STUDI KANDUNGAN MINERAL KALIUM, NATRIUM, MAGNESIUM PADA SELADA ( Lactuca sativa L. ) HIDROPONIK DAN NON-HIDROPONIK SECARA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM SKRIPSI
OLEH: SONDANG NOVIN M. H. NIM 081524020
PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
STUDI KANDUNGAN MINERAL KALIUM, NATRIUM, MAGNESIUM PADA SELADA ( Lactuca sativa L. ) HIDROPONIK DAN NON-HIDROPONIK SECARA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
OLEH: SONDANG NOVIN M. H. NIM 081524020
PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PENGESAHAN SKRIPSI
STUDI KANDUNGAN MINERAL KALIUM, NATRIUM, MAGNESIUM PADA SELADA ( Lactuca sativa L. ) HIDROPONIK DAN NON-HIDROPONIK SECARA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM
OLEH: SONDANG NOVIN M. H. NIM 081524020
Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Pada Tanggal: 12 Desember 2012
Pembimbing I,
Panitia Penguji,
Dra. Tuty Roida Pardede, M.Si., Apt. NIP 195401101980032001
Drs. Chairul Azhar D, M.Sc., Apt. NIP 194907061980021001
Pembimbing II,
Dra. Tuty Roida Pardede, M.Si., Apt. NIP 195401101980032001
Drs.Muchlisyam, M.Si., Apt. NIP 195006221980021001
Drs. Immanuel Meliala, M.Si., Apt. NIP 195001261983031002
Dra. Sudarmi, M.Si., Apt. NIP 194811111976031003
Medan, 12 Deseember 2012 Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Dekan,
Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt. NIP 195311281983031002
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat mengerjakan penelitian dan menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, dengan judul Studi Kandungan Mineral Kalium, Natrium, Magnesium pada Selada (Lactuca sativa L.) secara Spektrofotometri Serapan Atom. Pada kesempatan ini, penulis mempersembahkan rasa terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada Ayahanda M. Hutasoit, Ibunda A.S. Manik, dan Maktua Alm. Dra. Sudestri Manik, M.Si., serta saudaraku Wimelda, Alm. Chandra, dan Christinus atas segala doa, kasih sayang, dorongan moril dan materil kepada penulis selama ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., sebagai Dekan Fakultas Farmasi, beserta seluruh staf yang telah memberikan pengarahan, bimbingan,
serta
penyediaan
fasilitas
dan
membantu
kelancaran
pendidikan penulis selama perkuliahan sehingga selesai. 2. Ibu Dra. Tuty Roida Pardede, M.Si., Apt., dan Bapak Drs. Muchlisyam, M.Si., Apt., selaku pembimbing yang telah meluangkan waktu dan kesabaran yang begitu besar dalam membimbing, memberikan perhatian dan motivasi kepada penulis selama penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini.
3. Bapak/Ibu Pembantu Dekan, Bapak dan Ibu Staf pengajar Fakultas Farmasi USU yang telah mendidik penulis selama masa perkuliahan. 4. Bapak Drs. Chairul Azhar Dalimunte, M.Sc., Apt., Bapak Drs. Immanuel Meliala, M.Si., Apt., dan Ibu Dra. Sudarmi, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah memberikan kritikan, saran dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 5. Bapak Prof. Dr. Rer. nat Effendy De Lux Putra, S.U., selaku Kepala Laboratorium Penelitian, dan Ibu Dra. Masfria, M.Si., Apt., selaku Kepala Laboratorium Kimia Farmasi Kualitatif Fakultas Farmasi USU yang telah memberikan petunjuk dan fasilitas laboratorium selama penulis melakukan penelitian. 6. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Farmasi khususnya STF 2008 atas dukungan, semangat dan persahabatan selama ini serta seluruh pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan, motivasi dan inspirasi bagi penulis selama masa perkuliahan sampai penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa tulisan ini jauh dari sempurna. Untuk itu saran dan kritik diharapkan demi perbaikan dan kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan kontribusi yang bermanfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya dibidang farmasi.
Medan, November 2012 Penulis,
(Sondang Novin M. H.)
