terlepas dan berikatan dengan ion OH
-yang ada pada asam asetat membentuk senyawa Cd asetat. Penurunan Cd akibat perlakuan asam asetat berkisar antara 97,3%-98,5%. Penurunan Cd lebih tinggi daripada penurunan Pb, hal ini terjadi karena selain asam asetat juga keberadaan Zn ikut mempengaruhi penurunan kadar Cd (Darmono, 1995).
KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil analisis dan interpretasi maka dapat disampaikan kesimpulan bahwa dalam upaya penurunan/menghilangkan kadar Pb, Cd pada kupang beras dapat dilakukan dengan cara mudah, sederhana dan efektif yaitu dengan menggunakan asam asetat dengan cara merendam kupang beras dengan asam asetat sebanyak 5% (5 g 100 g kupang beras) selama 1 jam. Karena dengan menggunakan 5% saja sudah mampu menurunkan kadar Pb sebesar 90% dan menurunkan kadar Cd 97%.
DAFTAR PUSTAKA
Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: Universitas Indonesia press hal 24-27.
Darmono. 2001. Lingkungan Hidup dan Pencemaran Hubungannya Dengan Toksikologi Senyawa Logam. Jakarta: Universitas Indonesia.
Engel, D, W dan Roesijadi, G. 1987. Metallothionein a Monitoring Tool In Vernberg.W B. Hadisoegondo, S, W. 1990. Pencemaran Air Oleh Bahan Kimia Dan Hubungannya Dengan
Kesehatan. Jakarta: Bul. Dirjen Pom Depkes RI,12 (2) : 10-14.
Imaduddin. Keman, S. 2000. Kemampuan Larutan Asam Asetat 25 % Terhadap Penurunan Kandungan Logam Berat Pb Dalam Daging Ikan Bandeng (Chanos-chanos Forsk). Surabaya: Forum Ilmu Kesehatan Masyarakat Th XIX No. 18 hal 33-39.
Roesijadi. 1992. Metallothioneins in Metals Tegulation and Toxicity In Acuatic Animal. Aquat. Toxical 22. 81-114.
Sari, F, I. Keman, S. 2005. Efektifitas Larutan Asam Cuka Untuk Menurunkan Kandungan Logam Berat Cadmium Dalam Daging Kerang Bulu. Surabaya: Jurnal Kesehatan Lingkungan vol 1 no. 2 hal 120-128.
Villaee, C. Walker, B. Sugiri. 1999. Zoologi Umum. Jakarta: Erlangga.
Winarno, F. G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. hal 50 - 63. Zainuddin, M. 1999. Metodologi Penelitian. Surabaya: Universitas Airlangga.
