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
Daun
Tangkai
Akar Batang
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
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).
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. Epidermis atas
kutikula
Palisade Bunga karang Ruang kosong sub stomata
Pembuluh daun Floem Xilem
Sel penutup Epidermis bawah
Celah utama 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
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)
Sel penutup Porus
Ruang kosong substomata Sel tetangga Sel penutup Porus
Ruang kosong substomata Sel tetangga Sel penutup Porus
Ruang kosong substomata 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
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. Epidermis atas Palisade
Epidermis atas Palisade
Bunga karang
Bunga karang Palisade
Epidermis bawah
Epidermis bawah
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.
stomata
epidermis bawah
palisade
bunga karang
epidermis atas
pembuluh angkut
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.
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.
Rhizodermi s Kortek s
Trichoblas t Atrichoblast
Endodermis Perikambium Floem Xilem Parenkim
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, kristalkristal, 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)
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.
Floem Xilem
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
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 lowviscosity nitrocellulose. Larutan nitrocellulose ditempatkan pada botol dengan tutup memutar. Larutan ini merupakan larutan yang mudah terbakar. Biasanya
larutan ini dicampurkan dengan volume yang sama dengan etanol dan dietil eter (Kiernan 1988). Pembuatan menggunakan
preparat
double
embedding
embedding.
juga
Metode
ini
dapat
dilakukan
menggunakan
dengan
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
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
-
-
-
-
25
Etanol 100 % 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
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,
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).
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
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
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 seratserat 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.
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
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
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, kacangkacangan 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
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).
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
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
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
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. Enzimenzim 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).
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.
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).
