Mineral

Pendahuluan

Semua mahluk hidup memerlukan unsur anorganik atau mineral untuk proses kehidupan yang normal. Semua jaringan ternak dan makanan atau pakan mengandung mineral dalam jumlah dan proporsi yang sangat beragam. Mineral adalah bahan anorganik atau bahan kimia yang didapat makhluk dari alam, yang asalnya ialah dari tanah. Mineral ada yang larut dalam air lalu masuk tubuh lewat air minum atau air yang dipakai untuk mencuci sayur dan memasak. Mineral masuk ke dalam tubuh dalam bentuk garam lalu digunakan dalam bentuk elektrolit. Elektrolit adalah bentuk ion dari mineral yang bermuatan positif (+) dan negatif (-), ada sebagian mineral yang dipakai sel sebagai poros atau inti suatu molekul, ada pula yang dipakai untuk menghubungkan suatu cabang ke cabang yang lain. Mineral yang masuk kedalam tubuh lewat makanan sebagian diabsorpsi oleh dinding usus. Makanan yang masuk kedalam tubuh terdiri dari bahan organik dan air sebesar 96 % dan sisanya terdiri dari unsur mineral. Mineral dikenal sebagai zat anorganik atau kadar abu, dalam proses pembakaran, bahan-bahan organik terbakar, tetapi zat anorganik tidak terbakar, karena itu bahan anorganik disebut abu (Winarno 1992).

Gambar 1 struktur umum mineral

Banyak unsur mineral yang sangat dibutuhkan tubuh yang berbeda jenisnya yang diperlukan manusia agar memiliki kesehatan dan pertumbuhan yang optimal. Mineral yang digunakan oleh tubuh ialah Fe (ferum, zat besi), Ca (calsium, zat kapur), Na (natrium), K (kalium), Cl (chlor), Mg (magnesium), P (phosphor, fosfor), S (sulfur, belerang), Zn (zink, seng), I (iodium), F (flor), Co (cobalt) dan St (strontium). Beberapa mineral merupakan elemen anorganik yang dibutuhkan oleh ternak untuk pertumbuhan dan reproduksi, walaupun jumlah yang dibutuhkan hanya sedikit, keseimbangan dalam tubuh harus tetap terjaga. Berdasarkan kegunaannya dalam aktifitasnya hidup, mineral dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu golongan essensial dan non essensial, sedangkan berdasarkan jumlahnya, mineral dapat pula dibagi atas mineral makro, mineral mikro dan mineral renik (Parakasi 1986).

Kelompok makro terdiri dari unsur – unsur Ca, P, K, Na, Mg dan S. kelompok mikro terdiri dari Fe, I, Cu, Zn, Mn, Co dan Se, sedangkan kelompok renik terdiri dari unsur F, Mo, As, Cr, Si dan lain – lain. Beberapa unsur mineral ini ada yang termasuk golongan racun dan biasanya masih terdapat di dalam sel hayati meskipun jumlahnya sngat kecil sekali, contoh unsure tersebut adalah Ag, Hg dan Pb. Fungsi mineral secara umum dibagi menjadi 4 macam, yaitu untuk pembentukan struktur, untuk fungsi fisiologis, sebagai katalis dan sebagai regulator. Kandungan pakan mineral dari bahan pakan nabati sangat bervariasi tergantung dari beberapa faktor, seperti genetik tanaman, keadaan tanaman tempat tumbuh tanaman tersebut, iklim, musim, tahap kematangan, dan ada tidaknya pemupukan terhadap tanaman. Leguminosa biasanya kaya akan mineral Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, dan Co. Rumput-rumputan banyak mengandung mineral Mg, Zn, dan Fe.

Penetapan jenis dan jumlah mineral di dalam suatu bahan hayati dilakukan dengan cara pengabuan. Pembakaran akan menghancurkan senyawa – senyawa organik ke dalam bentuk gas yang mudah terbang. Mineral sebagai senyawa organik akan tertinggal di dalam bentuk abu yang dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Tulang yang terdiri dari air, bahan organi dan bahan anorganik. Pemanasan tulang pada suhu 400o C akan menyebabkan air serta bahan organic menguap, sisanya di dalam abu terdiri dari bahan anorganik untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Perendaman tulang dalam larutan asam atau pemanasan tulang dalam air akan menyebabkan terlarutnya bahan organik, sisanya yang berbentuk matriks terdiri dari air dan bahan organik. Praktikum ini percobaan untuk uji mineral bahan abu tulang yang akan diujikan tidak tersedia, untuk itu bahan yang digunakan ialah suplemen supradyn. Uji mineral ini dilakukan terhadap pengujian filtrat dan pengendapan. Pengujian filtrat terdiri dari uji klorida dan uji sulfat, sedangkan pengujian pengendapan teridiri dari uji kalsium, fosfat, magnesium dan besi.