STUDI KANDUNGAN MINERAL KALIUM, NATRIUM, MAGNESIUM PADA SELADA ( Lactuca sativa L. ) HIDROPONIK DAN NONHIDROPONIK SECARA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM ABSTRAK Selada merupakan salah satu tanaman yang banyak dibudidayakan secara hidroponik. Metoda hidroponik merupakan metoda pembudidayaan tanaman tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam, tetapi menggunakan air. Selada mempunyai kandungan mineral yang cukup tinggi bagi kebutuhan manusia yaitu seperti mineral kalium, natrium, magnesium, kalsium, fosfor, zat besi, vitamin A, vitamin B, dan vitamin C. Di dalam cairan ekstraselular kalium dan natrium merupakan kation penting yang berperan dalam keseimbangan pH dan osmolaritas. Sedangkan magnesium memegang peranan penting pada kontraksi otot. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar kandungan mineral kalium, natrium, dan magnesium pada selada (Lactuca sativa L.) yang ditanam secara hidroponik dan non - hidroponik. Untuk mengetahui kadar mineral kalium, natrium dan magnesium pada selada yang diteliti dilakukan secara spektrofotometer serapan atom dengan nyala udara-asetilen pada panjang gelombang 766,5 nm untuk kalium, 589,0 nm untuk natrium, dan 285,2 nm untuk magnesium. Hasil penelitian disimpulkan kadar kalium, natrium dan magnesium tertinggi dalam 100 gram selada terdapat pada selada hidroponik yaitu kalium (220,6776 ± 2,4720) mg, natrium (16,8790 ± 1,3756) mg dan magnesium (17,4239 ± 0,4924) mg. Kata kunci: Selada (Lactuca sativa L.), Kalium (K), Natrium (Na), dan Magnesium (Mg), Spektrofotometer Serapan Atom
A STUDY TO DETERMINE THE MINERAL’S CONTENTS OF POTASSIUM, SODIUM, MAGNESIUM IN HYDROPHONIC AND NON – HYDROPHONIC LETTUCES (Lactuca sativa L.) BY USING ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETRY ABSTRACT Lettuce is one of the many cultivated plants in hydroponics. The method of hydroponics is cultivate method plants without the use of soil as a growing medium, but using water. The lettuce has a high mineral content to the needs of human beings is like minerals potassium, sodium, magnesium, calcium, phosphorus, iron, vitamin A, vitamin B, and vitamin C. In the extracellular fluid potassium and sodium is an essential cations play a role in pH balance and osmolarity. While magnesium plays an important role in muscle contraction. The purpose of this study was to determine levels of mineral content of potassium, sodium, and magnesium in lettuce (Lactuca sativa L.) grown in hydroponic and non - hydroponics. To determine the mineral content of potassium, sodium and magnesium in lettuce under study conducted atomic absorption spectrophotometer with airacetylene flame at a wavelength of 766.5 nm for potassium, sodium 589.0 nm and 285.2 nm for magnesium. The results concluded potassium, sodium and magnesium in 100 grams of lettuce highest found in hydroponic lettuce is potassium (220.6776 ± 2.4720) mg, sodium (16.8790 ± 1.3756) mg and magnesium (17.4239 ± 0.4924) mg. Keywords : Lettuce (Lactuca sativa L.), Potassium (K), Sodium (Na), and Magnesium (Mg), Atomic Absorption Spectrophotometry
DAFTAR ISI
Halaman JUDUL ...................................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................
iii
KATA PENGANTAR ...........................................................................
iv
ABSTRAK .............................................................................................
vi
ABSTRACT ...........................................................................................
vii
DAFTAR ISI ..........................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ..................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................
xiv
BAB I
PENDAHULUAN ...............................................................
1
1.1 Latar Belakang ..............................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................
3
1.3 Hipotesis ........................................................................
4
1.4 Tujuan Penelitian ..........................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................
6
2.1 Selada ............................................................................
6
2.2 Hidroponik dan Non-Hidroponik ..................................
8
2.3 Mineral ..........................................................................
11
2.3.1 Kalium .................................................................
12
2.3.2 Natrium ...............................................................
12
BAB II
BAB III
2.3.3 Magnesium ..........................................................
13
2.4 Spektrofotometri Serapan Atom ...................................
13
2.4.1Teori Spektrofotometri Serapan Atom .................
13
2.4.2 Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom .......
