Page 1
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Semanggi Air (Marsilea crenata)
Klasifikasi dan identifikasi daun semanggi air menurut Haenk (1852)
diacu dalam Afriastini (2003) adalah sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Subkingdom : Tracheobionta
Divisi : Pteridophyta
Kelas : Pteridopsida
Ordo : Marsileales
Famili : Marsileaceae
Genus : Marsilea
Spesies : Marsilea crenata
Gambar 1. Semanggi Air (Marsilea crenata)
Semanggi merupakan tumbuhan air yang banyak terdapat di lingkungan
air tawar seperti, sawah, kolam, danau, dan sungai. Tumbuhan ini biasanya
tumbuh dengan jenis-jenis tumbuhan air lainnya seperti eceng kecil, genjer,
rumput air, serta teki alit dll (Sastrapradja dan Afriastini 1985). Tumbuhan ini
memiliki beberapa nama seperti jukut calingcingan (Sunda), tapak itek
(Malaysia), upat-upat (Filipina), chutul phnom (Kamboja), pak vaen (Laos), phak
waen (Thailand), dan water clover fern (Inggris). Semanggi air banyak hidup pada
lingkungan berair seperti sawah, kolam, dan rawa-rawa. Tumbuhan ini sering
Daun
Tangkai
Akar
Batang
Page 2
dianggap sebagai hama pada tanaman padi namun memiliki nilai kegunaan yang
beraneka ragam (Afriastini 2003).
Famili Marcileaceae hidup di paya-paya atau air yang dangkal, berakar
dalam tanah, jarang berupa tanaman darat sejati. Batangnya menyerupai rimpang
yang merayap, ke atas membentuk daun-daun, ke bawah akar-akar. Genus
Marsilea mempunyai batang yang merayap, daun bertangkai panjang dengan
helaian yang biasanya berbelah 4. Sedikit di atas pangkal tangkai daun keluar
sepasang atau sejumlah sporokarpium berbentuk ginjal atau jorong. Dalam
sporokarpium terdapat banyak sorus yang mempunyai indusium dan di dalamnya
terdapat mikro dan makrosporangium (Tjitrosoepomo 1987).
Tumbuhan semanggi tumbuh merambat di lingkungan perairan dengan
tangkai mencapai sepanjang 20 cm dan bagian yang muncul ke permukaan air
setinggi 3-4 cm. Di tempat yang airnya lebih dalam, panjang tangkai dan jarak
antar buku jauh lebih panjang daripada di perairan yang dangkal. Daun semanggi
memiliki 4 helai anak daun dengan ukuran rata-rata panjang 2,5 cm dan lebar
2,3 cm. Daun tersebut tipis dan lembut berwarna hijau gelap. Akar pada tanaman
semanggi tertanam dalam substrat di dasar perairan. Sporocarp yang merupakan
struktur reproduksi berbentuk panjang dan bulat pada bagian akhir, terdapat
sebanyak 1 sampai 6 buah dengan ukuran 3-4 mm, dan panjang tangkai sporocarp
5 mm (Holttum 1930). Tangkai pada sporocarps tidak bercabang, di ujung yang
berbentuk melingkar terdapat seperti gigi kecil dan ditutupi dengan rambut
caducous berhimpitan dan tegak lurus dengan tangkai (Afriastini 2003).
Semanggi air sudah dimanfaatkan oleh masyarakat di beberapa negara. Di
Indonesia khususnya Jawa, Filipina, dan Thailand daun semanggi air yang masih
muda digunakan sebagai sayuran untuk makanan. Di Thailand tanaman ini
dimakan segar dengan sambal lokal. Di Filipina daun semanggi air digunakan
sebagai bahan obat untuk neurasthenia dan oedema. Sedangkan di India daun
semanggi air digunakan melawan kusta, demam, dan keracunan pada darah.
Di Australia tanaman ini banyak digunakan sebagai tepung dan dimakan. Selain
untuk dikonsumsi dan digunakan sebagai obat, di New Zealand semanggi air juga
dapat digunakan sebagai tanaman hias pada akuarium (Champion dan Clayton
2001).
Page 3
2.2 Anatomi dan Jaringan pada Tumbuhan
Individu tumbuhan terdiri dari organ, jaringan dan sel. Tiap-tiap bagian
dari tumbuhan tersebut mempunyai susunan dan fungsinya masing-masing.
Anatomi organ yang umumnya dipelajari pada tumbuhan adalah daun, batang dan
akar.
a. Daun
Secara umum daun tersusun atas jaringan epidermis, mesofil, dan jaringan
pengangkut. Model penampang 3 dimensi jaringan pada daun dapat dilihat pada
Gambar 2.
Gambar 2. Model 3 dimensi jaringan pada daun (Kück dan Wolff 2009)
Epidermis merupakan jaringan penyusun tubuh tumbuhan paling luar
yang umumnya terdiri dari selapis sel dan terdapat pada bagian atas daun.
Epidermis mempunyai fungsi melindungi bagian dalam organ tumbuhan,
sedangkan pada daun epidermis juga berfungsi mengurangi transpirasi, oleh
karena itu sering dilapisi kutikula dan lilin yang bersifat kedap air. Sel epidermis
memiliki bentuk seperti kubus/prisma, tidak teratur pada permukaan dan
merupakan segi banyak, tidak teratur dan dindingnya berkelok-kelok dan
bentuknya memanjang. Jaringan epidermis merupakan lapisan sel hidup dan
selalu tersusun rapat satu sama lainnya membentuk lapisan yang kompak tanpa
ruang antar sel, kecuali pada stomatanya. Stomata merupakan celah atau lubang
pada epidermis yang berfungsi sebagai lubang untuk keluar masuk udara dan
kutikula Epidermis atas
Epidermis bawah
Bunga karang
Palisade
Xilem
Floem
Pembuluh daun
Celah utama
Ruang kosong
sub stomata
Sel penutup
Page 4
dibatasi oleh sel penutup (Sutrian 1992). Tipe-tipe stomata dapat dilihat pada
Gambar 3 dan 4.
Gambar 3. Tipe-tipe stomata; A= Digitalis purp. folium; B= Belladonae-,
Stramonii folium; C= Sennae folium; D= Menthae piperitae folium. (Frohne 1985)
Gambar 4. Tipe letak stomata. Keterangan a dan b= tipe Mnium ;c dan d= tipe
Helleborus; e dan f= tipe Gramineen (Kück dan Wolff 2009)
Mesofil daun terletak di sebelah dalam epidermis dan tersusun dari
jaringan parenkim. Bentuk sel parenkim antara lain polihedral, sel dengan lipatan
atau tonjolan, bentuk bintang, ataupun memanjang. Bentuk dan susunannya itu
Sel penutup
Porus
Ruang kosong substomata
Porus
Sel penutup
Sel tetangga
Ruang kosong substomata
Ruang kosong substomata
Sel penutup
Sel tetangga
Porus
Page 5
menyebabkan parenkim memiliki ruang-ruang antar sel. Umumnya sel parenkim
berdinding tipis tetapi ada juga yang berdinding tebal. Dinding tebal ini
merupakan tempat terakumulasinya hemiselulosa sebagai cadangan makanan.
Mesofil mengalami diferensiasi menjadi jaringan palisade dan bunga karang
(Bold et al 1980).
Jaringan palisade terdiri atas sel-sel panjang yang tersusun rapat dalam
barisan dan mengandung banyak kloroplas. Jaringan palisade umumnya satu lapis
namun ada yang mempunyai dua atau lebih dan terletak pada permukaan atas
daun. Daun yang memiliki jaringan palisade hanya di satu sisi saja disebut daun
bifasial atau dorsiventral, sebaliknya bila jaringan palisade terletak di kedua sisi
disebut daun equifasial atau isolateral misalnya daun beluntas dan ekaliptus.
Jaringan bunga karang terdiri dari sel-sel yang bentuknya bervariasi dari
isodiametrik sampai tidak teratur dan terdapat ruang-ruang antar sel sehingga
dapat menampung CO2 untuk fotosintesis (Sutrian 1992). Jaringan pengangkut
daun terdapat pada tulang daun serta merupakan kelanjutan dari berkas pembuluh
batang yang menuju tangkai daun. Tulang daun yang berukuran besar sering
dikelilingi oleh jaringan parenkim tanpa kloroplas yang disebut seludang
pembuluh (Sutrian 1992). Model tipe daun dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Tipe daun bifasial dan equifasial; A= tipe bifasial; B= tipe equifasial (Frohne 1985)
Tumbuhan paku merupakan suatu divisi yang warganya telah jelas
mempunyai kormus, artinya tubuhnya dengan nyata dapat dibedakan dalam tiga
bagian pokoknya, yaitu akar, batang, dan daun. Tumbuhan paku memiliki anatomi
daun yang tidak berbeda jauh dengan anatomi daun pada tumbuhan lain. Anatomi
daun pada tumbuhan paku dapat dilihat pada Gambar 6.
Epidermis
atas Palisade
Bunga karang
Epidermis bawah
Epidermis
atas Palisade
Palisade
Bunga karang
Epidermis bawah
Page 6
Gambar 6. Anatomi daun pada tumbuhan paku (Bold et al 1980)
b. batang
Epidermis merupakan lapisan paling luar dari batang, terdiri dari sel-sel
epidermis yang dilapisi oleh kutikula. Epidermis pada batang umumnya memiliki
stoma dan kadang-kadang dilengkapi dengan trikoma. Pada sebelah dalam
epidermis terdapat korteks. Korteks terdiri dari berbagai tipe sel, yang paling
sederhana berupa parenkim. Pada jenis tumbuhan tertentu, korteks mengandung
klorenkim yang mengandung kloroplas, kolenkim atau serat, sklereid, sel ekskresi
atau sel lateks dan beberapa berfungsi sebagai tempat cadangan makanan
(Sutrian 1992).
Parenkim yang terdapat pada batang dan berhubungan dengan udara dalam
ruang antar sel, biasa disebut aerenchym. Aerenchym merupakan parenkim
dimana ruang-ruang antar selnya cukup besar dan di dalamnya terdapat udara.
Tumbuhan air mengandung aerenchym cenderung lebih besar, hal ini selain
memudahkan sistem aerasi juga membuat tumbuhan lebih mudah mengapung
(Sutrian 1992). Sel-sel aerenchym membentuk fenomena seperti bintang dan
disebut Sternzelle. Bentuk aerenchym pada tumbuhan Juncus effucus dapat dilihat
pada Gambar 7.
palisade epidermis atas
epidermis bawah bunga karang pembuluh angkut
stomata
Page 7
Gambar 7. Sel bintang pada tumbuhan Juncus effusus; A= Letak Sternzelle
dalam Markparenkim; B= Dua sel diperbesar; C= Plasmodesma (Sumber: Brune et al. 2007)
Endodermis merupakan jaringan yang terdiri dari selapis sel khusus,
membatasi korteks dari silinder vaskuler. Sel-sel penyusun endodermis teratur
dalam bentuk lingkaran mengelilingi silinder vaskuler, sejajar dengan epidermis.
Pada dinding-dinding sel endodermis terdapat jalur-jalur yang mengandung zat
lignin dan suberin. Endodermis pada tumbuhan paku-pakuan biasanya
mengelilingi jaringan pengangkut. Silinder pusat merupakan bagian dari sumbu
batang, terdiri dari sistem berkas pembuluh yang melingkar bersama jaringan
dasarnya, daerah intervaskuler, dan empulur (Sutrian 1992).
c. Akar
Akar tersusun dari epidermis (rhizodermis), korteks, endodermis, dan
silinder vaskuler. Tidak seperti epidermis pada batang, epidermis pada akar
berdinding tipis dan biasanya tidak berkutikula. Namun pada akar yang tua atau
yang terletak di udara kadang-kadang terjadi penebalan yang mengandung lignin.
Pada sebelah dalam epidermis terdapat korteks. Korteks pada tumbuhan dikotil
dan gymnospermae terdiri dari jaringan parenkim. Sedangkan pada akar
tumbuhan monokotil sklerenkim lebih berkembang. Pada sebelah dalam korteks
terdapat endodermis. Endodermis terdiri dari selapis sel yang membentuk cincin
terdapat pada semua tumbuhan berpembuluh. Pada dinding endodermis terdapat
pita kaspari yang merupakan keterpaduan antara dinding sel dan lamela tengah
yang mengandung suberin dan lignin (Sutrian 1992). Penampang melintang akar
dapat dilihat pada Gambar 8.
Page 8
Gambar 8. Penampang melintang akar jagung. (Sumber: Kück dan Wolff 2009)
Letak silinder vaskuler ada di pusat akar. Bagian utama dari silinder
vaskuler ini adalah floem dan xilem. Pada pembuluh akar letak berkas floem
selalu terpisah dan berada di tepian silinder pembuluh, dan berkas xilem juga
merupakan suatuan yang terpisah dan dapat berada di tepi silinder pembuluh atau
bisa juga meluas sampai ke pusat akar. Floem merupakan pembuluh yang
mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke bagian organ lainnya. Xilem meliputi
trakea (pembuluh kapiler) dan unsur lainnya seperti sel parenkim, dan elemen
penguat yang berfungsi mengangkut bahan mineral dan air dari akar sampai daun.
Sel parenkim pada xilem dianggap sebagai tempat menyimpan cadangan makanan
berupa zat tepung dan lemak. Zat-zat tepung biasanya tertimbun sampai pada saat
giatnya pertumbuhan. Selain zat-zat tepung terdapat pula pula zat tannin, kristal-
kristal, atau zat-zat lainnya. Saluran pengangkut pada xilem memiliki bentuk yang
berbeda-beda (Sutrian 1992). Bentuk-bentuk saluran pengangkut pada xilem dapat
kita lihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Bentuk-bentuk saluran pengangkut xilem; A = bentuk ring; B =
bentuk spiral; C = bentuk jaring; D = bentuk berlubang (Frohne 1985)
Trichoblas
t Atrichoblast
Rhizodermi
s Kortek
s Endodermis
Perikambium
Floem
Xilem
Parenkim
Page 9
Berdasarkan letak susunan xilem dan floem, berkas pengangkut pada
dasarnya mempunyai 3 tipe, yaitu : kollateral, konsentris dan radial. Kolateral
terbagi lagi menjadi kollateral terbuka, tertutup, dan bikollateral. Sedangkan
konsentris dapat dibagi menjadi amphikribal dan amphivasal. Tipe-tipe berkas
pembuluh dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Tipe-tipe berkas pembuluh; A= Konsentris amphikribal; B=
Konsentris amphivasal; C= Radial; D= Bikollateral; E= Kollateral tertutup;
F= Kollateral terbuka. (Frohne 1985)
Kollateral tertutup merupakan berkas pengangkut dimana antara floem dan
xilem tidak terdapat kambium, pada kollateral terbuka antara floem dan xilem
terdapat kambium sedangkan bikollateral merupakan berkas pengangkut dimana
terdapat dua buah floem dengan satu xilem. Kambium hanya terdapat diantara
floem luar dengan xilem, sedangkan floem dalam dan xilem tidak terdapat
kambium. Konsentris amphikribal merupakan jaringan pengangkut dimana floem
mengelilingi xilem, sedangkan konsentris amphivasal floem terletak di tengah dan
dikelilingi xilem. Berkas pengangkut radial merupakan berkas pengangkut dimana
xilem dan floem terletak bergantian menurut jari-jari lingkaran (Sutrian 1992).
