A. Mineral
Banyak unsur logam dan mineral yang ditemukan dalam sel makhluk hidup, hanya 22 unsur yang diketahui sebagai mineral esensial. Mineral esensial berperan penting dalam aktivitas fungsi organ yang sangat penting untuk kehidupan, yaitu untuk pertumbuhan atau daya reproduksi. Bila salah satu unsur mineral hilang, maka dapat menyebabkan gejala-gejala defisiensi dan bila unsur mineral tersebut diberikan dapat menormalkan pertumbuhan dan kesehatan orang tersebut. Mineral esensial dibagi menjadi dua bagian yaitu makroelemen yang ditemukan cukup tinggi dalam jaringan dan mikroelemen yang terkandung dalam jumlah yang sangat rendah dalam jaringan. Yang termasuk ke dalam makro elemen yang esensial adalah kalsium, fosfor, kalium, sulfur, natrium, klor dan magnesium. Sedangkan yang termasuk ke dalam mikro elemen adalah besi, iodium, tembaga, seng, mangan dan kobalt (Darmono, 1995).
B. Kalsium
1. Definisi Kalsium
Kalsium adalah unsur kimia dengan nomor atom 20 dan massa atom 40,08, berupa logam, dengan titik lebur 842°C dan titik didih 1480° C,
6 1
ditemukan pada tahun 1808 oleh H. Davy, J Berzelias, dan M. Portin. Kalsium berguna pada bidang biologi yaitu berguna untuk kepentingan kelangsungan hidup karena kalsium merupakan unsur penting dalam organisme hidup, terutama dalam kulit, tulang dan gigi. Kurang lebih 2 % tubuh manusia tersusun dari kalsium. Lambang untuk kalsium adalah Ca
(http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2118351-pengertian-kalsium/#ixzz1j3smVX86, 2 Desember 2011).
Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat dalam tubuh,yaitu 1,5 - 2% dari berat badan orang dewasa atau sekitar 1 kg. Sembilan puluh Sembilan persen dari jumlah ini berada dalam jaringan keras yaitu tulang dan gigi terutama dalam bentuk hidroksiapatit [(3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2]. Dalam keadaan seimbang, kalsium tulang dan kalsium plasma berada dalam konsentrasi 2,25 - 2,60 mmol/liter (9 - 10,4 mg/100 ml). Pada bagian pertama pertumbuhan, densitas tulang mengalami peningkatan dan menurun secara berangsur setelah dewasa. Selain itu kalsium juga tersebar luas dalam tubuh. Dalam cairan ekstraseluler dan intraseluler, kalsium berperan dalam mengatur fungsi sel seperti untuk transmisi saraf, kontraksi otot, penggumpalan darah dan menjaga permeabilitas membran sel. Kalsium juga mengatur kerja hormon dan faktor pertumbuhan (Almatsier, 2004).
2. Fungsi Kalsium
Kalsium berfungsi dalam pembentukan tulang dan gigi, berperan pada proses fisiologik dan biokimia tubuh seperti proses pembekuan darah,
eksitabilitas syaraf otot, kerekatan seluler, transmisi impul-impul saraf, memelihara dan meningkatkan fungsi membran sel, mengaktifkan enzim dan sekresi hormon. Kerangka tulang yang merupakan cadangan besar kalsium kompleks yang tidak larut, berada dalam keseimbangan dinamik dengan kalsium bentuk larut dalam sirkulasi (Suhardjo, 2000). Dilihat dari senyawa kimia, bentuk tulang tidak stabil. Kalsium dan fosfor dari tulang dapat dibebaskan dan direarbsorpsi dalam tubuh jika terjadi kekurangan, terutama pada masa hamil dan menyusui. Reabsorpsi ini diatur oleh hormon paratinoid. Jika asupan kalsium rendah, glandula paratinoid akan terangsang untuk memproduksi hormon yang bekerja untuk mereabsorpsi kalsium dari tulang dan untuk menjaga kekurangan kalsium tersebut. Fosfor yang terikat dengan kalsium akan ikut terbebaskan dari tulang dan diekskresikan. Absorpsi kalsium dari usus juga diatur oleh hormon paratinoid dengan memproduksi 1,25- dihidroksikolekalsiferol yang merupakan derivat dari vitamin D yang sangat berperan dalam pengikatan kalsium dengan protein (Darmono, 1995). 3. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Absorpsi Kalsium
Penyerapan kalsium dipengaruhi umur dan kondisi tubuh. Pada usia kanak-kanak atau masa pertumbuhan, sekitar 50-70% kalsium yang dicerna diserap. Tetapi pada usia dewasa, hanya sekitar 10-40% yang mampu diserap tubuh. Penyerapan kalsium terjadi pada usus kecil bagian atas, tepat setelah lambung. Penyerapan kalsium dapat dihambat apabila ada zat organik yang dapat bergabung dengan kalsium dan membentuk garam yang tidak larut. Contoh senyawa organik tersebut adalah asam oksalat dan asam fitat.