14
2.4.3 Gangguan Pada Spektrofotometer Serapan Atom
16
2.5 Validasi Metode Analisis ..............................................
16
2.5.1 Kecermatan (accuracy) .......................................
17
2.5.2 Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi .....................
17
2.5.3 Uji Keseksamaan (Presisi) ...................................
17
METODE PENELITIAN ....................................................
19
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................
19
3.2 Bahan-bahan ..................................................................
19
3.2.1 Sampel .................................................................
19
3.2.2 Pereaksi ...............................................................
19
3.3 Alat-alat .........................................................................
20
3.4 Pembuatan Pereaksi ......................................................
20
3.4.1 Larutan HNO3 (1:1) ............................................
20
3.4.2 Larutan Asam pikrat 1% b/v ...............................
20
3.4.3 Kuning Titan 0,1 % b/v .......................................
20
3.4.4 Natrium Hidroksida 2 N .......................................
20
3.5 Prosedur Penelitian ........................................................
21
3.5.1 Pengambilan Sampel ...........................................
21
3.5.2 Penyiapan Bahan .................................................
21
3.5.3 Proses Destruksi Kering ......................................
21
3.5.4 Pembuatan Larutan Sampel ................................
22
3.5.5 Analisa Kualitatif ................................................
22
3.5.5.1 Kalium ....................................................
22
3.5.5.1.1 Uji Kristal Kalium dengan Asam Pikrat .........................................
22
3.5.5.1.2 Uji Nyala Ni/Cr ........................
22
3.5.5.2 Natrium ...................................................
23
3.5.5.2.1 Uji Kristal Natrium dengan Asam Pikrat ......................................
23
3.5.5.2.2 Uji Nyala Ni/Cr .........................
23
3.5.5.3 Magnesium .............................................
23
3.5.5.3.1 Uji dengan Larutan Kuning Titan 0,1% b/v...........................
23
3.5.6 Analisa Kuantitatif ..............................................
23
3.5.6.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Kalium .......
23
3.5.6.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Natrium .....
24
3.5.6.3 Pembuatan Kurva Kalibrasi Magnesium..
24
3.5.6.4 Penetapan Kadar Kalium, Natrium, dan Magnesium dalam Sampel . .....................
25
3.5.6.4.1 Penetapan Kadar Kalium ..........
25
3.5.6.4.2 Penetapan Kadar Natrium ........
25
3.5.6.4.3 Penetapan Kadar Magnesium ...
26
3.5.6.5 Perhitungan Kadar Kalium, Natrium dan Magnesium dalam Sampel ......................
26
3.5.7 Analisis Data secara Statistik ..............................
26
3.5.7.1 Penolakan Hasil Pengamatan ..................
26
BAB IV
BAB V
3.5.7.2 Pengujian Beda Nilai Rata-Rata Antar Sampel......................................................
28
3.5.8 Validasi Metoda....................................................
29
3.5.8.1 Uji Perolehan Kembali (Recovery)..........
29
3.5.8.2 Penentuan Batas Deteksi (Limit of Detection) dan Kuantitasi (Limit of Quantitation) .............................
30
3.5.8.3 Uji Keseksamaan (Presisi) ........................
31
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................
32
4.1 Analisis Kualitatif ...........................................................
32
4.2 Analisis Kuantitatif .........................................................
32
4.2.1 Kurva Kalibrasi Logam Kalium, Natrium dan Magnesium ..........................................................
33
4.2.2 Analisis Kadar Kalium, Natrium dan Magnesium pada Selada Hidroponik dan Selada Non – Hidroponik ..........................................................
35
4.2.3 Pengujian Beda Nilai Rata-Rata Kadar Kalium, Natrium dan Magnesium pada Selada Hidroponik dan Selada Non – Hidroponik .........
36
4.2.4 Validasi Metoda .................................................
37
4.2.4.1 Uji Perolehan Kembali (Recovery)...........
37
4.2.4.2 Batas Deteksi (Limit of Detection) dan Kuantitasi (Limit of Quantitation) ....
38
4.5.4.3 Uji Keseksamaan (Presisi).........................
38
KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................
40
5.1 Kesimpulan ...................................................................
40
5.2 Saran ..............................................................................
40
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................
41
LAMPIRAN ...........................................................................................
43
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Komposisi Gizi Sehat tiap 100 gram Selada .........................
