APLIKASI NANOKALSIUM DARI CANGKANG RAJUNGAN

(Portunus sp.) PADA EFFERVESCENT

IIS SETIANY MINARTY

C34080049

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

RINGKASAN

IIS SETIANY MINARTY. C34080049. Aplikasi Nanokalsiun dari Cangkang

Rajungan (Portunus sp.) pada Effervescent. Dibimbing oleh PIPIH

SUPTIJAH dan BUSTAMI IBRAHIM.

Rajungan merupakan salah satu komoditas perairan yang jumlahnya cukup

melimpah di Indonesia. Cangkang rajungan banyak yang terbuang dan

menghasilkan limbah padat yang cukup tinggi. Salah satu upaya untuk

mengurangi limbah padat tersebut adalah mengolah limbah cangkang rajungan

dengan mengekstrak kandungan kalsiumnya. Kalsium merupakan salah satu

mineral esensial yang memiliki peranan penting di dalam tubuh. Kalsium yang

umum dikonsumsi terdapat dalam bentuk mikro kalsium. Ukuran tersebut terkait

dengan besarnya penyerapan kalsium oleh tubuh, biasanya hanya 50% sehingga

sering menyebabkan defisiensi. Teknologi untuk kalsium yang perlu

dikembangkan adalah teknologi nano, sehingga terbentuk nanokalsium yang

diaplikasikan pada bentuk effervescent.

Penelitian ini bertujuan untuk menambah value added pemanfaatan

limbah cangkang rajungan, mengekstrak dan mengkarakterisasi kalsium dari

limbah cangkang rajungan dan mempelajari pengaruh penggunaan nanokalsium

pada aplikasi effervescent.

Penelitian ini terdiri atas dua tahap. Tahap pertama yaitu pembuatan nano

kalsium dengan perlakuan perbedaan konsentrasi HCl terhadap rendemen dan

kadar mineral yang meliputi kalsium, magnesium, fosfor, kalium, natrium,

mangan, besi, dan zinc, serta analisis fisik dan mikroskopis serbuk nanokalsium

meliputi analisis derajat putih dan analisis ukuran partikel. Tahap kedua yaitu

pembuatan effervescent nanokalsium dengan analisis waktu larut, derajat

keasaman, dan analisis bioavailabilitas.

Pembuatan kalsium dengan ukuran nano berhasil dibuat dengan metode

presipitasi. Pada penelitian ini, metode presipitasi dilakukan dengan cara

melarutkan komponen kalsium cangkang rajungan ke dalam pelarut asam (HCl)

dengan berbagai konsentrasi, kemudian ditambahkan larutan NaOH ke dalam

larutan HCl yang telah mengandung kalsium. Adanya pencampuran asam-basa

tersebut mengakibatkan larutan menjadi jenuh dan menghasilkan endapan kalsium

yang halus dan berukuran nano. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rendemen

optimal diperoleh pada perlakuan konsentrasi HCl 1 N yaitu sebesar 12,07%.

Berdasarkan analisis mineral, kadar mineral yang tertinggi adalah kalsium yaitu

sebesar 51,27%. Serbuk nano kalsium juga mengandung mineral lainnya yaitu

natrium, kalium, magnesium, fosfor, mangan, seng, dan besi. Nilai derajat putih

serbuk nano kalsium yang dihasilkan adalah 63,63% (skala 100%). Hasil

pengukuran partikel menggunakan SEM pada perbesaran 30.000x 120-573 nm.

Nanokalsium yang dibuat dalam bentuk effervescent memiliki waktu larut yang

dibutuhkan selama 0,94 detik dengan pH 9. Hasil analisis bioavailabilitas

menunjukkan penyerapan tertinggi terjadi pada menit ke-8 yaitu sebanyak 75,1%.

APLIKASI NANOKALSIUM DARI CANGKANG RAJUNGAN

(Portunus sp.) PADA EFFERVESCENT

IIS SETIANY MINARTY

C34080049

SKRIPSI

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Aplikasi Nanokalsium dari Cangkang Rajungan

(Portunus sp.) pada Effervescent

Nama : Iis Setiany Minarty

NIM : C34080049

Program Studi : Teknologi Hasil Perairan

Menyetujui:

Pembimbing 1 Pembimbing 2

Dr. Pipih Suptijah, MBA Dr. Ir. Bustami Ibrahim, M.Sc

NIP. 19531020 1985 03 2 001 NIP. 19611101 1987 03 1 002

Mengetahui:

Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan

Dr. Ir. Ruddy Suwandi, MS., Mphil.

NIP. 19580511 1985 03 1 002

Tanggal Pengesahan:…………………..

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul “Efektivitas

Bioavailabilitas Nanokalsium dari Cangkang Rajungan (Portunus sp.) pada

Aplikasi Effervescent” adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam

bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal

atau dikutip dari karya yang telah diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan

dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Agustus 2012

Iis Setiany Minarty

C34080049

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Iis Setiany Minarty

dilahirkan di Bandung pada tanggal 22 Oktober 1990.

Penulis adalah anak kedua dari lima bersaudara dari

pasangan Bapak Anda Suhanda dan Ibu Euis Rustiawati.

Penulis memulai jenjang pendidikan formal di TK

Bhayangkari Subang tahun 1995-1997, kemudian

Sekolah Dasar Negeri Salep Subang tahun 1997-1999. Penulis melanjutkan

pendidikan di SLTP Negeri 1 Subang tahun 2002-2005. Pendidikan menengah

atas ditempuh penulis di SMA Negeri 1 Subang tahun 2005-2008. Penulis

diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi

Masuk IPB) dengan Program Studi Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan

dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor tahun 2008.

Selama kuliah penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan yaitu Koperasi

Mahasiswa IPB pada tahun 2008-2009 dan Fisheries Processing Club (FPC) pada

tahun 2009 sampai tahun 2011. Penulis juga aktif sebagai asisten pada mata

kuliah Teknologi Pengembangan Kitin dan Kitosan tahun ajaran 2011-2012 dan

asisten Teknologi Pengolahan Hasil Perairan tahun ajaran 2011-2012.

Tahun 2011, penulis melaksanakan praktek lapangan dengan judul

“Penerapan Sanitasi dan Higiene pada Proses Pembekuan Tuna (Thunnus sp.)

di PT Lautan Bahari Sejahtera, Jakarta”. Sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar sarjana, penulis melakukan penelitian yang berjudul

“Efektivitas Bioavalabilitas Nanokalsium dari Cangkang Rajungan

(Portunus sp.) pada Aplikasi Effervescent” di bawah bimbingan Dr. Pipih

Suptijah, MBA dan Dr. Ir. Bustami Ibrahim, M.Sc.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan

karunia-Nya yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi

yang berjudul “Efektivitas Bioavailabilitas Nanokalsium dari Cangkang Rajungan

(Portunus sp.) pada Aplikasi Effervescent”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu

syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Institut Pertanian Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua

pihak yang telah membantu berjalannya proses penelitian hingga tahap penulisan

skripsi ini dapat diselesaikan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:

1) Dr. Pipih Suptijah, MBA dan Dr. Ir. Bustami Ibrahim, M.Sc. selaku dosen

pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan dan saran kepada

penulis selama penelitian maupun penyusunan skripsi.

2) Dr. Tati Nurhayati, S.Pi, M.Si selaku dosen penguji yang telah

memberikan bimbingan, arahan dan saran kepada penulis.

3) Dr. Ir. Ruddy Suwandi, MS., MPhil selaku Ketua Departemen Teknologi

Hasil Perairan.

4) Dr. Ir. Agoes M. Jacoeb, Dipl-Biol. sebagai Komisi Pendidikan di

Departemen Teknologi Hasil Perairan.

5) Dr. Ir. Sri Purwangsih, MSi selaku dosen pembimbing akademik, atas

segala bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada penulis.

6) Seluruh dosen dan staf administrasi Teknologi Hasil Perairan.

7) Kepada kedua orang tua: mama dan bapa atas limpahan doa yang tak

pernah putus dan kasih sayang yang tak pernah pupus serta materil yang

tidak terhitung jumlahnya.

8) Kepada kakak prima, adik (novi, dhany, aditya) yang telah memberikan

bantuan, doa dan motivasi selama kuliah di IPB.

9) Keluarga Roesangi yang telah memberikan doa, semangat, dan kasih

sayang kepada penulis.

10) Laboran bu ema dan mba dini yang telah memberikan bantuan dan

semangat dalam penelitian.

11) Tim asisten teknologi pengembangan kitin dan kitosan (Hilda, Erna,

Steven, Kurniawati, Taufik, Henry) yang telah memberikan bantuan dan

semangat dalam penelitian serta penyusunan skripsi ini.

12) Teman-teman THP 45 terutama hana, aulia, dwisari, ipi, mpit, helmi, rico,

apip yang telah memberikan bantuan dan semangat dalam penelitian serta

penyusunan skripsi ini.

13) Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu disini yang telah

banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan.

Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi

peningkatan kualitas di masa mendatang. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi

penulis dan semua pihak yang memerlukannya.

Bogor, Agustus 2012

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii

1 PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2 Tujuan ...................................................................................................... 2

2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 3

2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Rajungan (Portunus sp.) ................................ 3

2.2 Komposisi Kimia Limbah Rajungan ....................................................... 4

2.3 Pengembangan Nanokalsium .................................................................. 5

2.4 Kalsium .................................................................................................... 5

2.5 Kebutuhan Kalsium dalam Tubuh ............................................................ 6

2.6 Kegunaan Kalsium dalam Tubuh ............................................................ 7

2.7 Penyerapan Kalsium dalam Tubuh .......................................................... 7

2.8 Effervescent ............................................................................................ 8

3 METODOLOGI ............................................................................................. 10

3.1 Waktu dan Tempat ................................................................................... 10

3.2 Bahan dan Alat ......................................................................................... 10

3.3 Metode Penelitian ..................................................................................... 10

3.3.1 Produksi Nanokalsium ................................................................... 10

3.3.2 Pembuatan Tablet Effervescent ....................................................... 12

3.3.3 Analisis .......................................................................................... 13

3.3.3.1 Pengukuran rendemen nanokalsium .................................... 13

3.3.3.2 Analisis total mineral nanokalsium dengan AAS ............... 13

3.3.3.3 Analisis ukuran partikel nanokalsium dengan SEM ........... 14

3.3.3.4 Analisis derajat putih nanokalsium ..................................... 14

3.3.3.5 Analisis derajat keasaman effervescent nanokalsium ........ 14

3.3.3.6 Analisis bioavailabilitas effervescent nanokalsium .......... 15

4 HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 16

4.1 Rendemen Nanokalsium .......................................................................... 16

4.2 Derajat Putih Nanokalsium ..................................................................... 19

4.3 Komposisi Total Mineral Nanokalsium .................................................. 20

4.4 Analisis Ukuran Partikel Nanokalsium .................................................... 21

4.5 Aplikasi Nanokalsium ............................................................................. 23

4.6 Derajat Keasaman .................................................................................... 24

4.7 Bioavailabilitas Effewrvescent Nanokalsium ......................................... 25

5 KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 28

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 28

5.2 Saran ......................................................................................................... 28

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 29

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Kandungan gizi tepung cangkang rajungan ................................................. 4