Tujuan

            Praktikum bertujuan mengetahui sifat dan manfaat mineral dalam tubuh.

Alat dan bahan

            Alat-alat yang digunakan adalah penangas air, tabung reaksi, corong, pipet tetes, pipet mohr, bulb, kertas lakmus, dan gelas piala.

            Bahan-bahan yang digunakan adalah filtrat abu tulang, kertas saring, HNO₃ 10%, AgNO₃ 2%, HCl 10%, BaCl₂, asam asetat 10%, amonium oksalat 1%, pereaksi molibdat, ferosulfat, kristal amonium karbonat, amonium klorida, kristal dinatrium hidrogen fosfat, amonium hidroksida, amonium tiosianat, dan kalium ferosianida.

Prosedur kerja

            Filtrat abu tulang ditambahkan NH₄OH pekat sampai bereaksi basa dan dideteksi dengan kertas lakmus. Endapan putih yang terbentuk menunjukkan adanya fosfat. Penyaringan dilakukan. Filtrat yang diperoleh untuk pengujian klorida dan sulfat, sedangkan endapan untuk diuji kalsium, fosfat, magnesium, dan besi. Pengujian filtrat dilakukan dengan membagi filtrat yang diperoleh sama rata untuk uji klorida dan uji sulfat. Uji klorida dilakukan dengan filtrat diasamkan dengan larutan HNO­₃ 10%, untuk pengecekan dengan kertas lakmus. Larutan AgNO₃ 2% ditambahkan ke dalam filtrat asam tersebut. Endapan putih yang terbentuk menunjukkan adanya klor. Uji sulfat dilakukan dengan filtrat diasamkan dengan larutan HCl 10%, untuk pengecekan dengan kertas lakmus. Larutan BaCl₂ dimasukkan ke dalam filtrat asam tersebut. Endapan putih yang terbentuk menunjukkan adanya sulfat.

            Pengujian endapan dilakukan dengan menambahkan larutan asam asetat 10% pada endapan yang terdapat pada kertas saring. Filtrat yang diperoleh dibagi menjadi tiga, untuk uji kalsium, uji fosfat, dan uji magnesium, sedangkan endapan digunakan untuk pengujian besi ditambahkan larutan HCl 10% dan filtratnya yang digunakan. Uji kalsium dilakukan dengan penambahan amonium oksalat 1% ke dalam filtrat. Endapan putih yang terbentuk menunjukkan adanya kalsium. Uji fosfat dilakukan dengan filtrat ditambahkan pereaksi molibdat khusus. Tabung diaduk dengan rata, dan ditambahkan larutan ferosulfat khusus sebanyak 1 ml. Pembentukan warna biru pada larutan yang semakin pekat menunjukkan adanya fosfat. Uji magnesium dilakukan dengan pemanasan filtrat sampai mendidih. Kristal amonium karbonat dan amonium klorida ditambahkan sedikit demi sedikit. Hal ini dilakukan selama endapan masih terbentuk. Endapan yang terbentuk disaring. Filtrat ditambahkan kristal dinatrium hidrogen fosfat dan larutan amonia hidroksida sampai basa. Endapan yang terbentuk menunjukkan adanya magnesium. Filtrat untuk uji besi dibagi dua, salah satunya ditambahkan larutan amonium tiosianat sebanyak 1 ml. Warna merah yang terbentuk menunjukkan adanya besi. Sedangkan yang lainnya ditambahkan larutan kalium ferosianida sebanyak 1 ml. Warna hijau atau biru yang terebntuk menunjukkan adanya besi.

Data dan hasil pengamatan

Tabel 1 Data hasil pengamatan berbagai uji pada sampel mineral

Jenis uji	Hasil pengamatan	Perubahan warna larutan
Uji klorida	(+)	Putih
Uji sulfat	(-)	Tidak berwarna
Uji kalsium	(+)	Putih
Uji fosfat	(-)	Kuning
Uji magnesium	(+)	Putih
Uji besi	(+) dengan amonium tiosianat (+) dengan kalium ferosianida	Merah Hijau

Gambar 1 Hasil uji klorida   Gambar 2 Hasil uji sulfat   Gambar 3 Hasil uji kalsium

Gambar 4 Hasil uji fosfat     Gambar 5 Hasil uji magnesium

Gambar 6 Hasil uji besi

(kiri : [+] amonium tiosianat; kanan : [+] kalium ferosianida)