7
Tabel 3.1 Nilai Qkritis pada taraf kepercayaan 95% ................................
27
Tabel 4.1 Hasil Analisis Kualitatif Kalium, Natrium dan Magnesium pada Sampel ...........................................................................
32
Tabel 4.2 Hasil Analisis Kuantitatif Kalium, Natrium, dan Magnesium pada Sampel ...........................................................................
35
Tabel 4.3 Hasil Uji Statistik Beda Nilai Rata-Rata kadar Kalium, Natrium dan Magnesium antar Sampel .................................
36
Tabel 4.4 Persen Uji Perolehan Kembali (recovery) kadar kalium, natrium, dan magnesium ........................................................
37
Tabel 4.5 Nilai Simpangan Baku (SD) dan Persen RSD .......................
39
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Skema Sistem Penanaman Secara Hidroponik ...................
9
Gambar 2. Contoh Penanaman Menggunakan Greenhouse ..................
9
Gambar 3. Metoda Penanaman Secara Hidroponik ..............................
10
Gambar 4. Metoda Penanaman Secara Non-Hidroponik ......................
10
Gambar 5. Komponen Spektrofotometer Serapan Atom ......................
14
Gambar 6. Kurva Kalibrasi Kalium ......................................................
33
Gambar 7. Kurva Kalibrasi Natrium .....................................................
34
Gambar 8. Kurva Kalibrasi Magnesium ...............................................
34
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1.
Gambar Selada (Lactuca sativa L.) Hidroponik dan Non – Hidroponik ...................................................................
43
Lampiran 2.
Gambar Varietas Selada .................................................
44
Lampiran 3.
Hasil Analisis Kualitatif Kalium, Natrium dan Magnesium .....................................................................
46
Lampiran 4.
Bagan Alir Proses Destruksi Kering ..............................
48
Lampiran 5.
Bagan Alir Proses Pembuatan Larutan Sampel .............
49
Lampiran 6.
Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Kalium, Natrium, dan Magnesium ..................................
50
Lampiran 7.
Perhitungan Persamaan Garis Regresi (r) .......................
52
Lampiran 8.
Hasil Analisis Kadar Kalium, Natrium, dan Magnesium dalam Sampel .................................................................
55
Contoh Perhitungan Kadar Kalium, Natrium, dan Magnesium dalam Selada Hidroponik dan Non – Hidroponik .....................................................................
57
Lampiran 10. Perhitungan Statistik Kadar Kalium, Natrium, dan Magnesium pada Selada Hidroponik ............................
59
Lampiran 11. Perhitungan Statistik Kadar Kalium, Natrium, dan Magnesium pada Selada Non – Hidroponik .................
65
Lampiran 12. Perhitungan Batas Deteksi (LOD) dan Batas Kuantitasi (LOQ) Kalium, Natrium dan Magnesium .......................
71
Lampiran 13. Pengujian Beda Nilai Rata-rata Kadar Kalium antara Selada Hidroponik dan Non – Hidroponik .........
74
Lampiran 14. Pengujian Beda Nilai Rata-rata Kadar Natrium antara Selada Hidroponik dan Non – Hidroponik .........
76
Lampiran 15. Pengujian Beda Nilai Rata-rata Kadar Magnesium antara Selada Hidroponik dan Non – Hidroponik .........
78
Lampiran 9.
Lampiran 16. Hasil Uji Perolehan Kembali Kalium, Natrium dan Magnesium Setelah Penambahan Larutan Standar .........
80
Lampiran 17. Perhitungan Uji Perolehan Kembali Kalium, Natrium, dan Magnesium dalam Sampel .......................
82
Lampiran 18. Gambar Alat Spektrofotometer Serapan Atom Hitachi Z2000 ..............................................................................
85
Lampiran 19. Gambar Alat Tanur Stuart ...............................................
85
Lampiran 20. Tabel Kandungan Gizi Selada/100 gram ........................
86
Lampiran 21. Hasil Identifikasi Sampel ................................................
87
Lampiran 22. Hasil Print Out Kurva Kalibrasi Kalium, Natrium, dan Magnesium ......................................................................
89
Lampiran 23. Tabel Distribusi t ............................................................
98
Lampiran 24. Tabel Distribusi F ...........................................................
99
Lampiran 25. Gambar Penanaman Greenhouse ....................................
100