2. Daftar angka kecukupan gizi kalsium ........................................................... 6

3. Komposisi total mineral serbuk nanokalsium ............................................... 20

4. Formulasi effervescent nanokalsium ............................................................ 23

5. Waktu larut effervescent terpilih .................................................................. 24

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Rajungan (Portunus sp.) ................................................................................ 3

2. Diagram alir pembuatan serbuk nanokalsium .............................................. 12

3. Diagram alir pembuatan tablet effervescent nanokalsium ........................... 12

4. Diagram alir analisis bioavailabilitas effervescent nanokalsium .................. 15

5. Data rendemen nanokalsium ........................................................................ 17

6. Proses presipitasi kalsium dengan NaOH .................................................... 18

7. Karakteristik derajat putih serbuk nanokalsium ………………………….. 19

8. Hasil Scanning Electron Microscopy nanokalsium perbesaran 30.000x .... 22

9. Bioavailabilitas effervescent nanokalsium pada darah tikus putih ……….. 26

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Halaman

1 Perhitungan rendemen .................................................................................. 35

2 Data kandungan mineral ………………………………………………….. 36

3 Derajat putih nanokalsium ........................................................................... 37

4 Bioavailabilitas effervescent nanokalsium .................................................... 38

1

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rajungan merupakan salah satu komoditas perairan yang jumlahnya cukup

melimpah di Indonesia. Ekspor rajungan memberikan kontribusi yang baik bagi

pertumbuhan ekonomi Indonesia dikarenakan komoditi rajungan merupakan salah

satu komoditi perikanan yang termasuk kedalam salah satu andalan ekspor

komoditi perikanan Indonesia. Hal tersebut diperkuat dengan data KKP (2010)

yang menyatakan bahwa dari tahun ke tahun komoditi rajungan mengalami

peningkatan nilai ekspor yang cukup signifikan khususnya pada tahun 2007-2008

yang mengalami peningkatan nilai ekspor sebesar 4,77%.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Suptijah (1992) limbah

kulit rajungan mengandung 13-15% kitin. Kitin merupakan polisakarida terbesar

kedua setelah selulosa yang mempunyai rumus kimia poli 2asetamida-2-dioksi-ß-

D-Glukosa dengan ikatan ß-glikosidik (1,4) yang menghubungkan antar unit

ulangnya. Kitin tidak mudah larut dalam air, sehingga penggunaannya terbatas.

Namun dengan modifikasi kimiawi dapat diperoleh senyawa turunan kitin yang

mempunyai sifat kimia yang lebih baik. Salah satu turunan kitin adalah kitosan.

Kitosan merupakan senyawa dengan rumus kimia poli (2-amino-2-dioksi-ß-D-

Glukosa) yang dapat dihasilkan dengan proses hidrolisis kitin menggunakan basa

kuat yang disebut deasetilasi. Saat ini terdapat lebih dari 200 aplikasi dari kitin

dan kitosan serta turunannya di industri makanan, bioteknologi, pertanian,

farmasi, kesehatan, dan lingkungan (Balleyet al. 1977).

Salah satu pemanfaatan limbah kitosan adalah pemanfaatannya dalam

bidang farmasi dan kesehatan adalah sebagai penguat tulang dan gigi karena

kandungan kalsiumnya. Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat

di dalam tubuh, yaitu 1,5-2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih

sebanyak 1 kg.Berdasarkan jumlah ini, 99% berada didalam jaringan keras, yaitu

tulang dan gigi. Kalsium tulang berada dalam keadaan seimbang dengan kalsium

plasma pada konsentrasi kurang lebih 2,25-2,60 mmol/L. Densitas tulang berbeda

menurut umur, meningkat pada bagian pertama kehidupan dan menurun secara

berangsur setelah dewasa, selebihnya kalsium tersebar luas didalam tubuh.

2

Kalsium mengatur pekerjaan hormon-hormon dan faktor pertumbuhan (Almatsier

2004).

Salah satu fungsi kalsium bagi tubuh adalah sebagai nutrisi untuk tumbuh,

menunjang perkembangan fungsi motorik agar lebih optimal dan berkembang

dengan baik. Usia dibawah 1 tahun memerlukan kalsium 200-400 mg/hari, usia

1-6 tahun memerlukan kalsium sebanyak 500 mg/hari, usia 7-9 tahun memerlukan

kalsium sebanyak 600 mg/hari, usia 10-18 tahun memerlukan kalsium sebanyak

1000 mg/hari dan dewasa memerlukan kalsium sebanyak 800 mg/hari

(Widyakarya Nasional Pangan dan Gizi 2004). Kekurangan kalsium pada masa

pertumbuhan dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan tulang, osteoporosis,

sistem syaraf terganggu, dan osteomalasia (Nieves 2005).

Pola hidup dengan trend pada suplemen makanan menyebabkan banyak

orang mengkonsumsi suplemen makanan dalam berbagai produk. Ketergantungan

pada suplemen makanan untuk meningkatkan ketahanan tubuh, mencegah

penyakit, dan mengurangi penyakit tentu sudah menjadi suatu kebiasaan

masyarakat sekarang. Oleh karena itu, dilakukanpembuataneffervescent

nanokalsium. Tablet merupakan sediaan yang mempunyai beberapa keuntungan

dibandingkan dengan bentuk sediaan farmasi lainnya, yaitu dosis zat aktif yang

diberikan sama, mudah digunakan atau praktis, serta stabil secara fisik maupun

kimiawi. Sediaan dalam bentuk tablet effervescent dimaksudkan untuk

mengurangi rasa tidak enak ketika mengkonsumsi obat (Lachman et al.

1994).Tablet effervescent lebih mudah dan lebih menyenangkan dalam

penggunaannya, sehingga meningkatkan minat masyarakat terhadap penggunaan

tablet (Ansel1989).

