Laporan Biokimia

PENGUJIAN MINERAL ABU TULANG

Pendahuluan

Mineral ialah bagian dari tubuh yang memegang peranan dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik tingkat sel, jaringn, organ, maupun fungsi tubuh secara keseluruhan. Mineral berperan dalam berbagai tahap metabolisme, terutama sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim. Keseimbangan ion-ion mineral di dalam cairan tubuh diperlukan untuk mengatur kerja enzim-enzim, pemeliharaan keseimbangan asam basa, membantu transfer ikatan-ikatan penting melelui membran sel dan pemeliharaan kepekaan otot dan syaraf terhadap rangsangan (Almatsier 2001).

Mineral terdiri dari mineral esensial dan non esensial. Mineral esensial yaitu mineral yang sangat diperlukan dalam proses fisiologis makhluk hidup untuk membantu kerja enzim atau pembentukan organ. Unsur-unsur mineral esensial dalam tubuh terdiri atas dua golongan, yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro diperlukan untuk membentuk komponen organ di dalam tubuh.  Mineral mikro yaitu mineral yang diperlukan dalam jumlah sangat sedikit dan umumnya terdapat dalam jaringan dengan konsentrasi sangat kecil (Arifin 2008). Mineral makro terdiri dari unsur-unsur  natrium (Na), kalium (K), klor (Cl), kalsium (Ca), fosfor (P), dan magnesium (Mg). Mineral makro dibutuhkan tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg/hari. Mineral mikro terdiri dari unsur-unsur besi (Fe), seng(Zn), iodium (I), tembaga (Cu), krom (Cr), Selenium (Se), dan Fluor (F). Mineral mikro dibutuhkan tubuh dalam jumlah kurang dari 100 mg/hari (Almatsier 2001).

Mineral non esensial ialah logam yang perannya dalam tubuh makhluk hidup belum diketahui dan kandungannya dalam jaringan sangat kecil. Bila kandungannya tinggi dapat merusak organ tubuh makhluk hidup yang bersangkutan. Selain itu, mengakibatkan keracunan dan dapat menyebabkan penyakit defisiensi (Arifin 2008). Mineral yang di uji dalam percobaan ialah keberadaan unsur klor (Cl), sulfat (SO₄), kalsium (Ca), fosfat (PO₄), magnesium (Mg), dan besi (Fe).

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah gelas piala, corong, batang pengaduk, tabung reaksi, pinggan porselen, tanur, mortar dan pestle, pipet mohr, bulb merah dan hitam, pipet tetes, kaki tiga, kasa, bunsen, dan stopwatch.

Bahan yang digunakan adalah tepung tulang, HNO₃ 10%, AgNO₃ 2%, HCl 10%, lakmus biru dan merah, BaCl₂, asam asetat 10%, amonium oksalat 1%, urea 10%, molibdat khusus, larutan ferosulfat khusus, amonium karbonat, amonium klorida, dinatrium hidrogen fosfat, amonium hidroksida, amonium tiosianat, dan kalium ferosianida.

Prosedur

Pembuatan abu tulang. Pertama, disiapkan semua peralatan yang bersih dan kering, kemudian dimasukkan 3-5 gram tepung tulang dalam pinggan porselen. Selanjutnya, dipanaskan dalam tanur, kemudian abu tulang didinginkan dan dihaluskan atau digerus dengan mortar. Setelah itu, dimasukkan kembali ke pinggan porselen dan diabukan dengan pembakar bunsen sampai berwrna putih. Abu putih dibarkan dingin, kemudian dimasukkan dalam gelas piala. Selanjutnya, ditambahkan 50 ml HNO₃ 10% dan diaduk sampai abu larut, kemudian ditambahkkan akuades 50 ml. Setelah itu, larutan disaring dan filtrat diambil dan ditampung dalam gelas piala serta ditambahkan NH4OH pekat sampai filtrat basa. Endapan putih yang tebal bukti adanya fosfat, kemudian larutan disaring kembali. Filtrat dan endapan di ui secara terpisah.

Uji klorida (pengujian filtrat). Pertama, filtrat dimasukkan 1 ml dalam tabung reaksi, kemudian diasamkan dengan HNO₃ 10%. Selanjutnya, ditambahkan AgNO₃ 2%. Endapan putih bukti adanya klor.

Uji sulfat (pengujian filtrat). Pertama, filtrat dimasukkan 1 ml dalam tabung reaksi, kemudian diasamkan dengan HCl 10%. Selanjutnya, ditambahkan BaCl₂. Endapan putih bukti adanya sulfat.