Pembahasan

Jaringan dinamis yang dibentuk atas fungsi mekanik, biologi, dan kimiadisebut tulang. Tulang dapat berperan sebagai penyangga tubuh sehingga tubuhdapat bergerak. Senyawa kimia penyusun tulang dapat dipengaruhi umur, nutrisi,hormon, dan kelainan (Loveridge 1999). Mineral dalam tulang yang palingbanyak ditemukan yakni kalsium, fosfor, dan magnesium (Keeneet al.2004).Loveridge (1999) menyatakan bahwa senyawa tersebut selain sebagai struktur tulang juga berperan dalam berbagai hal. Kalsium berperan dalam regulasi enzimatau pembekuan darah, fosfor erat kaitannya dengan metabolisme dan regulasienergi, dan magnesium berfungsi dalam reaksi enzim terutama penggunaan atau pembentukan ATP. Suhu yang terlalu tinggi akan mengakibatkan kandungansenyawa organik termasuk mineral dalam tulang akan menguap dan dapat diambiluntuk dianalisis baik secara kualitatif ataupun kuantitatif.

Kebutuhan mineral pemeliharaan fungsi tubuh, manusia memerlukan mineral dalam jumlah tertentu. Mineral yangdibutuhkan tubuh hingga saat ini dikenal dengan nama mineral makro dan mineral mikro.Intake (asupan) makanan sehari-hari, membantu manusia mendapatkan zat yang diperlukan tubuh.Yodium,yang ditengarai banyak tidak dijumpai pada garam yang beredar di daerah Jepara, termasuk salah satu zat gizi mikro yang sangat diperlukan tubuh. Dinamakan mineral mikro, karena tubuh hanya memerlukan dalamjumlah kurang dari 100 mg saja. Jumlah yang sangat kecil memang, tapi sudah mencukupi bagi tubuh.Akibat kekurangan yodium adalah munculnya penyakit gondok.,

Gravimetri merupakan metode analisis yang didasarkan pada pengukuran berat analit atau senyawa yang mengandung analit. Terdapat dua metode yangdapat digunakan untuk analisis dengan gravimetri yakni metode pengendapan danmetode penguapan. Metode pengendapan berdasarkan pemisahan endapan yangsukar larut dan komposisinya diketahui sedangkan metode penguapan berdasarkan pemisahan senyawa yang mudah menguap (Harjadi 1986). Percobaan inimenggunakan metode penguapan dalam menghasilkan abu yang nantinyaditambahkan NH4OH pekat dan disaring hingga dihasilkan filtrat dan endapan.Keduanya diuji dengan cara yang berbeda..

Filtrat yang dihasilkan diuji dengan uji klorida dan uji sulfat. PenambahanHNO3agar suasana reaksi menjadi asam sehingga saat ditambah AgNO3akanterbentuk endapan putih berupa AgCl (gambar 1). Hasil positif uji inimenunjukkan bahwa sampel mengandung mineral klorida. Selain itu, filtrat jugadiuji dengan uji sulfat. Prinsip pengasaman sama dengan uji klorida namun proses pengendapan dilakukan dengan penambahan BaCl2hingga terbentuk endapan putih BaSO4yang mengandung sulfat (gambar 2). Hasil percobaan menunjukkanhasil negatif artinya tidak terbentuk endapan putih. Hal tersebut dapat diakibatkanoleh sifat sulfat sebagai unsur makro sehingga tidak dapat dengan mudahdiendapkan (Budi 2003).

AgNO₃ → AgCl + NO₃^-

Gambar 1 Reaksi uji klorida.

BaCl₂ + SO₄                    BaSO₄ (putih) +  2Cl‾

Gambar 2 Reaksi uji sulfat.