1.2 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Memberikan value added pemanfaatan limbah cangkang rajungan.

2. Mengekstrak dan mengkarakterisasi kalsium dari limbah cangkang rajungan.

3. Mempelajari pengaruh penggunaan nanokalsium pada aplikasi effervescent

3

2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Rajungan (Portunus sp.)

Rajungan adalah salah satu anggota filum crustacea yang memiliki tubuh

beruas-ruas. Klasifikasi Rajungan (Portunus sp.) menurut Pratt (1953) adalah

sebagai berikut :

Kingdom : Animalia

Filum : Crustacea

Kelas : Malacostraca

Ordo : Decapoda

Sub ordo : Reptantia

Famili : Portunidae

Genus : Portunus

Spesies : Portunus sp.

Gambar 1 Rajungan (Portunus sp.) Sumber: (Lee 2010)

Rajungan (Portunus sp.) banyak ditemukan pada daerah dengan geografi

yang sama seperti ditemukannya kepiting bakau (Scylla serrata). Rajungan

memiliki karapas yang sangat menonjol dibandingkan dengan abdomennya. Lebar

karapas pada rajungan dewasa dapat mencapai ukuran 18,5 cm. Abdomennya

berbentuk segitiga (meruncing pada jantan dan melebar pada betina) tereduksi dan

melipat ke sisi ventral karapas. Pada kedua sisi muka karapas terdapat 9 buah duri

yang disebut sebagai duri marginal. Duri marginal pertama berukuran lebih besar

daripada ketujuh duri dibelakangnya, sedangkan duri marginal ke 9 yang terletak

di sisi karapas merupakan duri terbesar. Kaki rajungan berjumlah 5 pasang,

pasangan kaki pertama berubah menjadi capit (cheliped) yang digunakan untuk

4

memegang serta memasukkan makanan ke dalam mulutnya, pasangan kaki ke- 2

sampai ke- 4 menjadi kaki jalan, sedangkan pasangan kaki kelima berfungsi

sebagai pendayung atau alat renang sehingga sering disebut sebagai kepiting

renang (swimming crab). Kaki renang pada rajungan betina juga berfungsi sebagai

alat pemegang dan inkubasi telur (Oemarjati dan Wisnu 1990).

2.2 Komposisi Kimia Limbah Rajungan

Menurut Hirano (1989) dalam Hafiludding (2003) menyatakan bahwa

cangkang merupakan bagian terkeras dari semua komponen rajungan yang dapat

dimanfaatkan sebagai pakan ternak dan pupuk organik karena kandungan mineralnya,

terutama kandungan kalsiumnya yang cukup tinggi. Selain itu cangkang rajungan

mengandung kitin, protein, CaCO3, serta sedikit MgCO3 dan pigmen astaxanthin.

Muskar (2007) menyatakan bahwa cangkang rajungan diekspor dalam bentuk

kering sebagai sumber kitin, kitosan dan karotenoid yang dimanfaatkan oleh berbagai

industry sebagai bahan baku obat, kosmetik, pangan dan lain-lain. Bahan-bahan

tersebut memegang peranan sebagai anti virus, anti bakteri dan digunakan juga

sebagai obat untuk meringankan dan mengobati luka bakar. Selain itu cangkang

rajungan dapat juga digunakan seabagai bahan pengawet makanan yang murah dan

aman seperti kitosan. Kandungan gizi tepung cangkang rajuangan dapat dilihat pada

Tabel 1.

Tabel1 Kandungan gizi tepung cangkang rajungan

Zat gizi BBPMHP (%)*

Kadar air 4,45

Kadar abu 55,21

Kadar lemak 0,54

Kadar protein 13,58

Kadar kalsium 24,78

Kadar fosfor 0,49 *) Cangkang rajungan hasil penelitian BBPMHP (2000)

2.3 Pengembangan Nanokalsium

Sejak tahun 1973, rajungan (Portunus sp.) merupakan hasil laut yang penting

dalam sektor perikanan. Limbah industri rajungan (Portunus pelagicus) adalah berupa

cangkang dan kaki rajungan yang mencapai 75%-85%, dapat diolah menjadi kitin dan

kitosan dengan rentang pemanfaatan yang luas, yaitu dapat diaplikasikan pada bidang

nutrisi, pangan, medis, kosmetik, lingkungan, dan pertanian (Suhartono 2006).

5

Pengembangan produk kitin dan kitosan perlu dilanjutkan dengan upaya

pemanfaatan hasil samping industri tersebut seperti protein dan mineral. Hasil

samping dari proses demineralisasi cangkang rajungan berupa kalsium klorida

(CaCl2). Proses demineralisasi mineral akan larut pada larutan asam seperti asam

klorida (HCl). Mineral hasil recovery limbah demineralisasi juga dapat dimanfaatkan

sebagai sumber kalsium untuk pemanfaatan gips dan suplemen kalsium

(Flick et al. 2000).

Nanokalsium merupakan smart kalsium dengan ukuran partikel yang

sangat kecil hingga mencapai 500x10-9

nm sehingga apabila dikonsumsi akan

langsung terserap oleh tubuh dengan sempurna 100% (Suptijah 2009).

Nanokalsium memiliki bioavailabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan

kalsium yang berukuran makro sehingga nanokalsium yang terbuang melalui urin

lebih rendah.

Nanokalsium lebih efektif memasuki sel daripada kalsium mikro karena

ukurannya yang sangat kecil, maka nanokalsium lebih banyak dan lebih cepat

memasuki sel untuk melakukan fungsinya. Gao et al. (2007) menambahkan, tikus

yang diberi pakan nanokalsium memiliki tingkat buangan kalsium yang rendah

pada feses dan urin dibandingkan dengan tikus yang diberi pakan mikro kalsium.