Pengujian endapan. Endapan yang terdapat dalam gelas piala ditambahkan 15 ml asam asetat 10 %. Sisa endapan yang tidak larut untuk uji besi. Selanjutnya, larutan disaring dan filtrat dimasukkan dalam gelas piala untuk dilakukan pengujian.

Uji kalsium (pengujian endapan). Pertama, filtrat dimasukkan 2 ml dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 1 ml amonium oksalat 1%. Endapan putih bukti adanya kalsium.

Uji fosfat (pengujian endapan). Pertama, filtrat dimasukkan 1 ml dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 1 ml urea 10% dan molibdat khusus. Selanjutnya, ditambahkan 1 ml larutan ferosulfat khusus. Warna biru yang terus pekat bukti adanya fosfat.

Uji magnesium (pengujian endapan). Pertama, filtrat dimasukkan 3 ml dalam tabung reaksi, kemudian dipanaskan dan ditambahkan sedikit-sedikit kristal amonium karbonat dan amonium klorida selam endapan masih terbentuk. Selanjutnya, disaring dan filtrat dimasukkan kristal dinatrium hidrogen fosfat dan larutan amonium hidroksida sampai basa. Endapan putih yang terbentuk bukti adanya megnesium.

Uji besi (pengujian endapan). Pertama, endapan yang tidak larut dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 10 ml larutan HCl 10%. Selanjutnya, ke dalam 1 ml larutan amonium tiosianat dimasukkan filtrat asam klorida. Warna merah yang terbentuk bukti adanya besi. Selanjutnya dilakukan uji kedua. Pertama, filtrat dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 1 ml larutan kalium ferosianida. Warna biru atau hijau yang terbentuk bukti adanya besi.

Hasil Pengamatan

Tabel 1 Data Hasil Penentuan Uji Mineral

Uji	Hasil Pengamatan	Perubahan Warna
Filtrat
1.      Uji Sulfat	-	Tidak berwarna menjadi tidak berwarna
2.      Uji Klorida	+	Tidak berwarna menjadi endapan putih
Endapan
1.      Uji kalsium	+	Tidak berwarna menjadi endapan putih
2.      Uji Fosfat	+	Tidak berwarna menjadi biru seulas
3.      Uji Magnesium	+	Tidak berwarna menjadi endapan putih
4.      Uji Besi I Fe3+ (tiosianat)	+	Tidak berwarna menjadi merah
Uji	Hasil Pengamatan	Perubahan Warna
5.      Uji Besi II Fe2+ (ferosianida)	+	Tidak berwarna menjadi hijau

Gambar 1 Hasil Penentuan Mineral Abu Tulang pada Uji (a) klorida (b) sulfat (c)

kalsium (d) fosfat (e) magnesium (f) besi I (g) besi II

Pembahasan

Metode gravimeti merupakan salah satu metode analisis kuantitatif suatu zat atau komponen yang telah diketahui dengan cara mengukur berat komponen dalam keadaan  murni setelah melalui prose pemisahan. Analisis gravimetri ialah proses isolasi dan pengukurn berat suatu unsur atau senyawa tertentu. Bagian terbesar dari penentuan secara analisis gravimetri meliputi transformasi unsur atau radikal senyawa murni stabil yang dapat segera diubah menjadi bentuk yang dapat di timbang dengan teliti (Khopkar 2002). Analat direaksikan sehingga terjadi suatu endapan dan endapan itulah yang di timbang, bahan pengendapnya mungkin anorganik mungkin pula organik (Harjadi 1993). Logam esensial diperlukan dalam proses fisiologis hewan, sehingga logam golongan ini merupakan unsur nutrisi penting yang jika kekurangan dapat menyebabkan kelainan proses fisiologis atau disebut penyakit defisiensi mineral. Komposisi  atau komponen mineral yang terdapat dalam tulang ialah kalsium, fosfor, besi, cobalt (kobalt) dan beberapa mineral esensial lainnya, tapi mineral-mineral diataslah yang paling banyak kandunganya sebagai penyusun tulang (Darmono 1995).

Uji klorida. Prinsip dari uji klorida ialah untuk menguji keberadaan klorida pada filtrat dari abu tulang sapi dengan cara filtrat diasamkan dengan HNO₃ dan ditambahkan AgNO₃, sehingga menghasilkan endapan putih AgCl yang menandakan hasil uji positif mengandung klor. Berdasarkan percobaan, dihasilkan filtrat abu tulang positif mengandung unsur klor (Cl) yang ditandai terbentuk endapan putih. Hal ini sesuai dengan literatur, karena klor termasuk mineral esensial yang terdapat dalam tulang sapi (Darmono 1995). Fungsi penambahan HNO₃ 10% ialah untuk memisahkan mineral dari filtrat sehingga mineral mudah diikat oleh senyawa reaktif lain yang dapat bereaksi dengan mineral membentuk suatu endapan putih dalam larutan. Senyawa AgNO₃ merupakan garam yang dapat bereaksi dengan klorida sehingga klorida membentuk endapan bersama AgNO₃ menjadi senyawa AgCl dengan reaksi sebagai berikut:

Gambar 2 Reaksi Uji Klorida (Suharjdo 1886)

Fungsi unsur klorida dalam tubuh ialah memelihara keseimbangan cairan dan elektrolit. Dampak kekurangan unsur klorida ialah gangguan keseimbangan asam-basa. Dampak kelebihan ialah dapat menybabkan muntah-muntah (Almatsier 2001).

Uji sulfat. Prinsip dari uji sulfat ialah untuk menguji keberadaan sulfat pada filtrat dari abu tulang sapi dengan cara filtrat diasamkan dengan HCl dan ditambahkan BaCl₂, sehingga menghasilkan endapan putih BaSO₄ yang menandakan hasil uji positif mengandung sulfat. Berdasarkan percobaan, dihasilkan filtrat abu tulang negatif mengandung unsur sulfat yang ditandai tidak terbentuk endapan putih, tetapi masih dalam warna awal yaitu tidak berwarna. Hal ini sesuai dengan literatur, bahwa sulfat tidak terdapat dalam tulang sapi (Darmono 1995). Fungsi penambahan HCl ialah untuk memisahkan mineral dari filtrat sehingga mineral mudah diikat oleh senyawa reaktif lain yang dapat bereaksi dengan mineral membentuk suatu endapan putih dalam larutan. Senyawa BaCl₂ merupakan garam yang dapat bereaksi dengan sulfat sehingga sulfat membentuk endapan bersama BaCl₂ menjadi senyawa BaSO₄ dengan reaksi sebagai berikut:

Gambar 3 Reaksi Uji Sulfat (Suharjdo 1886)

Uji kalsium. Prinsip dari uji kalsium ialah untuk menguji keberadaan kalsium pada endapan dari abu tulang sapi dengan cara endapan yang telah disaring filtatnya ditambahkan amonium oksalat, sehingga menghasilkan endapan putih kalsium oksalat yang menandakan hasil uji positif mengandung kalsium. Berdasarkan percobaan, dihasilkan filtrat dari endapan pada abu tulang positif mengandung unsur kalsium yang ditandai terbentuk endapan putih. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan pada tulang sapi mengandung unsur kalsium (Darmono 1995). Fungsi penambahan amonium oksalat ialah agar amonium oksalat dapat bereaksi membentuk endapan putih bersama kalsium dengan reaksi sebagai berikut:

Gambar 4 Reaksi Uji Kalsium (Suharjdo 1886)

Fungsi unsur kalsium dalam tubuh ialah untuk pembentukan tulang dan gigi, mengatur pembekuan darah, dan mengatur kontraksi otot. Dampak kelebihan kalsium ialah menyebabkan batu ginjal atau gangguan ginjal dan konstipasi. Dampak kekurangan kalsium ialah gangguan pertumbuhan, tulang kurang kuat, mudah bengkok dan rapuh, serta osteoporosis (Almatsier 2001).

Uji fosfat. Prinsip dari uji fosfat ialah untuk menguji keberadaan fosfat pada endapan dari abu tulang sapi dengan cara endapan yang telah disaring filtatnya ditambahkan urea, molibdat khusus, dan ferosulfat khusus. Sehingga menghasilkan warna biru yang semakin pekat (dihasilkan dari senyawa ferosulfat yang reaktif dengan fosfat dan membentuk senyawa berwarna) yang menandakan hasil uji positif mengandung fosfat. Berdasarkan percobaan, dihasilkan filtrat dari endapan pada abu tulang positif mengandung unsur fosfat yang ditandai terbentuk warna biru. Hal ini tidak sesuai dengan literatur, seharusnya fosfat tidak terdapat dalam tulang sapi (Darmono 1995). Fungsi penambahan urea dan molibdat khusus ialah untuk memisahkan mineral dari filtrat sehingga mineral mudah diikat oleh senyawa reaktif lain yang dapat bereaksi dengan mineral membentuk senyawa berwarna biru. Senyawa ferosulfat khusus merupakan senyawa yang dapat bereaksi dengan fosfat sehingga membentuk senyawa berwarna  dengan reaksi sebagai berikut:

Gambar 5 Reaksi Uji Fosfat (Suharjdo 1886)

Fungsi mineral fosfat dalam tubuh ialah berperan dalam pembentukan tulang, gigi, enersi sel, membran sel, dan DNA. Dampak kekurangan fosfat ialah menimbulkan penyakit hipofosfatemia, tubuh menjadi lemah, kelainan sel darah, kelainan usus, dan gangguan ginjal. Dampak kelebihan fosfat ialah menimbulkan penyakit hiperfosfatemia atau tulang rapuh dan mudah nyeri atau patah (Almatsier 2001).

Uji magnesium. Prinsip dari uji magnesium ialah untuk menguji keberadaan magnesium pada endapan dari abu tulang sapi dengan cara endapan yang telah disaring filtatnya ditambahkan kristal dinatrium hidrogen fosfat dan larutan amonium hidroksida, sehingga menghasilkan endapan putih yang menandakan hasil uji positif magnesium. Berdasarkan percobaan, dihasilkan filtrat dari endapan pada abu tulang positif mengandung unsur magnesium yang ditandai terbentuk endapan putih. Hal ini sesuai dengan literatur, bahwa di dalam tulang sapi terdapat unsur magnesium (Darmono 1995). Fungsi pemanasan dilakukan agar filtrat lebih rektif dan mineral dapat sedikit melonggar ikatan senyawanya dengan senyawa lain dalam filtrat. Fungsi penambahan kristal dinatrium hidrogen fosfat dan larutan amonium hidroksida ialah agar kristal bereaksi dengan magnesium dengan ditandai adanya endapan putih pada larutan dengan reaksi sebagai berikut:

Gambar 6 Reaksi Uji Magnesium (Suharjdo 1886)

Fungsi unsur magnesium dalam tubuh ialah sebagai zat yang membentuk sel darah merah berupa zat pengikat oksigen dan hemoglobin, sintesis protein, pembentuk tulang, menjaga kesehatan otot dan syaraf, dan menjaga enzim yang diperlukan untuk mengeluarkan tenaga dalam tubuh. Dampak kekurangan magnesium ialah pengontrolan terhadap otot hilang dan gangguan emosi mental dan otot . Dampak kelebihan magnesium ialah tubuh menjadi lemas, muntah-muntah, tekanan darah rendah, dan gangguan sistem syaraf (Almatsier 2001).

Uji besi. Prinsip dari uji besi ialah untuk menguji keberadaan besi pada endapan dari abu tulang sapi dengan cara endapan yang telah disaring filtatnya ditambahkan HCl dan amonium tiosianat, sehingga menghasilkan warna merah yang menandakan hasil uji positif besi. Uji besi yang kedua filtrat ditambahkan larutan kalium ferosianida, sehingga menghasilkan warna biru atau hijau yang menandakan hasil uji positif besi. Berdasarkan percobaan, dihasilkan filtrat dari endapan yang tidak larut pada abu tulang positif mengandung unsur besi I (tiosianat) ditandai terbentuknya warna merah dan besi II (ferosianida) ditandai terbentukya warna hijau. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan pada tulang sapi mengandung unsur besi (Darmono 1995). Fungsi penambahan HCl ialah untuk mempermudah mineral bereaksi dengan senyawa indikator atau senyawa penguji sehingga mineral dapat bereaksi dengan senyawa penguji membentuk endapan berwarna atau persenyawaan berwarna. Fungsi penambahan amonium tiosianat pada uji besi I dan penambahan kalium ferosianida pada uji besi II ialah agar kedua larutan tersebut bereaksi dengan besi membentuk senyawa berwarna dengan reaksi sebagai berikut:

Gambar 7 Reaksi Uji Besi I (Suharjdo 1886)

Gambar 8 Reaksi Uji Besi II (Suharjdo 1886)

Fungsi unsur besi dalam tubuh ialah membentuk hemoglobin dan mioglobin dan sebagai bagian dari susunan enzim. Dampak apabila kekurangan unsur besi ialah akan mempengaruhi pembentukan Hb yang dapat berakibat timbulnya penyakit anemia (Arifin 2008). Dampak apabila kekurangan unsur besi ialah denyut jantung meningkat, menyebabkan muntah, dan diare (Almatsier 2001).

Simpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil uji mineral pada tulang sapi mengandung unsur klorida, kalsium, fosfat, magnesium, dan besi.

Daftar Pustaka

Almatsier S. 2001. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Arifin Z. 2008. Beberapa Unsur Mineral Esensial Mikro dalam Sistem Biologi dan Metode Analisisnya. Jurnal Litbang Pertanian 27(3): 99-105. Balai Besar Penelitian Veteriner. Bogor.

Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI Press.

Harjadi W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Khopkar. 2002. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

Suharjdo. 1886. Pangan, Gizi, dan Pertanian. Jakarta : Universitas Indonesia.