Bentuk akar paku berbeda-beda untuk tiap spesies. Banyak tumbuhan paku
yang memiliki akar merambat namun tidak untuk jenis tumbuhan paku yang
hidup di darat. Akar pada tumbuhan paku kebanyakan berupa akar serabut. Pada
akar paku, xilem terdapat di tengah dikelilingi floem membentuk berkas
pembuluh angkut yang konsentris. Gambar xilem dan floem pada tumbuhan paku
dapat dilihat pada Gambar 11.
Page 10
Gambar 11. Xilem dan floem pada akar tumbuhan paku (Sumber: Bold et al 1980)
2.3 Pemeriksaan Histologi Tumbuhan
Histologi tumbuhan adalah ilmu yang mempelajari struktur mikroskopis
atau karakteristik sel dan fungsi dari jaringan dan organ dengan beberapa metode
tertentu. Metode tersebut dilakukan untuk mendapatkan informasi yang sama
namun berbeda cara secara detail dari media dan jenis media yang digunakan
untuk sampel. Hal tersebut termasuk metode untuk menerangkan dan pemendaran
pada mikroskop, dimana spesimen dapat dipotong pada bagian tengah
(15-40 mikrometer) tanpa menggunakan medium penstabil (keadaan segar),
dalam cryofluids (keadaan beku), atau ditanam dalam bahan seperti parafin atau
dalam formula plastik lainnya. Metode lain yang dikerjakan dengan mikroskop
elektron tidak membutuhkan media penanaman spesial untuk persiapan preparat
(Scanning Electron Microscopy) atau menggunakan sampel yang ditanam dalam
plastik (Transmission Electron Microscopy) untuk cara ini sampel dipotong
sangat kecil (65-100 nanometer) (Trigiano et al 2005).
Hasil preparat histologis pada tumbuhan dapat menunjukkan informasi
yang tidak didapat melalui pemeriksaan secara visual. Banyak penelitian baik
dilakukan secara in vitro maupun in vivo bisa dimengerti karena adanya penelitian
secara histologi. Sebagai contoh, somatik embrio dapat diproduksi di permukaan
daun, tetapi mungkin morfologi yang menyimpang tidak akan diketahui. Dengan
menggunakan metode histologi dan pemeriksaan anatomi dengan cermat, para
peneliti akan dapat melihat karakteristik somatik embrio. Contoh lain dari teknik
histologi digunakan untuk melihat struktur spesifik asli dari tumbuhan.
Perkembangan histologi dapat dipelajari dari waktu ke waktu secara teratur
Floem
Xilem
Page 11
dengan melihat jaringan sampel atau langsung dilihat pada jaringan dewasa
(Trigiano et al 2005).
2.4 Mempersiapkan Preparat
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam mempelajari histologi
adalah membuat preparatnya terlebih dahulu. Metode pembuatan preparat dapat
dibagi menjadi tiga macam, yaitu preparat segar, preparat utuh (whole mount), dan
preparat yang dilakukan proses penanaman (embedding). Proses pembuatan
preparat segar dilakukan dengan melakukan sayatan melintang yang tipis pada
daun dan diletakkan pada gelas objek. Setelah itu dapat ditetesi dengan pewarna
dan ditutup dengan gelas penutup. Pada saat penutupan harus hati-hati agar tidak
ada gelembung udara. Proses pembuatan preparat utuh (whole mount) merupakan
metode pembuatan preparat secara utuh. Biasanya tanaman yang akan diamati
adalah tanaman dengan ukuran kecil, apabila ukuran tanaman terlalu besar dapat
dilakukan proses pemangkasan terlebih dahulu. Proses pembuatan preparat ini
terdiri dari beberapa tahap seperti fiksasi bertahap, penggunaan xylol berseri,
pewarnaan, inkunasi, dehidrasi, dan perekatan ke gelas preparat, dan dilakukan
penutupan (Kiernan 1988).
Pembuatan preparat dengan metode embedding terdiri dari 5 macam.
Metode tersebut antara lain gelatin embedding, paraffin embedding, nitrocellulose
embedding, double embedding, dan embedding pada plastik (Kiernan 1988).
Proses embedding pada objek menggunakan media gelatin merupakan metode
lama yang sudah digantikan dengan resin. Metode ini mirip dengan metode
parafin dimana gelatin tidak dapat menembus jaringan dan hanya mengelilingi
jaringan dan mengisi ruang yang kosong. Gelatin tidak dapat dihilangkan, karena
warnanya sangat kuat tetapi tidak mengganggu warna penampakan objek. Media
embedding yang sejenis dengan gelatin adalah agar dan polycrylamide. Paraffin
embedding merupakan suatu metode yang paling umum digunakan. Metode ini
banyak digunakan karena lebih mudah dan lebih cepat serta material kering dapat
disimpan lebih lama. Nitrocellulose embedding merupakan metode embedding
menggunakan padatan dengan nama celloidin, Parlodion, Necolloidin, dan low-
viscosity nitrocellulose. Larutan nitrocellulose ditempatkan pada botol dengan
tutup memutar. Larutan ini merupakan larutan yang mudah terbakar. Biasanya
Page 12
larutan ini dicampurkan dengan volume yang sama dengan etanol dan dietil eter
(Kiernan 1988).
Pembuatan preparat embedding juga dapat dilakukan dengan
menggunakan double embedding. Metode ini menggunakan kombinasi
nitrocellulose dan lilin cair. Metode ini digunakan pada objek yang mengandung
jaringan keras dan lunak. Metode embedding dengan plastik (resin) merupakan
metode embedding yang digunakan untuk mikroskop elektron. Prinsip pembuatan
preparat dengan metode ini sederhana, dimana objek diinfiltrasi dengan monomer
reaktif (molekul kecil) dimana polymerized membentuk plastik (molekul besar).
Bahan resin lebih keras dibandingkan dengan lilin atau nitrocellulose, sehingga
memungkinkan memotong lebih tipis untuk mikroskop elektron (Kiernan 1988) .
2.5 Pembuatan Preparat dengan Metode Parafin
Hal mendasar dan penting yang harus dilakukan dari semua metode
histologi adalah metode pembuatan preparat. Para ahli telah memperhatikan
metode ini untuk penelitian histologi sejak seratus tahun yang lalu. Pada saat ini
telah banyak perubahan dalam memeriksa sampel kering dan tidak menggunakan
gelas penutup. Penggunaan pisau untuk memotong juga telah mengalami
modifikasi alat dengan adanya alat mikrotom. Spencer microtomes telah dapat
digunakan dengan baik untuk memotong dalam metode histologi. (Kiernan 1988).
Metode penanaman parafin (paraffin embedding) merupakan suatu metode
yang paling umum digunakan sejak dahulu dalam pembuatan preparat. Proses
pembuatan preparat dengan metode parafin terdiri dari beberapa langkah, yaitu
fiksasi, pencucian, dehidrasi, infiltrasi, embedding, pengirisan, penempelan,
pewarnaan, dan penutupan. Pada pembuatan preparat dengan metode parafin ini
langkah pertama yang dilakukan adalah proses fiksasi. Tahap fiksasi ini dilakukan
agar jaringan tidak membusuk dan dapat mempertahankan struktur jaringan.
Formalin-aceto-alcohol dapat digunakan sebagai bahan yang memberikan fiksasi
sempurna. Setelah tahap fiksasi selesai, dilanjutkan dengan pencucian dan
dehidrasi. Proses pencucian dilakukan untuk menghilangkan reagen yang masih
ada pada obyek. Cairan yang digunakan dalam proses pencucian ini tergantung
pada reagen yang digunakan sebelumnya. Hampir semua larutan pengencer
terutama yang mengandung chromic acid dapat dicuci dengan air, jika proses
Page 13
pencucian dengan air mengalir sulit dilakukan dapat dilakukan dengan air dalam
jumlah besar dan dilakukan berulang kali. Apabila air yang digunakan terlalu
banyak mengandung udara maka harus dilakukan proses penguapan dengan
pemanasan atau menggunakan suction pump. Proses pencucian dengan
menggunakan larutan jumlahnya harus sama dengan larutan fiksasi.
Proses dehidrasi merupakan pengambilan air dari jaringan sehingga
terdapat ruang kosong dan dapat dimasuki oleh parafin. Jika proses pencucian
dilakukan dengan air maka proses dehidrasi dilakukan dengan 5% etanol dan
diteruskan dengan 11%, 18%, dan 30% etanol. Perendaman setiap dua jam pada
masing-masing larutan sudah cukup untuk proses dehidrasi. Bagaimanapun jika
proses pencucian dilakukan dengan alkohol diatas 70% perlu digunakan xilol,
kloroform, atau larutan essensial setelah proses dehidrasi pertama yang diikuti
dengan alkohol absolut. Komposisi larutan yang digunakan untuk proses dehidrasi
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi larutan pada proses dehidrasi
Persentasi alkohol pada larutan 50 % 70 % 85 % 95 % 100 %
Air 50 30 15 - -
Etanol 95 % 40 50 50 45 -
Tertier butil alkohol 10 20 35 55 75
Etanol 100 % - - - - 25
Sumber : Johansen 1940
Infiltrasi bertujuan menyusupkan parafin ke dalam jaringan. Pada tahap ini
dilakukan proses transfer dari butil alkohol ke parafin sedikit demi sedikit. Bahan
ditransfer pada campuran yang sama pada minyak parafin dan Tertier Butil
Alkohol selama 1 jam. Botol kecil diisi 3/4 penuh dengan cairan Parowax dan
didiamkan sampai cairan tersebut mulai mengeras namun jangan sampai menjadi
beku. Setelah obyek tenggelam campuran minyak paraffin, parowax, dan alkohol
diganti dengan dengan cairan yang baru. Pergantian cairan parafin yang baru
dilakukan tiap 6 jam sekali sebanyak 3 kali (Johansen 1940).
Penanaman (embedding) proses penanaman material ke dalam cetakan
yang berisi parafin cair, yang bila dingin akan mengeras sehingga memudahkan
Page 14
penyayatan dengan mikrotom. Material dalam cetakan parafin tersebut dibiarkan
dalam air selama setengah jam sampai dingin. Suhu parafin harus benar-benar
diperhatikan, apabila pendinginan parafin terlalu lambat akan menyebabkan
terbentuknya kristal dan meyebabkan cetakan banyak terdapat bercak putih dan
tidak dapat dilakukan pengirisan. Setelah proses penanaman selesai dan parafin
telah dingin dan keras akan dilakukan proses pengirisan.
Proses pengirisan merupakan pembuatan sayatan atau pita dari blok
parafin yang telah terbentuk dengan menggunakan mikrotom. Setelah itu
dilakukan proses penempelan pita yang telah dipotong ke dalam gelas obyek dan
diberi beberapa tetes air (Johansen 1940). Setelah proses pengirisan, parafin harus
dihilangkan terlebih dahulu dari obyek sebelum dilakukannya pewarnaan. Untuk
melakukan proses ini dapat digunakan xilol dan campuran xilol dengan etanol.
Sebelum memasuki proses pewarnaan, gelas preparat dibilas terlebih dahulu
dengan akuades.
Pewarnaan merupakan proses pemberian warna pada gelas obyek. Proses
ini dilakukan untuk memudahkan dalam melihat jaringan pada tumbuhan.
Pewarnaan ini dapat dilakukan dengan menggunakan satu pewarna atau beberapa
kombinasi warna disesuaikan dengan tujuan pengamatan. Sebagai contoh apabila
pewarnaan ditujukan untuk melihat selulosa pada dinding sel maka dapat
digunakan aniline blue, fast green, CFC, light green, dan congo red. Untuk
melihat protein dapat digunakan safranin, sedangkan untuk lemak dapat dengan
sudan III dan lain-lain. (Kienan 1988). Kemudian gelas preparat dicelup ke dalam
pewarna sesuai dengan tujuan pewarnaan. Setelah pencelupan dalam larutan
pewarna selesai dilakukan dehidrasi dengan alkohol 35%, 70%, dan 95%. Setelah
proses pewarnaan selesai dilanjutkan dengan penutupan. Proses penutupan ini
dapat dilakukan dengan menggunakan perekat seperti entelan (Canada Balsam)
dan ditutup dengan coverslip. Setelah itu preparat dapat disimpan dengan suhu
tidak boleh melebihi 60 oC (Johansen 1940).
2.6 Analisis Proksimat pada Tumbuhan
Tumbuhan pangan utama yang dibutuhkan oleh tubuh manusia adalah
jenis tumbuhan sayur atau sayuran. Sayuran sangat dianjurkan untuk dikonsumsi
sehari-hari, hal ini dikarenakan sayuran merupakan sumber vitamin, mineral,
Page 15
antioksidan dan serat pangan. Pada sayuran terdapat kandungan gizi baik makro
maupun mikro. Kandungan gizi makro terdiri dari karbohidrat, protein, dan
lemak, sedangkan golongan mikro terdiri dari vitamin dan mineral (Haris dan
Karmas 1989). Zat-zat gizi menyediakan kebutuhan sel-sel tubuh yang beraneka
ragam. Sebagai “mesin hidup”, sel memerlukan energi, bahan-bahan
pembangunan dan bahan-bahan untuk memperbaiki bagian yang rusak dengan
menggunakan zat-zat gizi (Muchtadi 2001).
2.6.1 Protein
Semua makhluk hidup memerlukan protein. Manusia dan binatang
memerlukan protein yang berasal dari tanaman, sedangkan tanaman sanggup
membangun protein dari bahan-bahan yang diperoleh dari tanah dan udara sekitar
(Suhardjo dan Kusharto 1988). Protein terbentuk dari unsur-unsur organik yaitu
karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Beberapa protein juga mengandung
unsur-unsur mineral yaitu fosfor, sulfur dan besi. Molekul protein tersusun dari
satuan-satuan dasar kimia yaitu asam amino. 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. Sayuran yang mengandung protein adalah yang berasal
dari biji-bijian, seperti kacang panjang, buncis, dan kecambah (Wirakusumah
2007).
Berdasarkan dapat atau tidaknya disintesis oleh tubuh, asam-asam amino
digolongkan menjadi dua golongan yaitu : 1) asam amino esensial (tidak dapat
disintesis oleh tubuh, sehingga perlu disuplai dari bahan makanan) dan 2) asam
amino non esensial (dapat disintesis oleh tubuh dari asam lemak dan senyawa
nitrogen). Bagi orang dewasa terdapat 8 macam asam amino esensial yaitu :
isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, dan valin.
Sedangkan bagi bayi selain kedelapan asam amino tersebut histidin dan arginin
tergolong esensial. Asam amino yang tergolong nonesensial adalah tirosin, sistin,
glisin, serin, asam glutamat, asam aspartat, alanin, prolin. Kadang-kadang orang
menggolongkan tirosin dan dan sistin sebagai asam amino semi esensial
(Muchtadi 2001).
Page 16
Untuk menganalisis kandungan protein pada bahan pangan digunakan uji
yang berdasarkan kandungan nitrogen (metode Kjeldhall). Kandungan protein
dapat dihitung dengan mengalikan total nitrogen dengan 6,25 menggunakan
metode Kjeldhall dengan katalis Cu (Dierenfeld dan McCann 1999). Kandungan
protein tidak sama untuk protein non nitrogen dengan protein nitrogen
(Huyghebaert 2003).
2.6.2 Lemak
Lemak mempunyai komposisi kimia yang unik sehingga tidak larut dalam
air, melainkan dapat larut dalam pelarut organik seperti kloroform atau benzen.
Komposisi kimia lemak juga juga menentukan bentuk lemak yaitu lemak (fat)
yang berupa padatan pada suhu kamar misalnya lemak hewan, sedangkan minyak
(oil) adalah lemak berbentuk cairan dalam temperature kamar misalnya minyak
jagung, minyak kedelai, minyak kelapa sawit dan minyak zaitun. Secara umum
formulasi kimia suatu asam lemak adalah CH3(CH2)nCOOH (Muchtadi 2001).
Menurut ada tidaknya ikatan rangkap yang dikandung asam lemak, maka
asam lemak dapat dibagi menjadi 3 yaitu :
1. Asam lemak jenuh yaitu hanya mempunyai ikatan tunggal misalnya
asam butirat, asam kaproat
2. Asam lemak takjenuh tunggal yaitu mengandung satu ikatan rangkap
pada rantai karbon misalnya asam palmitoleat, asam oleat
3. Asam lemak takjenuh poli yaitu asam lemak yang mengandung lebih
dari satu ikatan rangkap pada rantai karbonnya misalnya asam linolenat,
asam arachidonat (Muchtadi 2001).
Fungsi lemak secara umum adalah penghasil energi,
pembangun/pembentuk struktur tubuh, protein sparer (penghematan fungsi
protein), penghasil asam lemak essensial yang penting bagi tubuh, pembawa
vitamin larut lemak, pelumas diantara persendian, membantu pengeluaran sisa
makanan, pemberi kepuasan cita rasa, agen pengemulsi, dan prekusor
prostaglandin (Suhardjo dan Kusharto 1988). Lemak yang terdapat pada bahan
pangan nabati umumnya berupa asam lemak tidak jenuh. Fungsi dari asam lemak
tak jenuh yaitu sebagai komponen dari sel-sel saraf, membran selular, dan
senyawa yang menyerupai hormon. Selain itu asam lemak tidak jenuh juga
Page 17
berfungsi sebagai proteksi dan terapi untuk penyakit jantung serta kanker
(Wirakusumah 2007).
Total lemak dalam bahan pangan dapat diketahui setelah diekstrasi dan
dilakukan penilaian gravimetric. Beberapa metode dapat digunakan untuk
mengekstrasi lemak. Hidrolisis merupakan salah satu metode yang umum
digunakan, tetapi hanya untuk mengetahui total lemak tanpa tahu pembagiannya.
Sedangkan untuk mengetahui kandungan asam lemak harus dilakukan
saponifikasi dan esterifikasi (Huyghebaert 2003).
2.6.4 Vitamin
Vitamin adalah senyawa kimia atau zat gizi yang sangat penting dan
dibutuhkan tubuh walaupun dalam jumlah yang sangat kecil, untuk pemeliharaan
kesehatan dan pertumbuhan normal dimana sebagian besar tidak dapat disintesis
oleh tubuh, sehingga harus masuk ke dalam tubuh melalui bahan makanan.
Vitamin dikelompokan menjadi dua, yaitu vitamin yang larut dalam lemak
(vitamin A, D, E, dan K) dan vitamin yang larut dalam air (B1, B2, B3, B4, B5,
B6, B12, asam folat, biotin, dan vitamin C) (Wirakusumah 1997). Vitamin yang
sangat diperlukan tubuh diantaranya vitamin B1 (tiamin), B2 (riboflavin), asam
folat, B12 (sianokobalalamin), vitamin C, vitamin A, vitamin D, vitamin E, dan
vitamin K. Vitamin walaupun sifatnya mikro namun memiliki peran yang penting
(Muchtadi 2001). Untuk menguji kandungan vitamin dalam bahan pangan dapat
digunakan metode kromatografi (Huyghebaert 2003).
2.6.5 Serat
Sayuran merupakan sumber serat utama. Kandungan serat pada sayuran
sangat bermanfaat dalam pencegahan berbagai penyakit. Serat makanan dalam
diet sangat efektif mencegah berbagai penyakit dan gangguan pencernaan seperti
sembelit dan diare, divertikulum, wasir, karies gigi, jantung koroner, kanker
kolon, kencing manis dan batu empedu. Serat yang merupakan zat non gizi
terbagi dari dua jenis, yaitu serat kasar (crude fiber) dan serat makanan (dietry
fiber). Serat kasar adalah bagian tanaman pangan yang tersisa atau tidak dapat
dihidrolisis kembali oleh larutan asam sulfat atau natrium hidroksida dalam
analisis proksimat, belum menunjukkan kandungan serat total sedangkan serat
Page 18
makanan adalah serat yang tetap ada dalam usus besar setelah proses pencernaan.
Nilai serat kasar lebih kecil 1/3-1/2 dari nilai serat makanan (Soelistijani 1998).
Kandungan serat kasar dalam bahan pangan dapat dihitung setelah sample kering
didestruksi dengan H2SO4 dan NaOH. Kandungan serat kasar dapat diketahui
setelah beberapa kandungan utama seperti protein, lemak, karbohidrat, dan pati
dihilangkan (AOCS 2006).
Berdasarkan jenis kelarutannya, serat dapat digolongkan menjadi dua,
yaitu serat tidak larut dalam air dan serat yang larut dalam air. Sifat kelarutan ini
sangat menentukan pengaruh fisiologis serat pada proses-proses di dalam
pencernaan dan metabolisme zat-zat gizi (Soelistijani 1998). Selulosa,
hemiselulosa dan lignin tergolong serat tidak larut air. Selulosa merupakan serat-
serat panjang yang terbentuk dari homopolimer glukosa rantai linier. Rantai
molekul pembentuk selulosa akan semakin panjang seiring dengan meningkatnya
umur tanaman. Di dalam tanaman, selulosa berfungsi memperkuat dinding sel.
Hemiselulosa mempunyai rantai molekul lebih pendek dibanding selulosa. Unit
ini terdiri dari heksosa dan pentosa. Hemiselulosa berfungsi sebagai penguat
dinding sel dan cadangan makanan bagi tanaman. Lignin termasuk senyawa
aromatik yang tersusun dari polimer fenil propan. Lignin bersama-sama dengan
holoselulosa (gabungan selulosa dan hemiselulosa) berfungsi membentuk jaringan
tanaman (Soelistijani 1998).
Pektin, musilase dan gum tergolong serat yang larut dalam air. Pektin
merupakan polimer dari glukosa dan asam galakturonat yang terdapat dalam
dinding sel primer tanaman dan berfungsi sebagai perekat antara dinding sel
tanaman. Sifatnya membentuk gel dan dapat mempengaruhi metabolisme zat gizi.
Musilase mempunyai struktur mirip hemiselulosa dan ditemukan dalam lapisan
endosperm biji tanaman. Musilase mampu membentuk gel seperti pektin. Gum
terdapat pada bagian lamela tengah atau diantara dinding tanaman. Gum juga
mampu membentuk gel dan mempunyai peran yang sangat penting yaitu sebagai
penutup dan pelindung tanaman yang terluka (Soelistijani 1998). Dalam jaringan
tumbuhan kandungan serat tersebut tersusun di dinding sel dengan jumlah yang
berbeda pada tiap bagian. Penyebaran komponen serat pada dinding sel dapat
dilihat pada Gambar 12.
Page 19
Gambar 12. Penyebaran komponen serat pada dinding sel; arah panah
menunjukkan meningkatnya konsentrasi komponen
(ML=Mittellamela, PW=dinding primer sel, SW= Dinding sekunder sel) (Frohne 1985)
Kandungan protopektin ada pada dinding primer dan meningkat di
mittellamela. Hemiselulosa terdapat di dinding sekunder dan meningkat sampai ke
dinding primer. Selulosa terdapat di dinding primer dan meningkat sampai ke
dinding sekunder, sedangkan selulosa terdapat di semua bagian dinding sel dan
semakin meningkat ke mittellamela (Frohne 1985).
2.7 Mineral dan Fungsinya
Unsur-unsur mineral adalah unsur kimia selain karbon, hidrogen, oksigen
dan nitrogen yang dibutuhkan oleh tubuh. Dalam makanan, unsur-unsur tersebut
kebanyakan terdapat dalam garam anorganik misalnya natrium klorida tetapi
beberapa mineral terdapat dalam senyawa organik seperti sulfur dan fosfor yang
merupakan penyusun beberapa protein (Guthrie 1975). Unsur mineral juga
dikenal sebagai zat anorganik atau kadar abu. Zat anorganik tidak ikut terbakar
dalam proses pembakaran sementara zat organik habis terbakar. Zat anorganik
yang tidak terbakar tersebut berwujud sebagai abu.
Mineral berasal dari dalam tanah. Tanaman yang ditanam di atas tanah
akan menyerap mineral yang diperlukan untuk pertumbuhannya, yang kemudian
disimpan di dalam struktur tanaman seperti akar, batang, daun, bunga, dan buah.
Hewan yang memakan tanaman tersebut akan menyimpan mineral yang diperoleh
di dalam tubuhnya. Manusia akan memperoleh mineral dari dua sumber yaitu
melalui konsumsi nabati dan hewani (Muchtadi 2001). Disamping sebagai
Page 20
komponen jaringan tubuh, mineral adalah unsur anorganik yang juga berfungsi
dalam system enzim. Mineral berinteraksi dengan vitamin dan hormon untuk
berperan dalam fungsi fisiologis. Sekalipun dibutuhkan dalam jumlah kecil tetapi
keberadaan mineral dalam tubuh amatlah penting (Muchtadi 2001).
Mineral digolongkan ke dalam mineral makro dan mineral mikro. Mineral
makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg
sehari seperti natrium, klorida, kalsium, fosfor, magnesium dan belerang
sedangkan mineral mikro dibutuhkan kurang dari 100 mg sehari seperti besi,
iodium, mangan, litium seng dan sebagainya. Jumlah mineral mikro di dalam
tubuh kurang dari 15 mg. Hingga saat ini dikenal sebanyak 24 mineral yang
dianggap esensial (Almatsier 2003). Beberapa unsur mineral yang dibutuhkan
tubuh diantaranya adalah sebagai berikut :
2.7.1 Kalsium (Ca)
Kalsium merupakan mineral paling banyak terdapat dalam tubuh, yaitu
1,5% sampai 2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg.
Dari jumlah ini, 99% berada di dalam jaringan keras, yaitu tulang dan gigi
terutama dalam bentuk hidroksiapatit. Kalsium tulang berada dalam keadaan
seimbang dengan kalsium plasma pada konsentrasi kurang lebih 2,25 sampai
2,60 mmol/l (9 sampai 10,4 mg/100 ml). Selain di dalam tulang, kalsium juga
menyebar di seluruh tubuh, seperti pada cairan ekstraseluler dan intraseluler
(Almatsier 2003).
Pada saat kalsium terdapat secara berlimpah di dalam tanah, kalsium juga
banyak terdapat pada daun yang diambil secara pasif melalui pertumbuhan akar.
Kalsium sebagian besar terdapat dalam xilem dan dalam konsentrasi lebih kecil
terdapat dalam floem (Johnson and Uriu 1990). Kalsium yang diambil oleh
tanaman biasanya dalam bentuk urea dan akan diubah menjadi bentuk hidroksil,
lignin serta pada daun sebagai kalsium ion bebas dimana berfungsi dalam
pertumbuhan biji dan meristem apikal (Bourne 1985).
Kalsium berperan dalam pembentukan tulang. Kalsium di dalam tulang
berfungsi sebagai bagian integral dari struktur tulang dan sebagai tempat
menyimpan kalsium serta proses kalsifikasi. Kalsium berperan dalam proses
pembentukan gigi. Peran kalsium pada proses pembentukan gigi tersebut hampir
Page 21
sama dengan yang terjadi pada tulang, tetapi mempunyai kristal yang lebih padat
dan lebih sedikit mengandung air. Kalsium juga berperan dalam pertumbuhan,
pembekuan darah, katalis reaksi biologis, perawatan dan peningkatan fungsi
membran sel, dan pengaturan pengambilan strontium (Guthrie 1975).
Sumber kalsium utama adalah susu dan hasil susu, ikan, serealia, kacang-
kacangan dan hasil kacang-kacangan, dan sayuran hijau merupakan sumber
kalsium yang baik juga, tetapi bahan makanan ini mengandung zat yang yang
menghambat penyerapan kalsium seperti serat, fitat dan oksalat. Angka
kecukupan rata-rata sehari untuk kalsium bagi orang Indonesia ditetapkan oleh
Widyakarya Pangan dan Gizi LIPI (1998) diacu dalam Almatsier (2003) adalah
sebagai berikut :
Bayi : 300-400 mg
Anak-anak : 500 mg
Remaja : 600-700 mg
Dewasa : 500-800 mg
Hamil dan menyusui : + 400 mg
2.7.2 Fosfor (F)
Fosfor merupakan mineral kedua terbanyak di dalam tubuh, yaitu 1% dari
berat badan. Kurang lebih 85% fosfor di dalam tubuh terdapat sebagai garam
kalsium fosfat, yaitu bagian dari kristal hidroksiapatit di dalam tulang dan gigi
yang tidak dapat larut. Fosfor selebihnya terdapat di dalam semua sel tubuh,
separuhnya di dalam otot dan di dalam cairan ekstraseluler. Fosfor merupakan
bagian dari asam nukleat DNA dan RNA yang terdapat dalam tiap inti sel dan
sitoplasma tiap sel hidup. Sebagai fosfat organic, fosfor memegang peranan
penting dalam reaksi yang berkaitan dengan penyimpanan atau pelepasan energi
dalam bentuk Adenin Trifosfat (ATP) (Almatsier 2003).
Fosfor yang diserap tumbuhan sebagian besar dalam bentuk fosfat. Fosfor
dalam tumbuhan berada dalam molekul DNA dan RNA, membran sel, dan
molekul ATP yang dapat berupa simpanan energi pada batang, daun dan buah
namun lebih banyak di ditemukan dalam jumlah besar pada biji dan buah daripada
daun. Fosfor berperan dalam beberapa reaksi pelepasan energi. Fosfor yang sudah
tidak terpakai keluar dari metabolisme dan disimpan sebagai asam fitat dimana
Page 22
diperlukan dalam masa dormansi pada biji dan umbi-umbian. Dedaunan tidak
mengandung fosfor sebagai asam fitat, karena fosfor dalam daun selalu dalam
bentuk aktif. Fosfor dalam tanaman penting di dalam pertumbuhan jaringan dan
produksi tanaman (Johnson and Uriu 1990).
Fosfor berfungsi mengatur pengeluaran energi dari hasil pembakaran
karbohidrat, lemak dan protein. Molekul fosfat diikat ADP untuk membentuk
ATP. Fosfor juga memfasilitasi penyerapan dan transportasi nutrisi, merupakan
bagian yang penting bagi komponen tubuh, pengapuran/kalsifikasi tulang dan
gigi, dan mengatur keseimbangan asam basa. Kekurangan fosfor bisa terjadi bila
menggunakan obat antacid untuk menetralkan asam lambung, seperti aluminium
hidroksida untuk waktu yang lama. Aluminium hidroksida mengikat fosfor
sehingga tidak dapat diabsorbsi. Gejala kekurangan fosfor adalah lelah, kurang
nafsu makan, dan kerusakan tulang (Almatsier 2003).
Fosfor ada di semua sel makhluk hidup, fosfor terdapat di semua makanan,
terutama makanan kaya protein, seperti daging, ayam, ikan, telur, susu serta
kacang-kacangan dan serealia. Angka kecukupan rata-rata sehari untuk kalsium
bagi orang Indonesia ditetapkan oleh Widyakarya Pangan dan Gizi LIPI (1998)
diacu dalam Almatsier (2003) adalah sebagai berikut :
Bayi : 200-250 mg
Anak-anak : 250-400 mg
Remaja : 400-500 mg
Dewasa : 400-500 mg
Hamil dan menyusui : + 200 - +300 mg
2.7.3 Kalium (K)
Kalium merupakan ion bermuatan positif yang terutama terdapat di dalam
sel. Perbandingan natrium dan kalium di dalam cairan intraseluler adalah 1 : 10
sedangkan di dalam cairan ekstraseluler 28 : 1. Sebanyak 95% kalium tubuh
berada di dalam cairan intraseluler. Jumlah kalium di dalam plasma darah
menunjukkan metabolism seluler alami lebih baik daripada yang disimpan dalam
tubuh. Plasma kalium akan keluar ketika terjadi kehancuran jaringan tubuh
(katabolisme) dan juga asidosis yang mengindikasikan kalium meninggalkan sel
untuk membantu menormalkan keseimbangan asam basa (Almatsier 2003).
Page 23
Kalium tidak diragukan lagi merupakan bahan esensial dan tidak dapat
digantikan tugasnya di dalam metabolisme dan pertumbuhan tanaman sehingga
dibutuhkan dalam jumlah besar. Kalium terdapat dalam jumlah besar pada
jaringan daun dan buah terutama pada jaringan yang muda. Meskipun salah satu
fungsinya adalah mengaktifkan enzim, sebagian besar ion kalium tidak berbentuk
molekul kompleks tetapi dalam bentuk ion dalam sel dengan mobilitas yang tinggi
untuk membantu tekanan turgor (Bourne 1985 ; Chapin 2008).
Kalium bersama natrium memegang peranan dalam pemeliharaan
keseimbangan cairan dan elektrolit serta keseimbangan asam basa. Kalium
bersama kalsium berperan dalam transmisi saraf dan relaksasi otot. Di dalam sel,
kalium berfungsi sebagai katalisator banyak reaksi biologis, terutama dalam
metabolisme energi dan sintesis glikogen dan protein. Kalsium berperan dalam
perperan dalam pertumbuhan sel serta berhubungan dengan masa otot dan
simpanan glikogen, Kekurangan kalium dapat terjadi karena kebanyakan
kehilangan melalui saluran cerna atau ginjal. Kekurangan kalium menyebabkan
lemah, lesu, kehilangan nafsu makan, kelumpuhan, mengigau, dan konstipasi serta
jantung akan berdebar detaknya dan menurunkan kemampuannya dalam
memompa darah (Almatsier 2003).
Kalium terdapat di dalam semua makanan berasal dari tumbuh-tumbuhan
dan hewan. Sumber utama adalah makanan segar, terutama buah, sayuran, dan
kacang-kacangan. Kebutuhan minimum akan kalium ditaksir sebanyak 2000 mg
sehari (Almatsier 2003).
2.7.4 Natrium (Na)
Natrium adalah kation utama dalam cairan ekstraseluler. 35% sampai 45%
natrium ada di dalam kerangka tubuh. Cairan saluran cerna, sama seperti cairan
empedu dan pancreas, mengandung banyak natrium. Sumber utama natrium
adalah garam dapur atau NaCl. Garam dapur di dalam makanan sehari-hari
berperan sebagai bumbu dan sebagai bahan pengawet (Almatsier 2003).
Natrium penting dalam hidrasi karena mineral ini memompa air ke dalam
sel. Natrium juga memompa keluar proses hasil reaksi yang terjadi di dalam sel,
sehingga dapat membuang kotoran dari tubuh. Selain mengatur keseimbangan air
melalui tekanan osmotik, natrium juga diperlukan untuk mengatur keseimbangan
Page 24
asam basa, pengaturan volume plasma, urat syaraf dan kontraksi otot. Kekurangan
natrium dapat menyebabkan gangguan hypoathermia seperti lemah, kebingungan,
otot tertarik, kejang dan koma (Almatsier 2003).
Peranan natrium di dalam tanaman telah menjadi perdebatan selama
bertahun-tahun. Tumbuhan dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik ketika
tidak tersedianya natrium. Bahkan ketersediaan natrium yang berlebih akan
menghambat penyerapan kalium yang sangat dibutuhkan oleh tanaman. Namun
penelitian beberapa ahli menyebutkan bahwa natrium yang dicampurkan ke dalam
pupuk dapat meningkatkan vigor, ketahanan terhadap penyakit, rasa, warna dan
penampakan, serta menjaga kualitas dari hasil panen (Gilbert 1957 ; Chapin
2008).
Sumber natrium adalah garam dapur, mono sodium glutamate (MSG),
kecap dan makanan yang diawetkan dengan garam dapur. Diantara makanan yang
belum diolah, sayuran dan buah juga mengandung sedikit natrium. Taksiran
kebutuhan natrium sehari untuk orang dewasa adalah sebanyak 500 mg (Almatsier
2003).
2.7.5 Besi (Fe)
Besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat di dalam
tubuh manusia dan hewan, yaitu sebanyak 3 sampai 5 gram di dalam tubuh
manusia dewasa. Besi mempunyai beberapa fungsi esensial di dalam tubuh :
sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke beberapa jaringan tubuh, sebagai
alat angkut elektron di dalam sel, dan sebagai bagian terpadu berbagai reaksi
enzim di dalam jaringan tubuh. Walaupun terdapat luas di dalam makanan banyak
penduduk dunia mengalami kekurangan besi, termasuk Indonesia. Kekurangan
besi sejak tiga puluh tahun terakhir diakui berpengaruh terhadap produktivitas
kerja, penampakan kognitif, dan sistem kekebalan (Almatsier 2003).
Besi di dalam tumbuhan terdapat dalam tiga bentuk yaitu metalloprotein
(biasanya enzim), bentuk terlarut terdapat di dalam xilem, floem dan vakuola.
Sebagai ion bebas atau komplek molekul kecil, serta bentuk komplek yang tidak
fungsional dan bergabung dalam komponen-komponen simpanan. Besi hanya
dapat diserap melalui ujung akar sehingga perlu adanya pertumbuhan akar secara
terus-menerus. Besi bergabung dengan protein menjadi bagian penting dari enzim
Page 25
tanaman. Sebagian besar besi bergabung dengan kloroplas, sebagai tempat
pembuatan klorofil yang bertempat pada daun (Bourne 1985).
Besi mempunyai fungsi membawa oksigen dan karbon dioksida. Besi
bertanggung jawab terhadap kemampuan hemoglobin dan myoglobin dalam
membawa oksigen yang dibutuhkan respirasi seluler. Besi membantu formasi
darah melalui pembentukan hemoglobin yang merupakan komponen yang penting
dalam sel darah merah atau eritrosit. Besi juga berperan sebagai katalis dalam
konversi beta karoten, prekusor vitamin A menjadi vitamin A, sintesis purin,
bagian integral dari asam nukleat, membersihkan lemak darah, sintesis kolagen,
memproduksi antibody, detoksifikasi obat di dalam hati, dan sebagai agen infeksi
(Guthrie 1975). Defisiensi besi dapat menyebabkan anemia zat gizi besi yang
berpengaruh luas terhadap kualitas sumberdaya manusia, yaitu kemampuan
belajar dan produktivitas kerja (Almatsier 2003).
Sumber besi yang baik adalah makanan hewani, seperti daging, ayam, dan
ikan. Sumber baik lainnya adalah telur, serealia tumbuk, kacang-kacangan,
sayuran hijau dan beberapa jenis buah. Angka kecukupan rata-rata sehari untuk
besi bagi orang Indonesia ditetapkan oleh Widyakarya Pangan dan Gizi LIPI
(1998) diacu dalam Almatsier (2003) adalah sebagai berikut :
Bayi : 3-9 mg
Anak-anak : 10 mg
Remaja : 14-25 mg
Dewasa : 13-26 mg
Hamil dan menyusui : + 2 - +20 mg
2.7.6 Tembaga (Cu)
Tembaga ada dalam tubuh sebanyak 50 sampai 120 mg. Sekitar 40% ada
di dalam otot, 15% di dalam hati, 10% di dalam otak, 6% di dalam darah dan
selebihnya di dalam tulang, ginjal, dan jarinagn tubuh yang lain. Di dalam plasma,
60% dari tembaga terikat dari seruloplasmin, 30% pada transkuperin dan
selebihnya pada albumin dan asam amino (Almatsier 2003).
Sebagian besar tembaga di dalam daun-daunan terdapat dalam bentuk
netral atau kompleks anionik yang lebih mudah larut daripada dalam bentuk lain
seperti tembaga sulfat. Hanya sejumlah kecil tembaga yang dibutuhkan oleh
Page 26
tanaman dan ketika persediaannya cukup, tembaga dapat berpindah dengan
mudah dari daun tua ke daun yang lebih muda. Lebih dari separuh tembaga berada
di kloroplas dan terlibat dalam reaksi fotosintesis (Johnson and Uriu 1990).
Tembaga utama di dalam tubuh adalah sebagai bagian dari enzim. Enzim-
enzim mengandung tembaga mempunyai berbagai peranan berkaitan dengan
reaksi yang menggunakan oksigen atau radikal oksigen. Tembaga memegang
peranan dalam mencegah anemia dengan cara membantu absorbsi besi,
merangsang sintesis hemoglobin, melepas simpanan besi dari feritin dalam hati.
Kekurangan tembaga pernah dilihat pada anak-anak yang kekurangan protein dan
menderita anemia kurang besi serta pada anak-anak yang mengalami diare, selain
itu kekurangan tembaga bisa terjadi pada pada seseorang yang kekurangan nutrisi
parental, bayi lahir premature, dan bayi yang mendapat susu sapi dengan
komposisi gizi yang tidak disesuaikan. Kekurangan tembaga dapat mengganggu
pertumbuhan, metabolisme dan demineralisasi tulang (Almatsier 2003).
Tembaga terdapat luas di dalam makanan. Sumber utama tembaga adalah
tiram, kerang, hati, ginjal, kacang-kacangan, unggas, biji-bijian, serealia, dan
coklat. Amerika Serikat menetapkan jumlah tembaga yang aman untuk
dikonsumsi adalah sebanyak 1,5 sampai 3 mg sehari (Almatsier 2003).
2.7.7 Seng (Zn)
Seng terdapat dalam semua jaringan tubuh seperti hati, otot dan tulang.
Jumlah mineral seng dalam tubuh kira-kira 28 mg perkilogram berat badan bebas
lemak (Suharjo dan Kusharjo 1988). Jaringan yang banyak mengandung seng
adalah bagian-bagian mata, kelenjar prostat, spermatozoa, kulit, rambut dan kuku.
Di dalam cairan tubuh, seng terutama merupakan ion intraseluler. Seng di dalam
plasma hanya merupakan 0,1% dari seluruh seng di dalam tubuh yang mempunyai
masa pergantian yang cepat (Almatsier 2003).
Seng terkandung di dalam setiap jaringan tanaman dengan tingkat yang
berbeda-beda. Dalam sayuran secara umum jumlah seng yang terkandung adalah
1 sampai 10 ppm sedangkan biji-bijian mengandung beberapa kali lipatnya.
Meskipun seng dibutuhkan dalam jumlah sedikit oleh tumbuhan, namun seng
merupakan penyusun lebih dari enam puluh enzim dengan fungsi berbeda yang
terdapat seperti dalam biji, buah dan daun (Bourne 1985).
Page 27
Seng berperan paling sedikitnya terlibat di dalam dua puluh lima enzim
pencernaan dan metabolisme. Selain itu seng juga berperan sebagai katalis enzim
penghasil energi dan protein, penyembuhan luka, mobilisasi vitamin A dari hati,
pengembangan fungsi reproduksi laki-laki dan pembentukan sperma, dan
berperan dalam fungsi kekebalan. Kekurangan seng dapat mengakibatkan
gangguan pertumbuhan dan kematangan seksual, fungsi pencernaan dan
metabolism terganggu, gangguan system kekebalan serta gangguan pada system
syaraf dan fungsi otak (Almatsier 2003).
Sumber paling baik adalah protein hewani, terutama daging, hati, kerang,
dan telur. Angka kecukupan rata-rata sehari untuk seng bagi orang Indonesia
ditetapkan oleh Widyakarya Pangan dan Gizi LIPI (1998) diacu dalam Almatsier
(2003) adalah sebagai berikut :
Bayi : 3-5 mg
Anak-anak : 8-10 mg
Remaja dan Dewasa : 15 mg
Hamil dan menyusui : + 10 mg
2.8 Pengukusan
Penyiapan makanan dalam kehidupan sehari-hari diakhiri dengan proses
pengolahan panas. Proses pengolahan makanan dapat meningkatkan daya cerna
dan kenampakan, memperoleh flavor, dan merusak mikroorganisme dalam bahan
pangan (Azizah et al 2009). Pengolahan panas merupakan salah satu cara paling
penting yang telah dikembangkan untuk memperpanjang umur simpan.
Pengolahan panas juga mempunyai pengaruh yang merugikan pada zat gizi,
karena degradasi panas dapat terjadi pada zat gizi (Harris dan Karmas 1989).
Proses pengolahan akan memberikan perubahan karakteristik secara fisik maupun
komposisi kimia dalam sayuran.
Pengolahan yang biasa dilakukan terhadap tanaman semanggi sebelum
dikonsumsi adalah pengukusan. Pengukusan termasuk perlakuan pemasakan
menggunakan panas basah untuk mendapatkan hasil yang diinginkan yaitu aman,
bergizi dan dapat diterima secara sensori maupun kimia (Harris dan Karmas
1989). Pengukusan secara nyata dapat menurunkan kadar zat gizi makanan yang
besarnya bergantung pada cara mengukus dan jenis makanan yang dikukus.
Page 28
Keragaman susut zat gizi di antara berbagai cara pengukusan terutama terjadi
akibat penelusan dan degradasi oksidatif (Harris dan Karmas 1989).
Alat yang digunakan untuk proses pengukusan berupa dandang yang
terdiri dari dua bagian yaitu bagian bawah untuk air pengukus dan bagian
berlubang di atasnya untuk tempat sayuran. Sebelum sayuran dimasukkan
sebaiknya air dididihkan terlebih dahulu, setelah itu baru sayuran dimasukkan.
Untuk sayuran berwarna hijau sebaiknya dandang jangan ditutup terlalu rapat.
Metode pengukusan memberikan beberapa keuntungan yaitu kandungan gizi tidak
banyak berkurang, rasa sayur lebih enak, renyah, dan harum, serta kemungkinan
sayur menjadi hangus hampir tidak ada (Novary 1999).