Hal ini menunjukan semakin kecil ukuran partikel, maka tingkat penyerapan

kalsium dalam tubuh semakin meningkat.

2.4 Kalsium

Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam

tubuh,yaitu 1,5-2% dari berat badan orang dewasa. Tubuh manusia terdapatkurang

lebih 1 kg kalsium (Granner 2003). Jumlah ini 99% berada di dalam jaringan

keras,yaitu tulang dan gigi dalam bentuk hidroksiapatit

{(3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2}.Kalsium tulang berada dalam keadaan seimbang dengan

kalsium plasma pada konsenterasi kurang lebih 2,25-2,60 mmol/L (9-10,4

mg/100mL). Densitas tulang berbeda menurut umur, meningkat pada bagian

pertama kehidupan dan menurun secara berangsur setelah dewasa. Selebihnya

kalsium tersebar luas didalam tubuh. Di dalam cairan ekstraselular dan intraselular

kalsium memegang peranan penting dalam mengatur fungsi sel,seperti untuk

transmisi saraf, kontraksi otot, penggumpalan darah dan menjaga permebilitas

6

membran sel. Kalsium juga mengatur pekerjaan hormon-hormon dan faktor

pertumbuhan (Almatsier2004).

2.5 Kebutuhan Kalsium dalam Tubuh

Kebutuhan kalsium dalam tubuh manusia berbeda menurut usia dan jenis

kelamin. Recommended Daily Allowance (RDA) merekomendasikan konsumsi

umur 1-10 tahun dan 25 tahun ke atas. Umur 11-24 tahun dan untuk wanita hamil

atau menyusui direkomendasikan konsumsi kalsium sebanyak 1.200 mg (Percival

1999). Kebutuhan kalsium per hari yang terekomendasi dalam Widyakarya

Nasional pangan dan Gizi (2004) dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Daftar angka kecukupan gizi kalsium

Kelompok umur Kebutuhan Ca (mg/hari)

Bayi (bulan)

0-6

7-12

200

400

Anak (tahun)

1-3

4-6

7-9

500

500

600

Pria (tahun)

10-12

13-15

16-18

19-29

30-49

50-64

>65

1000

1000

1000

800

800

800

800

Wanita (tahun)

10-12

13-15

16-18

19-29

30-49

50-64

>65

1000

1000

1000

800

800

800

800

Hamil

Trimester 1

Trimester 2

Trimester 3

+150

+150

+150

Menyusui

6 bulan pertama

6 bulan kedua

+150

+150 Sumber: Widyakarya Nasional pangan dan Gizi (2004).

7

2.6 Kegunaan Kalsium dalam Tubuh

Kalsium merupakan mineral essensial yang ditemukan dalam jumlah yang

besar di dalam tubuh. Sembilan puluh sembilan persen dari semua kalsium dalam

tubuh ditemukan dalam tulang dan gigi. Satu persen sisanya dalam darah.

Kalsium memegang peranan penting dalam konduksi saraf, kontraksi otot, dan

pembekuan darah. Jika tingkat kalsium dalam tetesan darah di bawah normal,

kalsium akan diambil dari tulang dan dimasukkan ke dalam darah untuk

mempertahankan tingkat kalsium darah, oleh karena itu, penting untuk

mengkonsumsi kalsium yang cukup untuk menjaga darah yang memadai dan

tingkat kalsium tulang (Houtkooper dan Farrell 2011).

Fungsi kalsium dalam tubuh manusia menurut Almatsier (2006) adalah

sebagai berikut :

(1) Pembentukan tulang dan gigi

Kalsium di dalam tulang mempunyai dua fungsi yaitu sebagai bagian

integral dari struktur tulang dan sebagai tempat menyimpan asupan kalsium darah.

Pada ujung tulang panjang ada bagian yang berpori yang dinamakan trabekula,

yang menyediakan suplai kalsium siap pakai guna mempertahankan konsentrasi

kalsium normal dalam darah.

(2) Mengatur pembekuan darah

Bila terjadi luka, ion kalsium di dalam darah merangsang pembekuan

fosfolipida tromboplastin dari platelet darah yang terluka. Tromboplastin

mengkatalis perubahan protombin, bagian darah normal, menjadi trombin,

trombin kemudian membantu perubahan fibrinogen, bagian lain dari darah,

menjadi fibrin yang merupakan gumpalan darah.

(3) Kontraksi otot

Pada waktu otot berkontraksi, kalsium berperan dalam interaksi protein di

dalam otot, aksin, dan myosin. Bila darah yang mengandung kalsium kurang dari

normal, otot tidak bisa mengendur setelah kontraksi, tubuh akan kaku dan dapat

menimbulkan kejang.

2.7 Penyerapan Kalsium dalam Tubuh

Penyerapan kalsium sebagian besar terjadi di duodenum dan jejunum

bagian proksimal karena keadaannya lebih bersifat asam daripada bagian usus

8

yang lainnya.Penyerapan kalsium di usus halus berlangsung melalui

duamekanisme, yaitu dengan transpor aktif dan transpor pasif. Mekanisme

transpor aktif diatur oleh 1,25- Dehidroxycholecalciferol [1,25-(OH)2D], suatu

bentuk vitamin D paling aktif yang diproduksi dalam ginjal. Absorbsi kalsium

dalam saluran pencernaan biasanya berkisar antara 30-80 % dari total asupan

kalsium. Tubuh manusia menyerap sekitar 20 % hingga 40 % kalsium dari

makanan yang dikonsumsi, namun pada umumnya disesuaikan dengan kebutuhan

tubuh. Penyerapan kalsium meningkat apabila terjadi penurunan kadar kalsium

darah. Sebaliknya penyerapan kalsium menurun apabila kadar kalsium darah

tinggi (Murray et al. 2003). Dalam keadaan normal, dari sekitar 1000 mg Ca++

yang rata-rata dikonsumsi perhari, hanya sekitar dua pertiga yang diserap di usus

halus dan sisanya keluar melalui feses (Sherwood 2001). Absorpsi pasif terjadi

pada permukaan saluran cerna. Banyak faktor mempengaruhi absorpsi kalsium.

Kalsium hanya bisa diabsorpsi bila terdapat dalam bentuk larut air dan tidak

mengendap karena unsur makanan lain, seperti oksalat (Almatsier 2004).

2.8 Effervescent

Effervescent didefenisikan sebagai bentuk sediaan serbuk yang

menghasilkan gelembung gas sebagai hasil reaksi kimia larutan. Gas yang

dihasilkan saat pelarutan effervescent adalah karbon dioksida sehingga dapat

memberikan efek sparkling (rasa seperti air soda) (Liebermanet al. 1992).

Effervescent ini apabila dimasukkan ke dalam air, mulailah terjadi reaksi

kimia antara asam dan natrium bikarbonat sehingga terbentuk garam natrium dari

asam dan menghasilkan gas karbondioksida serta air. Reaksinya cukup cepat dan

biasanya berlangsung dalam waktu satu menit atau kurang. Di samping

menghasilkan larutan yang jernih, tablet juga menghasilkan rasa yang enak karena

adanya karbonat yang dapat membantu memperbaiki rasa obat-obat tertentu

(Banker dan Anderson 1986).

Bahan dasar pada pembuatan effervescent adalah asam sitrat, asam tartarat,

natium bikarbonat, sukrosa. Asam sitrat dam asam tartarat berperan dalam

perubahan warna menjadi larutan kuning jernih. Kedua asam tersebut

mempengaruhi perubahan warna pada minuman effervescent. Keuntungan tablet

effervescent sebagai bentuk obat adalah penyiapan larutan dalam waktu seketika,

9

yang mengandung dosis obat yang tepat. Kerugian tablet effervescent adalah

kesukaran untuk menghasilkan produk yang stabil secara kimia.Kelembaban

udara di sekitar tablet setelah wadahnya dibuka juga dapat menyebabkan

penurunan kualitas yang cepat dari produk, setelah sampai di tangan konsumen,

karena itu tablet effervescent dikemas secara khusus dalam kantong lembaran

alumunium kedap udara atau kemasan padat dalam tabung silindris dengan ruang

udara yang minimum (Banker dan Anderson 1994).

10

3 METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian inidilaksanakan pada bulan Pebruari 2012 sampai bulan Mei

2012. Pembuatan nanokalsium untuk membuat tablet effervescent dilakukan di

Laboratorium Biokimia Hasil Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan,

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Pembuatan

effervescent dilakukan di Laboratorium Lavial TNI-AU Jakarta. Uji derajat putih

dilakukan di Laboratorium Pengolahan Pangan, Departeman Ilmu Teknologi

Pangan. Uji atomic absorption spectrophotometry (AAS) dilakukan di

Laboratorium Bersama Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Uji

Scanning Electron Microscopy (SEM) dilakukan di Laboratorium Pusat Industri

Nuklir, Batan Serpong.

3.2 Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini tebagi dalam 2 tahap, yaitu

pembuatan nanokalsium dan pembuatan tablet effervescent. Bahan baku dalam

pembuatan nanokalsium ini adalah cangkang rajungan. Bahan untuk ekstraksi

nanokalsium adalah HCl. Bahan untuk presifitasi adalah NaOH 3N.Bahan yang

digunakan dalam pembuatan tablet effervescent adalah natrium bikarbonat, asam

sitrat, asam tartrat, dan sukrosa. Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini

antara lain alat gelas, tanur, toples, termometer, oven, hotplate, kertas saring,

kertas pH dan timbangan.

3.3 Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam 2 tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan

penelitian utama. Penelitian pendahuluan meliputi pembuatan nanokalsium, dan

penelitian utama meliputi pembuatan effervescentdarinanokalsium terbaik yang

diperoleh dari penelitian pendahuluan.

3.3.1 Produksi Nanokalsium

Tahap pertama merupakan tahap persiapan bahan baku dan produksi

nanokalsium dengan prosedur sebagai berikut tepung cangkang selanjutnya

dilakukan perendaman dalam HCl dengan perlakuan konsentrasi HCl berbeda

11

yaitu 0,5N, 1N, dan 1,5N selama 24 jam. Cangkang yang telah direndam HCl

kemudian diekstraksi pada suhu 90 0C. Hasil ekstraksi selanjutnya dilakukan

penyaringan dengan kertas saring sehingga diperoleh cairan/filtrat.

Pembentukan kristal kalsium dilakukan dengan metode presipitasi melalui

penambahan bertahap larutan ionik NaOH 3 N tetes demi tetes pada filtrat hingga

terbentuk endapan jenuh kalium hidroksida (Ca(OH)2). Selanjutnya dilakukan

proses pemisahan kristal dan netralisasi kristal dengan menggunakan akuades.

Kristal (Ca(OH)2) kemudian dinetralkan. Kristal yang diperoleh kemudian dioven

pada suhu 105 °C hingga bobot endapan stabil, kemudian kristal tersebut dibakar

menggunakan kompor listrik untuk menghilangkan kandungan organiknya.

Selanjutnya kristal dipijarkan dalam tanur pada suhu 600 °C selama 6 jam

sehingga terbentuk kalsium oksida (CaO), kemudian kristal hasil ekstraksi

dihaluskan dengan mortar. Nanokalsium yang telah diperoleh kemudian dilakukan

analisis secara kimia (analisis total mineral menggunakan AAS dan derajat

keasaman menggunakan pH meter) dan secara fisik (analisis ukuran partikel

menggunakan SEM dan derajat putih menggunakan whitness metre).

Tepung cangkang rajungan

Perendaman HCl (1:7) selama 24

jam

Ekstraksi dengan pelarut HCl

(90 °C, 1 jam)

Penyaringan filtrat

Presipitasi dengan NaOH 3 N

Dekantasi

Netralisasi

12

Gambar 2 Diagram alir pembuatan serbuk nanokalsium dari cangkang rajungan

(modifikasi metode Fernandez 1999).

Keterangan : = Input/output

= Proses

3.3.2 Pembuatan Tablet Effervescent

Bahan-bahan yang digunakan terlebih dahulu dicampur rata pada RH

ruangan. Sebanyak 200 gram nanokalsium lebih awal dicampur dengan 40%

natrium bikarbonat, kemudian ditambahkan 24% asam sitrat, 16% asam

tartrat,dan 15% sukrosa diaduk hingga ratahingga diperoleh campuran yang

homogen.

Gambar 3 Diagram alir pembuatan tablet effervescent nanokalsium.

Keterangan : = Input/output

= Proses

Serbuk nanokalsium

dan effervescent mix

Homogenisasi

Pencampuran

Pengepresan

Effervescent

nanokalsium

Pengeringan dengan oven

pada suhu 105 ◦C

Pembakaran di atas hot plate

Pengabuan dalam tanur pada

suhu 600 ◦C

Serbuk nanokalsium

13

3.3.3 Analisis

Perlakuan pemberian HCl pada cangkang rajungan menghasilkan

nanokalsium, kemudian dilanjutkan dengan perhitungan rendemen nanokalsium,

dan karakterisasi nanokalsium secara kimia dan fisik. Karakterisasi kimia

nanokalsium meliputi analisis mineral menggunakan AAS serta analisis derajat

keasaman menggunakan pH meter, sedangkan karakterisasi fisik nanokalsium

meliputi analisis ukuran partikel menggunakan SEM dan derajat putih

menggunakan whitness metre. Effervescent nanokalsium yang dibuat dilakukan

analisis bioavailabilitas dengan perlakuan perbedaan menit selanjutnya dilakukan

analisis penyerapan kalsium menggunakan AAS.

3.3.3.1 Pengukuran rendemen nanokalsium

Rendemen merupakan persentase dari perbandingan kadar bobot akhir

nanokalsium terhadap bobot cangkang rajungan sebelum mengalami perlakuan.

Banyaknya rendemen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Rendemen = a (gram) x 100%

b (gram)

Keterangan:

a = Berat hasil proses

b = Berat awal bahan

3.3.3.2 Analisis total mineral nanokalsium dengan AAS (Atomic Absorption

Spectrophotometer)(APHA 2005)

Prinsip pengujian total mineral yaitu mengetahui nilai absorpsi logam

dengan menggunakan metode Atomic Absorpsion Spectrophotometer (AAS).

Sampel ditimbang sebanyak 2 gram, kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer

150 ml. Sampel dalam erlenmeyer ditambahkan 5 ml HNO3 65%. Lalu

ditempatkan di atas hot plate sampai semua sampel larut. Sampel ditambahkan 0,4

ml H2SO4, lalu dipanaskan diatas hot plate sampai larutan berkurang (lebih pekat).

Sampel dibiarkan dingin kemudian ditambahkan 2-3 tetes larutan campuran

HClO4:HNO3 (2:1). Lalu kembali ditempatkan diatas hot plate sampai terjadi

perubahan warna dari coklat menjadi kuning tua. Kemudian sampel didinginkan,

kemudian sampel dimasukkan dalam labu takar 100 ml. Apabila ada endapan,

sampel disaring dengan glass wool.

Sejumlah laritan stok standar dari masing-masing mineral diencerkan

dengan menggunakan akuades sampai konsentrasinya berada dalam kisaran kerja

14

logam yang diinginkan. Larutan standar, blanko, dan contoh dialirkan ke dalam

Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) merek Perkin Elmer Analyst 100

tipe flame emmision dengan panjang gelombang dari masing-masing jenis

mineral, kemudian diukur absorbansi atau tinggi puncak standar, blanko dan

contoh pada panjang gelombang dan parameter yang sesuai untuk masing-masing

mineral.

Perhitungan kadar mineral (%) basis basah :

Kadar mineral = ppm terbaca x faktorpengenceran

bobot sampel

3.3.3.3 Analisis ukuran partikel nanokalsium dengan SEM (Scanning

ElectronMicroscopy) (Lee 1993)

Sampel ditimbang sebanyak 0,1 gram dan diletakkan pada plat aluminium

hingga merata dan homogen serta dilapisi lapisan emas setebal 48 nm.

Selanjutnya plat aluminium diletakkan di meja sampel. Sampel yang telah dilapisi

emas dideteksi dengan menggunakan SEM pada tegangan 20 kV dan perbesaran

20.000x, 40.000x, 60.000x dan 80.000x.

Sumber elektron dipancarkan menuju sampel untuk memindai permukaan

sampel, kemudian emas sebagai konduktor akan memantulkan elektron ke

detektor pada mikroskop SEM. Selanjutnya hasil pemindaian akan diteruskan oleh

detektor menuju monitor.

3.3.3.4 Analisis derajat putih nanokalsium

Pengukuran derajat putih nanokalsium dari cangkang rajungan

menggunakan alat photoelectric tube whitness metre for powder model C-1

berskala 0-100. Warna hitam menunjukkan nilai 0, sedangkan nilai 100

menunjukkan derajat putih yang setara dengan pembakaran pita magnesium.

Pengukuran derajat putih dilakukan dengan cara meletakkan kristal dalam wadah

tertentu, kemudian hasil pengukuran derajat putih terlihat pada monitor.