Kalsium dan asam okasalat akan membentuk garam kalsium oksalat yang tidak larut. Asam oksalat banyak ditemukan dalam bit yang masih hijau, bayam dan coklat. Asam fitat banyak terkandung dalam bekatul gandum merah (Winarno F.G, 2004).
4. Akibat Kekurangan Dan Kelebihan Kalsium
Pada masa pertumbuhan, kekurangan kalsium dapat mengganggu pertumbuhan. Tulang kurang kuat, mudah bengkok dan rapuh. Setelah dewasa, terutama setelah usia 50 tahun, terjadi kehilangan kalsium dari tulang yang menyebabkan tulang menjadi rapuh dan mudah patah. Keadaan ini dikenal sebagai osteoporosis yang dapat dipercepat oleh keadaan stres sehari-hari. Selain itu, kekurangan kalsium juga dapat mnyebabkan osteomalasia yang biasanya terjadi karena kekurangan vitamin D dan ketidakseimbangan konsumsi kalsium terhadap fosfor. Terganggunya mineralisasi matriks tulang yang menyebabkan menurunnya kandungan kalsium dalam tulang. Rendahnya kadar kalsium dalam darah dapat menyebabkan tetani atau kejang. Kelebihan kalsium dapat menyebabkan batu ginjal atau gangguan ginjal. Selain itu dapat juga menyebabkan konstipasi. Karena itu, sebaiknya konsumsi kalsium tidak melebihi 2500 mg sehari (Almatsier, 2004).
5. Sumber Kalsium
Salah satu sumber kalsium dan magnesium yang lazim dikonsumsi yaitu susu beserta turunannya, seperti es krim, susu bubuk, keju dan yoghurt. Selain dari susu sumber kalsium dapat diperoleh dari sayuran berdaun hijau
(brokoli, bayam, sawi, daun singkong, daun pepaya dan kangkung), ikan, kedelai, jeruk dan kacang almond (Suara Merdeka, 2011)
C. Magnesium
Fungsi magnesium hampir sama dengan kalsium dan fosfor. Hampir 60% magnesium dalam tubuh terdapat pada tulang, 26% dalam otot, dan sisanya ada dalam jaringan lunak serta cairan tubuh. Fungsi utama magnesium berpusat pada kemampuannya untuk mengaktifkan beberapa enzim. (Wirakusumah, 1999).
Magnesium memegang peranan penting dalam lebih dari tiga ratus sistem enzim di dalam tubuh. Magnesium bertindak di dalam semua sel jaringan lunak sebagai katalisator dalam reaksi-reaksi biologik termasuk reaksi-reaksi berkaitan dengan metabolisme energi, karohidrat, lipida, protein dan asam nukleat.
Di dalam cairan sel ekstraseluler magnesium berperan dalam transmisi saraf, kontraksi otot dan pembekuan darah. Dalam hal ini peranan magnesium berlawanan dengan kalsium. Kalsium merangsang kontraksi otot, sedangakn magnesium mengendorkan otot. Kalsium mendorong penggumpalan darah sedangkan magnesium mencegah. Kalsium menyebabkan ketegangan saraf, sedangkan magnesium melemaskan saraf (Almatsier,2004).
Magnesium penting untuk perkembangan dan pemeliharaan kesehatan tulang dengan cara bekerja sama dengan kalsium dan vitamin D untuk
membantu memelihara kesehatan tulang dan mencegah osteoporosis (Anonim, 2009).
Kekurangan magnesium ditandai oleh gejala-gejala seperti gangguan mental, kelelahan, gangguan jantung, dan masalah-masalah pada konduksi saraf serta kontraksi otot.Gejala lainnya kejang otot, susah tidur, dan stress (Wirakusumah, 1999).
D. Tanaman Kangkung
1. Taksonomi Tanaman Kangkung
Kangkung merupakan tanaman tahunan yang banyak ditanam di daerah tropis maupun subtropis. Tanaman ini termasuk dalam famili Convolvulaceae atau kangkung-kangkungan yang dicirikan dengan batang bergetah dan berlubang di dalamnya. Klasifikasi tanaman kangkung dalam taksonomi tumbuhan adalah sebagai berikut :
Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Famili : Convolvulaceae Genus : Ipomoea
Spesies : Ipomoea reptans poir (kangkung darat) Ipomoea aquatica forks (kangkung air) (Purwandari Ari Wiyati, 2006)
2. Morfologi Tanaman Kangkung
Kangkung merupakan tanaman menetap yang dapat tumbuh lebih dari satu tahun. Batang tanaman berbentuk bulat panjang, berbuku-buku, banyak mengandung air (herbaceous) dan berlubang-lubang. Batang tanaman kangkung tumbuh merambat atau menjalar dan percabangannya banyak. Tanaman kangkung memiliki sistem perakaran tunggang dan cabang-cabang akarnya menyebar ke semua arah, dapat menembus tanah sampai kedalaman 60-100 cm dan melebar secara mendatar pada radius 100-150 cm atau lebih, terutama pada jenis kangkung air (Rukmana Rahmat, 1994).
Daun tanaman kangkung merupakan daun tunggal yang umumnya berbentuk seperti jantung hati, dengan ujung runcing maupun tumpul. Tanaman ini dapat berbunga, berbuah dan berbiji. Bunga kangkung pada umumnya berwarna putih atau putih keunguan dan berbentuk terompet. Buah kankung berbentuk bulat telur berwarna cokelat kehitaman. Masing-masing buah dapat berisi 3 butir biji. Biji ini umumnya dimanfaatkan sebagai bahan perbanyakan tanaman, terutama pada jenis kangkung darat (Purwandari Ari Wiyati, 2006)
3. Varietas Kangkung
Varietas kangkung yang sudah umum dibudidayakan terdiri dari dua macam, yaitu :
a. Kangkung darat (Ipomoea reptans poir)
Ciri-cirinya : bentuk daun panjang dengan ujung runcing, berwarna keputih-putihan dan bunganya berwarna putih
b. Kangkung air (Ipomoea aquatica Forks)
Ciri-cirinya : bentuk daun panjang dengan ujung agak tumpul, berwarna hijau-kelam, dan bunganya berwarna putih kekuning-kuningan atau kemerah-merahan.
4. Kandungan Gizi Kangkung
Sayuran kangkung merupakan sumber gizi yang murah harganya dan mudah didapatkannya. Kandungan gizi dalam sayuran kangkung dapat dilihat pada tabel 1 berikut ini :
Tabel 1. Kandungan Gizi Tanaman Kangkung dalam 100 gram (Rukmana Rahmat, 1995)
Komposisi gizi Banyaknya kandungan gizi Kalori Protein Lemak Karbohidrat Serat Kalsium Fosfor Zat besi Natrium Kalium Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin C Niacin Air 29,00 kal 3,00 gr 0,30 gr 5,40 gr - 73,00 mg 50,00 mg 2,50 mg - - 6300,00 S.I 0,07 mg - 32,00 mg - 89,70 gr
5. Manfaat Kangkung
Bagian tanaman kangkung yang paling penting adalah batang muda dan pucuk-pucuknya sebagai bahan sayur-mayur. Berbagai jenis masakan yang dapat diolah dari bahan baku kangkung adalah : pencampur lotek, pecel, sayur tumis, lalap masak, oseng-oseng, cah, asam-asam, semur, sayur bening, sayur asam, sayur bobor, sayur podomoro, dan pelecing kangkung. Kegunaan sayur kangkung selain sebagai sumber vitamin A dan mineral serta unsur gizi lainnya yang berguna bagi kesehatan tubuh, juga dapat berfungsi untuk menenangkan syaraf atau berkhasiat sebagai” obat tidur” (Rukmana Rahmat,1995).
E. Metode Penetapan Kadar Kalsium Dan Magnesium 1. Metode Gravimetri
Penetapan kadar kalsium dapat dilakukan dengan metode gravimetri, spektrofotometri serapan atom dan titrasi kompleksometri. Pada metode gravimetri, kalsium diendapkan sebagai kalsium oksalat dengan mengolah suatu larutan dalam asam klorida panas dengan amonium oksalat dan perlahan-lahan menetralkan dengan larutan air-amonia. Endapan dicuci dengan larutan ammonium oksalat encer dan kemudian ditimbang sebagai kalsium karbonat dengan memanaskan pada suhu 475-525°C dalam tanur listrik (Basset, 1994).
2. Metode Spektrofotometri Serapan Atom
Pada spektrofotometri serapan atom, pengukuran kadar kalsium berdasarkan radiasi yang diserap oleh atom yang tidak tereksitasi dalam bentuk uap. Pada suhu nyala udara etilen (± 2300°C) atom kalsium berada dalam keadaan dasar. Jika seberkas energi radiasi yang terdiri dari spektrum untuk kalsium dilewatkan melalui nyala ini, sejumlah atom dalam keadaan dasar akan menyerap energi dari panjang gelombang yang khas dan mencapai keadaan energi yang lebih tinggi. Jumlah energi radiasi yang diserap berbanding lurus dengan konsentrasi unsur dalam suatu larutan sampel (Basset,1994).
3. Metode Kompleksometri
Metode kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan kompleks antara kation dengan zat pembentuk kompleks. Sebagai zat pembentuk kompleks yang banyak digunakan adalah garam dinatrium etilen diamin tetra asetat (dinatrium EDTA). Untuk setiap ml larutan dinatrium EDTA setara dengan 2,004 mg kalsium (Ditjen POM, 1979).
F. Metode Kompleksometri 1. Definisi
Metode kompleksometri merupakan metode yang sering digunakan untuk menentukan kadar garam-garam logam. Titran yang sering digunakan adalah etilen diamin tetra asetat (EDTA). Kecuali dengan natrium dan kalium, EDTA dapat membentuk kompleks yang stabil dengan semua logam.
Pada pH rendah, EDTA dengan logam alkali tanah seperti kalsium dan magnesium akan membentuk kompleks yang tidak stabil. Karenanya untuk logam-logam alkali tanah dilakukan pada pH 10 dengan menggunakan larutan bufer amonia (Rohman, 2007).
Reaksi pembentukan kompleks kalsium dengan etilen diamin tetra asetat dapat dilihat di bawah ini :
H OOCCH2 CH2COONa HOOCCH2 CH2COO Ca2+ NCH2CH2N NCH2CH2N Ca2+ HOOCCH2 CH2COOHNa HOOCCH2 CH2COO
Penambahan indikator sebelum reaksi akan membentuk kompleks
antara indikator dengan sejumlah kecil logam. Pada titik akhir titrasi, sedikit kelebihan EDTA akan memecah kompleks-indikator dan menghasilkan warna yang berbeda. Indikator yang digunakan untuk titrasi kompleksometri antara lain : Hitam eriokrom (Eriochrom Black T, Mordant Black II, Solochrome, Black); mureksid; jingga pirokatekol; jingga xilenol; asam kalkon karbonat; kalmagit; dan biru hidroksi naftol(Rohman, 2007).
2. Macam-Macam Metode Kompleksometri a. Titrasi Langsung
Larutan yang mengandung ion logam dibuferkan sampai pH yang dikehendaki, dan dititrasi langsung dengan larutan EDTA standar. Untuk
mencegah terjadinya pengendapan hidroksida logam, ditambahkan sedikit zat pengkompleks pembantu seperti tartrat, sitrat atau trietanolamin. Pengurangan kadar logam pada titik ekivalen ditetatapkan dari perubahan warna suatu indikator logam yang berespon terhadap perubahan-perubahan pH. Titik akhir titrasi juga dapat ditetapkan dengan metode-metode amperometri, konduktometri, atau dalam beberapa keadaan dapat dengan metode potensiometri (Basset, 1994).
b. Titrasi Kembali
Metode ini digunakan bila reaksi antara kation dan EDTA lambat atau tidak tersedia indikator yang cocok. EDTA ditambahkan berlebih dan kelebihannya dititrasi dengan suatu larutan standar magnesium dengan menggunakan kalmagit sebagai indikator. Kompleks magnesium EDTA yang kestabilannya lebih rendah dan kation yang akan ditetapkan, tidak terseger oleh magnesium. Metode ini dapat digunakan untuk menetapkan logam dalam endapan-endapan, seperti timbal dalam timbal sulfat dan kalsium dalam kalsium oksalat (Underwood, 1986).
c. Titrasi Substitusi
Apabila ion logam tidak memberikan hasil yang jelas bila dititrasi secara langsung atau dengan titrasi kembali, maka dapat ditetapkan dengan menggunakan metode ini. Atau jika ion logam tersebut membentuk kompleks dengan dinatrium edetat lebih stabil daripada logam lain seperti magnesium dan kalsium. Kalsium, timbal dan raksa dapat ditentukan
dengan metode ini dengan menggunakan indikator hitam eriokrom dengan hasil yang memuaskan (Rohman, 2007).
d. Titrasi Alkalimetri
Bila suatu larutan dinatrium etilen diamin tetra asetat, Na2H2Y, ditambahkan kepada suatu larutan yang mengandung logam dan terbentuk kompleks yang disertai pembebasan dua ekivalen ion hidrogen. Ion hidrogen yang dibebaskan dapat dititrasi dengan larutan natrium hidroksida standar dengan menggunakan indikator asam-basa, atau secara potensiometri. Larutan logam yang akan ditetapkan harus dinetralkan dengan tepat sebelum titrasi. Hal ini sangat sukar dilakukan karena hidrolisis banyak garam dan merupakan kelemahan titrasi alkalimetri (Basset, 1994).