Endapan yang dihasilkan ditambahkan asam asetat agar mineral yangterkandung dapat larut kembali. Selanjutnya filtratnya diuji dengan uji kalsium,uji fosfat, uji magnesium, dan uji besi. Uji kalsium dilakukan denganmenambahkan amonium oksalat sehingga dapat membentuk endapan berwarna putih. Hasil percobaan menunjukkan hasil positif yakni terbentuk endapan berwarna putih yang merupakan kalsium oksalat. Ion Ca yang terdapat padasampel akan bereaksi dengan C2O4 dari amonium oksalat membentuk endapan berwarna putih (gambar 3).Fosfat diuji dengan menambahkan urea sehingga dihasilkan urea yangterikat fosfat yakni memutus ikatan rangkap dengan atom O. Hasil positif ditandaidengan larutan yang berubah menjadi hijau kebiruan (Keeneet al.2004). Hasil percobaan sesuai dengan teori yang ada karena warna larutan berubah menjadihijau kebiruan. Hasil positif tersebut menandakan bahwa tulang mengandungfosfat. Warna biru yang dihasilkan merupakan warna yang terbentuk dariferosulfat khusus. Persamaan reaksinya dapat digambarkan pada gambar 4.Magnesium dalam reaksi biokimia berperan sebagai koenzim sehinggamembantu reaksi dapat berlangsung (Poedjiadi 2006). Mineral ini pada percobaanini diuji keberadaanya dengan pemanasan agar sampel teraktivasi sehinggakeberadaan magnesium dapat dideteksi dengan mudah. Penambahan amoniumkarbonat dan amonium klorida dilakukan untuk membentuk adanya endapan. Jikalarutan direaksikan dengan larutan dinatrium hidrogen fosfat akan terjadi endapankristal putih. Awalnya magnesium klorida tidak akan mengendap karena amoniumklorida berfungsi sebagai bufer. Konsentrasi ion hidroksida berdasarkan kerja aksimassa akan didesak kembali, dengan bertambahnya konsentrasi ion amonium(Poedjiadi 2006). Percobaan kali ini menunjukkan hasil positif yang ditandaidengan adanya endapan putih yang mengandung magnesium fosfat (gambar 5).

Ca(aq)  +  (NH₄)2C₂O₄(aq)              Ca C₂O₄ (s)  +  2 NH₄(aq)

Gambar 3 Reaksi uji kalsium.

       H2N           NH2    o‾

                                     

 P + urea           P + C – O         C   -   P 

                               

                               NH2            NH2

           

Gambar 4 Reaksi uji fosfat.

 Mg + NaHPO4 → MgHPO4 +2Na

Gambar 5 Reaksi uji magnesium.

Uji besi pada percobaan ini dilakukan terhadap endapan yang terbentuk dari sisa penambahan asam yang kemudian ditambahkan dengan larutan HCl. Filtrat yang diperoleh dari penyaringan endapan tersebut di uji dengan larutan ammonium tiosianat dan kalium ferosianida. Filtrat yang diuji dengan ammonium tiosianat akan menunjukan hasil positif jika terbentuk warna merah, sedangkan dengan kalium ferosianida akan menunjukan hasil positif jika terbentuk warna biru atau hijau. Berdasarkan hasil percobaan pada uji besi ini, filtrat yang ditambahkan dengan amonium tiosianat menunjukan hasil positif dengan terbentuknya warna merah muda, begitu juga dengan filtrat yang ditambahkan kalium ferosianida juga menunjukan hasil positif dengan terbentuknya warna hijau. Reaksi yang terjadi  pada Fe²⁺ :

Fe⁺³ + 6NH₄SCN →  [Fe(SCN)₆]^-3 + 6NH₄⁺.

Sedangkan pada Fe³⁺ reaksi yang terjadi :

4Fe⁺³+ + 3K₄[Fe(CN)₆] → Fe₄[Fe₂(CN)₆)]₃ + 12K⁺.

Jika seseorang kekurangan unsur besi maka pembentukan hemoglobin akan terganggu. Selain itu dapat menyebabkan amenia atau kekurangan darah (Siswono 2001).Fungsi Fe yang penting adalah untuk absorpsi dan transport O2 ke dalam sel-sel, Fe juga merupakan komponen yang aktif dari beberapa enzim yaitu sitokrom perioksidase dan katalase. Selain itu Fe berfungsi sebagai mediator proses–proses oksidasi (Tillman 1998). Unsur Fe diabsorpsi sesuai dengan kebutuhan dan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti status Fe dalam tubuh, umur hewan (Underwood 1999), kebutuhan metabolik tubuh, bentuk komponen zat besi yang terdapat dalam makanan dan ada tidaknya zat-zat nutrisi lain yang mempengaruhi absorpsi zat besi (Piliang 2002). Tempat absorpsi Fe pertama adalah duodenum (Underwood 1999). Manfaat mineral dalam industri adalah pembuatan susu, peleburan logam, membantu proses pembuatan makanan yang bergizi tinggi.

Simpulan

            Pengujian mineral pada filtrat abu tulang yaitu positif untuk uji klorida, uji kalsium, uji fosfat, uji magnesium, dan uji besi, dan negatif untuk uji sulfat.

Daftar pustaka

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

Underwood, E. J. and N. F. Suttle. 1999. The Mineral Nutrition of Livestock Third Edition. London : CABI Publishing

Winarno, F. G. 1984.  Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama