5
TINJAUAN PUSTAKA
Makanan bergizi merupakan makanan yang diperlukan untuk melakukan proses metabolisme, mengandung unsur yang diperlukan tubuh dalam jumlah sesuai dengan kebutuhan. Gizi yang baik turut berperan dalam pencegahan terjadinya berbagai macam penyakit infeksi dan mendukung tumbuh kembang anak yang optimal. Ketercukupan makanan bergizi ini dapat dipengaruhi oleh pola makan dan pendapatan orang tua. Pengaturan pola makan sehari-hari yang seimbang seperti tertuang pada Pedoman Umum Gizi Seimbang Direktorat Gizi Masyarakat RI antara lain adalah mengkonsumsi makanan yang beraneka ragam serta memenuhi kecukupan energi. Pendapatan sangat berpengaruh dalam memenuhi akses pangan secara ekonomi, jumlah dan kualitas pangan, serta daya beli pangan sehingga memberi dampak pada konsumsi dan gizi seseorang. Berdasarkan hasil survei yang dilakukan Badan Pusat Statistik (BPS) Provinsi Lampung terhadap taraf penghasilan dengan mengacu tingkat pengeluaran penduduk Lampung maka diperoleh tingkat pengeluaran penduduk lampung tahun 2009 minimal sebesar Rp. 630.000 (enam ratus tiga puluh ribu rupiah) berarti pendapatan penduduk lampung sedikit diatas taraf pengeluaran penduduk lampung. Acuan yang digunakan oleh BPS dalam menentukan taraf penghasilan berdasarkan tingkat pengeluaran karena pengeluaran merupakan indikator riil yang paling mendekati dengan pendapatan yang dihasilkan. Dari hasil survei yang dilakukan di SDN I Way Halim provinsi Lampung pendapatan orang tua dapat dikelompokkan seperti pada Tabel 1
Tabel 1 Pengelompokan Pendapatan Orang Tua Rendah (Rp) 1.000.000
Sedang (Rp)
Tinggi (Rp)
> 1.000.000 sampai
> 2.000.000
dengan 2.000.000
6
Pendapatan berpengaruh besar dalam mempengaruhi status gizi seseorang. Status gizi yang baik atau optimal terjadi bila zat-zat gizi yang diperlukan oleh tubuh terpenuhi dan digunakan secara efisien sehingga memungkinkan terjadinya pertumbuhan fisik, perkembangan otak, kemampuan kerja dan kesehatan. Status gizi dikatakan lebih bila tubuh memperoleh zat-zat gizi dalam jumlah berlebih, sedangkan status gizi kurang terjadi bila tubuh mengalami kekurangan satu atau lebih zat-zat gizi esensial. Status gizi seseorang dipengaruhi oleh konsumsi makan yang ditentukan oleh jumlah dan jenis pangan yang dibeli (Almatsier 2006). Keadaan sosial ekonomi keluarga merupakan salah satu faktor yang menentukan jumlah makanan yang tersedia dalam keluarga sehingga menentukan status gizi keluarga tersebut.
Wayne (2004) yang melakukan penelitian mengenai keterlibatan orang tua pada kompetisi sosial serta akademik murid-murid Taman Kanak-Kanak di daerah urban meyimpulkan bahwa anak-anak yang berasal dari orang tua berpenghasilan tinggi memiliki sifat lebih kooperatif, memiliki kontrol diri dan perkembangan kognitif lebih baik dibandingkan anak-anak yang tumbuh dengan penghasilan orang tua rendah. Rambut Rambut adalah bagian tubuh dari mahluk hidup yang mengandung 88 % protein keratin. Protein keratin merupakan rantai polipeptida, bila protein ini diuraikan lagi maka akan dihasilkan asam-asam amino. Akar rambut mengandung protein keratin yang kaya gugus sulfhidril (-SH) dan gugus disulfida (-S-S-). Gugus sulfhidril (-SH) dan disulfida (S-S) mempunyai kemampuan mengikat unsur-unsur yang masuk ke dalam tubuh (Nnorom et al. 2005). Proses pengikatan unsur-unsur pada rambut dapat dijelaskan sebagai berikut:
7
+ Zn2+
Zn
+ 2H+
Gambar 1 Reaksi Ion Zn2+ dengan Rantai Samping Sistein (Nnorom et al. 2005).
Struktur rambut terdiri dari lapisan dalam (medula), korteks, dan lapisan luar yang kuat (kutikula) seperti terlihat pada gambar berikut
Gambar 2 Folikel Rambut Manusia (Bergfield 2007).
Rambut merupakan salah satu media penelitian yang memiliki potensi sangat luas. Penelitian yang menggunakan media rambut dapat mencakup bidang pengobatan, biologi, ilmu perkembangan lingkungan, forensik, kedokteran dan
8
sosoial-ekonomi. Beberapa pertimbangan rambut sebagai media penelitian unsur runut karena didalam rambut unsur runut terakumulasi dengan konsentrasi lebih besar dari pada dalam darah maupun dalam urin, rambut mampu memberikan informasi historial sehingga dapat digunakan mengukur unsur runut dalam menentukan status nutrisi (Nnorom et al. 2005), selain itu rambut juga merupakan jaringan yang ideal untuk studi epidemologi karena pada saat pengambilannya tidak menimbulkan rasa sakit, tempat pembuangan yang normal, mudah dikumpulkan, disimpan dan dianalisis. Analisis rambut memiliki kelebihan ketika mendeteksi keberadaan unsur runut dibandingkan analisis darah dan analisis urin, karena kedua analisis tersebut tidak dapat menggambarkan kondisi dalam jangka waktu lampau mengenai banyaknya racun dari unsur runut di dalam tubuh. Analisis darah mengukur komponen yang terserap sementara dalam sirkulasi sebelum pembuangan dan penyimpanan, sedangkan analisis urin hanya mencerminkan kadar unsur runut beracun yang dilepaskan dari darah oleh ginjal untuk jangka waktu pendek, yakni beberapa jam saja. Oleh sebab itu dengan melakukan penelitian pada rambut maka kita dapat mengungkapkan data kelebihan, kekurangan dari unsur runut. Unsur runut yang akan di deteksi berada pada daerah kutikula, daerah ini disusun oleh polimerisasi protein dengan matriks protein sulfur yang homogen, dan bagian rambut yang aktif menyerap unsur runut dari makanan adalah matriks sel pada papilla dari kantung rambut (Bergfield 2007). Penggunan rambut sebagai media untuk mengevaluasi unsur runut yang terdapat dalam tubuh telah banyak dilakukan seperti Ogboko et al (2009) melakukan penelitian mengenai kadar Pb serta Cd pada rambut dan saliva pada anakanak yang hidup di daerah penghasil biji-bijian dengan memperhatikan faktor sosialekonomi serta lingkungan tempat mereka tinggal. Penelitian yang dilakukan oleh Ogboko et al memberikan kesimpulan bahwa faktor sosial ekonomi tidak mempengaruhi konsentrasi unsur Pb dan Cd yang terdapat di dalam rambut. Ulvi et al (2002) meneliti kadar Zn serta Cu pada penderita epilepsi, Vasconcellos et al (1999) meneliti keterkaitan antara logam Hg dan Se dalam rambut orang Indian Brazil yang tinggal di daerah pengolahan tambang emas secara tradisional
9
menggunakan amalgama. Cun et al (1985) meneliti kadar Zn dalam rambut dan darah pada anak-anak prasekolah di Cina yang mengalami pica, anorexia dan pertumbuhan yang lambat. Hambidge (1982) melakukan penelitian di Denver Colorado menyatakan bahwa anak-anak yang berasal dari keluarga berpenghasilan tinggi dan keluarga berpenghasilan sedang dengan asumsi status nutrisinya baik mengalami defisiensi Zn yang ditunjukkan dengan pertumbuhan tubuh kurus, lemahnya indra perasa dan hilangnya nafsu makan. Zink Zink merupakan salah satu mineral mikro yang bersimbol Zn dengan nomor atom 30, bobot atom 65 yang terletak pada periode ke empat sistem periode unsur. Pada tahun 1934, seorang ilmuwan menyatakan bahwa mineral Zn diperlukan untuk kehidupan baik pada hewan maupun manusia. Kejadian defisiensi Zn pertama kali diketahui ada tahun 1955 ketika penyakit parakeratosis pada babi dinyatakan sebagai akibat defisiensi Zn. Defisiensi Zn pada manusia pertama kali diketahui dari penduduk Cina yang mengalami kurang gizi menunjukkan rendahnya konsentrasi Zn dalam plasma darah mereka. Zn dalam bentuk ion sangat esensial bagi kehidupan karena terdapat hampir dalam semua sistem biologis, dengan fungsi yang beragam sebagai pengaturan katalisis. Terdapat 200 metallo-enzim sangat tergantung pada Zn antara lain reaksi oksido-reduktase, isomerase, transferase, hidrolase, liase, dan ligase. Proses lain yang diatur oleh Zn adalah ekspresi gen metalotionein, apotopis (kematian sel) dan pengenalan sinaptik (Sutiari & Indiriyani 2007). Zn ada pada semua organ, jaringan, dan alat sekresi tubuh, zink akan tersimpan dalam jumlah yang cukup besar pada jaringan epidermal seperti kulit, rambut, dan kuku. Zn sangat berperan luas terutama hubungannya dengan berbagai penyakit sebagai akibat lemahnya pertahanan tubuh. Defisiensi Zn diketahui dapat mengurangi daya konsentrasi (mudah mengantuk), mengurangi daya penyembuhan luka, ketajaman organ pengecap rasa, kulit kering dan kasar, anemia, dan penurunan bobot badan. Defisiensi Zn juga menunjukkan keterkaitannya dengan masalah belajar dan perilaku pada anak-anak. Manisfestasi perilaku akibat defisiensi Zn antara lain murung,
10
dipresi, tempramen, dan antagonis (Marlowe 1988). Peran penting Zn dalam meningkatkan kecerdasan seseorang sangat besar karena (1) Zink berperan untuk meningkatkan pertumbuhan dan regenerasi sel otak besar. Sel otak besar merupakan zat utama dalam perkembangan intelegensi (2) Daerah ingat otak besar memerlukan Zn dalam jumlah yang sangat banyak, kekurangan Zn menyebabkan penurunan daya ingat. (3) Kekurangan Zn akan memperlambat jalannya pesan ke syaraf
Absorpsi Zn berlangsung di usus halus, yaitu duodenum, jejunum, dan ileum. Adanya asam amino histidina, sisteina, lisina, glisina dan asam-asam organik seperti asam sitrat, asam pikolinis dapat meningkatkan daya larut dan memudahkan absorpsi dari Zn, sedangkan asam oksalat, pitat, serat, dan tanin serta beberapa kation divalent seperti Ca2+, Fe2+, Cu2+ dapat menjadi inhibitor proses absorpsi Zn. Makanan yang banyak mengandung unsur Zn antara lain kerang, terigu, coklat, daging, hati, keju, susu skim, ikan tuna, kacang-kacangan, serealia, buah-buahan, sayur-sayuran, minyak goreng, dan mentega. Ketercukupan mineral Zn sangat diperlukan untuk menunjang pertumbuhan tubuh. Metabolisme Zn dalam tubuh seperti pada bagan berikut
11
Zn dalam makanan
Sel Saluran Cerna
Di simpan sebagian sebagai metalotionin Sebagian hilang melalui Feses dan saluran cerna yang dibuang
Zn diikat oleh albumin dan transferin
Darah mengangkut Zn yang terikat oleh albumin dan transferin
Hati
metalotionin
Pankreas Zn digunakan membentuk enzim pencernaan dan dikeluarkan ke dalam saluran pencernaan Darah membawa Zn ke jaringan tubuh lain
Sebagaian hilang melalui urin,kulit,rambut
Gambar 3 Bagan Metabolisme Zn dalam Tubuh.
12
Kebutuhan manusia akan mineral Zn per hari seperti pada Tabel 2 (Mulyaningsih 2009)
Tabel 2 Angka Kecukupan Zn per hari Kelompok
Umur (Tahun)
Zn (mg)
Bayi
0.05-0.5 0.5-1.0
5 5
Anak
1-3 4-6 7-10
10 10 10
Pria
11-14 15-18 19-24 24-50 51 +
15 15 15 15 15
Wanita
11-14 15-18 19-24 24-50 51+
12 12 12 12 12
Wanita menyusui
6 bln pertama
19
Wanita menyusui
6 bln ke dua
16
Kebutuhan Zn pada laki-laki lebih besar dari pada perempuan karena proses pembentukkan semen, semen mengandung Zn 100 kali lebih banyak dari dalam darah (Widowati et al. 2008). Kadar Zn dalam rambut disarankan antara 140-220 μg/g pada orang dewasa (Caulfield 2006), sedangkan pada anak-anak berkisar antara 104288 ppm ( Marlowe et al. 1983 ).
13
Selenium
Selenium memiliki simbol Se, dengan nomor atom 34, serta bobot atom 78.96. Unsur ini pertama kali diidentifikasi pada tahun 1817 oleh Jakob Berzelius. Kegunaan selenium ditemukan pada tahun 1957 ketika selenium menunjukkan kemampuannya mencegah nekrosis hati pada tikus percobaan (Olson, 1988). Rayman (2000) meriview fakta-fakta yang menunjukkan peran selenium dalam pencegahan kanker, penyakit jantung, infeksi virus, fungsi imun, mood dan reproduksi. Selenium merupakan unsur runut yang diperlukan oleh asam amino seperti selenosistein sebagai salah satu dari jenis selenoprotein. Selenoprotein merupakan komponen struktural enzim antioksidan thioredoxin reduktase dan glutathione peroksidase yang dapat menangkal radikal bebas, membantu metabolisme sel darah merah dalam sitoplasma dan mencegah kerusakan kromosom pada kultur jaringan. Selenium penting bagi tubuh dengan jumlah sedikit, sedangkan bila dalam jumlah yang cukup banyak selenium akan menjadi racun bagi tubuh. Penelitian yang dilakukan oleh Yang et al (1983) menunjukkan bahwa keracuanan selenium dapat diindikasikan dari rambut menjadi kering, rapuh mudah rontok dari kulit kepala serta semua rambut bagian tubuh mengalami kerontokkan dengan ruam yang menimbulkan rasa sangat gatal, kuku menjadi rapuh dan terdapat spot putih disepanjang lapisan permukan diikuti dengan patahnya dinding kuku dan akhirnya terlepas. Kekurangan unsur selenium menyebabkan penyakit kardiomiopati (jantung) pada anak-anak yang dikenal sebagai penyakit Keshan di negara Cina. Ilmuwan Cina yang melakukan penelitian menyimpulkan bahwa defisiensi selenium menyebabkan penduduk lebih rentan terhadap defisiensi zat gizi yang lain (Olson 1988). Komponen-komponen selenium pada makanan dapat berupa senyawa organik dan anorganik. Selenad sebagian besar merupakan komponen senyawa anorganik yang ditemukan pada hewan dan tumbuhan (daun dan tangkai), sedangkan selenometionin sebagian besar merupakan komponen selenium organik yang terdapat pada padi, biji-bijian, kacang-kacangan, dan kedelai. Makanan yang mengandung kadar selenium tinggi terdapat pada daging, makanan laut, beras, kacang polong,
14
kacang brazil, kacang almond, bawang putih, jamur, kubis, kembang kol, wortel, lobak, selada, semangka, labu dan mentimun. Besarnya kandungan selenium pada bahan makanan sangat tergantung pada jumlah mineral selenium dalam tanah. Selenium mudah hilang pada saat pencucian, proses pemasakkan dan penyimpanan bahan makanan (Pialang 2006). Selenium mudah diabsorpsi oleh tubuh serta diekskresi melalui urine dan feses. Sebagai mikronutrien selenium dapat mengikat mineral toksis seperti merkuri, kobalt, timbal, arsen, kadmium agar lebih mudah diekskresi. Selenium bersama vitamin E, A dan C secara senergis dapat berperan sebagai antioksidan (Widowati 2008). Tabel 3 berikut menampilkan angka kecukupan mineral Se per hari yang dibutuhkan manusia (Hanim 2008)
Tabel 3 Angka Kecukupan Se per hari Kelompok Bayi Anak
Remaja Dewasa Ibu hamil semua umur Ibu menyusui semua umur
Umur (Th) 0-6 bulan 7-12 bulan 1-3 4-8 9-13 14-18 > 19
laki-laki (μg/hari) 15 20 20 30 40 55 55
Perempuan (μg/hari) 15 20 20 30 40 55 55 60 70
Kadar selenium pada rambut menurut Caulfield (2006) adalah antara 0.95-1.7 μg/g, sedangkan pada anak-anak antara 0.08-0.64 ppm (Marlowe et al. 1983). Kobalt Kobalt merupakan unsur kimia mempunyai nomor atom 27 dan bobot atom 58.93. Kobalt merupakan nutrisi esensial yang dapat mengurangi anemia dengan meningkatkan produksi sel darah merah serta berperan menormalkan fungsi semua sel. Tubuh memerlukan kobalt dalam jumlah yang kecil. Unsur nutrisi ini dapat
15
diperoleh pada mikroorganisme, tumbuh-tumbuhan dan hewan. Kebutuhan kobalt harus disuplai dalam bentuk aktifnya yaitu dalam bentuk vitamin B 12 (kobalamin). Defisiensi kobalt pada manusia menampakkan gejala yang sama dengan defisiensi vitamin B 12 yaitu anemia dan ganguan sistem syaraf. Proses adsorpsi kobalt terjadi pada bagian atas usus halus dengan bantuan protein khusus yaitu transferin dan feritin. Mekanisme metabolisme kobalt mengikuti mekanisme metabolisme vitamin B 12.. Metabolisme kobalamin dalam tubuh sebagai berikut
Kobalamin dalam makanan
Kobalamin dilepas dari faktor R oleh tripsin lalu diikat oleh faktor instrik (IF) dalam lambung
Kobalamin-IF diikat oleh reseptor khusus dan diabsorpsi pada mikrovili usus halus
B12 –TC II ke hati dan jaringan tubuh lainnya
Duodenum, cairan lambung dan tripsin
Kobalamin diikat oleh faktor R (rapid elektrophoretik mobility) dalam lambung
Kobalamin-IF dalam sel mukosa dilepaskan menghasilkan B12 bebas
B12 bebas diikat oleh transkobalamin II (TC-II)
Gambar 4 Metabolisme Kobalamin dalam Tubuh
16
Adapun struktur vitamin B 12 sebagai berikut:
Gambar 5 Struktur Kobalamin (Lippard 1994)
Vitamin B 12 yang mengandung kobalt biasanya diberikan untuk penderita anemia dan wanita hamil. Kobalamin ditemukan dalam, ikan, daging, hati, ginjal, dan susu. Kadar kobalt yang terdapat pada rambut menurut Caulfield (2006) adalah 0.013-0.050 μg/g. Angka kecukupan vitamin B 12 untuk anak- anak usia 7-9 tahun sebesar 0.9 µg. Spektroskopi Absorpsi Atom (AAS) Pancaran AAS (Atom Absorption Spectroscopy) merupakan metode standar yang telah digunakan sejak 1960 untuk menganalisis unsur mineral. Penggunaan metode AAS sangat luas dalam berbagai bidang karena memiliki prosedur yang paling selektif, spesifik, memiliki sensitifitas tinggi, dapat menentukan konsentrasi unsur dalam jumlah sangat rendah, waktu yang diperlukan dalam pelaksanaannya
17
cepat dan mudah dilakukan. Spektroskopi Serapan Atom (AAS) merupakan suatu teknik analisis yang sangat spesifik karena garis spektrum absorpsi atom sangat sempit dan energi transisi elektronnya bersifat karateristik untuk setiap unsur, energi yang dipancarkan sama dengan panjang gelombang garis spektrum unsur yang dianalisis, dan sampel yang akan dianalisis tidak perlu dilakukan pemisahan unsur yang satu dari unsur lainnya. Skema umum dari alat AAS adalah sebagai berikut
Gambar 6 Skema Alat Spektroskopi Serapan Atom (Anshori 2005)
Prinsip pengukuran pada metode AAS adalah pengabsorpsi oleh atom, dimana atom-atom akan mengabsorpsi radiasi emisi dari lampu katoda cekung dengan panjang gelombang tertentu. Proses pengatomisasian larutan sampel pada metode ini dilakukan dalam nyala api. Absorpsi yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi unsur sehingga konsentrasi unsur dalam sampel dapat ditentukan.