3.3.3.5 Analisis derajat keasaman effervescent nanokalsium

Sampel sebanayak 5 gram dicampurkan dengan 45 ml akuades dan

dihomogenkan dengan homogenizer selama 10 menit. Selanjutnya alat pH meter

dikalibrasi dengan menggunakan buffer pH standar (pH 4 dan pH 7). Elektroda

yang telah dibersihkan dicelupkan ke dalam sampel yang akan diperiksa.

15

Selanjutnya pH meter dibiarkan selama beberapa menit sampai nilai yang tertera

pada display pH meter stabil, setelah stabil nilai yang ditunjukan dicatat sebagai

nilai pH.

3.3.3.6 Analisis bioavailabilitas effervescent nanokalsium

Tablet effervescent dilarutkan dalam 10 ml akuades dan diberikan kepada

tikus dengan metode mouse oral. Pengambilan sampel darah dilakukan di bagian

jantung tikus putih. Pengambilan sampel darah pada menit ke-0, 2, 4, 6, dan 8

sebanyak 2 ml darah. Sampel darah ditampung dalam botol fiol. Sampel darah

yang sudah ditampung dalam botol fiol kemudian dianalisis AAS. Proses

pengujian bioavailabilitas nanokalsium dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Diagram alir analisis bioavailabilitas effervescent nanokalsium.

Keterangan : = Input/output

= Proses

Effervescent

nanokalsium

Pemberian larutan effervescent nanokalsium

dengan mouse oral

Pengambilan sampel darah tikus putih pada

menit ke- 0, 2, 4, 6, dan 8

Penampungan darah pada botol fiol

Uji kalsium dengan AAS

16

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Rendemen Nanokalsium

Rendemen adalah persentase bahan baku utama (cangkang rajungan) yang

diproses menjadi produk akhir (nanokalsium). Besarnya rendemen yang

dihasilkan maka semakin tinggi nilai ekonomis atau nilai keefektivitasan suatu

produk atau bahan tersebut (Kusumawati et al. 2008). Rendemen merupakan

persentase dari perbandingan kadar mineral terhadap bahan baku sebelum

mengalami perlakuan. Perlakuan yang dilakukan pada penelitian ini adalah

perbedaan konsentrasi HCl pada proses demineralisasi. Data rendemen

nanokalsium disajikan pada Gambar 5.

Gambar 5 Data rendemen nanokalsium.

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan perbedaan konsentrasi

HCl tidak memberikan pengaruh nyata (α=0,825) terhadap rendemen serbuk

nanokalsium yang dihasilkan. Proses pembuatan nanokalsium dilakukan dengan

melarutkan mineral yang terkandung dalam cangkang rajungan terutama mineral

CaCO3. Cangkang rajungan sebelumnya dilakukan proses perendaman dengan

HCl sebelum ekstraksi dan demineralisasi menghasilkan kalsium karbonat

(CaCO3). Pada awal proses pencampuran cangkang rajungan dengan HCl,

terbentuk banyak buih dan gelembung-gelembung udara yang berlangsung sekitar

7,01

12,07

13,42

0

2

4

6

8

10

12

14

16

HCl 0,5N HCl 1N HCl 1,5N

Ren

dem

en s

erb

uk

nan

ok

als

ium

(%

)

Konsentrasi HCl

17

H2CO3

H2CO3

±5 menit. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya gas-gas CO2 dan H2O di

permukaan larutan.Proses perendaman cangkang dengan menggunakan HCl akan

menyebabkan terbukanya pori-pori cangkang rajungan secara maksimal, sehingga

ruang-ruang yang terbentuk akan memudahkan dicapai oleh pengekstrak (HCl),

dengan demikian mineral akan mudah tereksrak secara optimal (Suptijah 2009).

Pada akhir proses demineralisasi akan didapatkan limbah berupa kalsium klorida

(CaCl2). Reaksi pelepasan kalsium dari cangkang rajungan oleh larutan HCl

melalui proses demineralisasi dapat dilihat pada Gambar 5.

Kandungan kalsium pada cangkang rajungan yang berupa kalsium

karbonat (CaCO3) dilakukan proses presipitasi dengan menggunakan NaOH.

Proses presipitasi ini akan menghasilkan endapan berupa kalsium hidroksida dan

larutan NaCl. Larutan garam (NaCl) yang terbentuk dipisahkan dengan cara

dekantasi dan dinetralisasi dengan menggunakan akuades, sehingga diperoleh

(Ca(OH)2) yang selanjutnya dikeringkan dengan oven 105 ◦C dan selanjutnya

dilakukan proses gravitasi. Proses pengabuan menggunakan suhu 600ºC akan

menghasilkan kalsium oksida (CaO) sehingga produk akhir adalah serbuk

nanokalsium oksida. Proses presipitasi kalsium dengan NaOH dapat dilihat pada

Gambar 6.

Proses demineralisasi dengan HCl : CaCO3 + 2HCl CaCl2 (larut) + H2CO3

CO2

H2O

Proses presipitasi dengan NaOH : CaCl2 (larut) + NaOH Ca (OH)2 + NaCl

CaO

H2O

Gambar 6 Proses presipitasi kalsium dengan NaOH.

Nanokalsium yang dipilih untuk pengujian dan proses selanjutnya adalah

nanokalsium dengan perlakuan perendaman HCl 1N. Hal ini dilihat secara visual

nanokalsium yang diperoleh dengan perendaman HCl 1N memiliki warna lebih

putih dibandingkan dengan nanokalsium dengan perendaman HCl lain. Menurut

Estrela dan Holland (2003) derajat putih secara visual turut menentukan mutu

nanokalsium yang diperoleh. Selain secara visual warna nanokalsium, pemilihan

nanokalsium yang dijadikan analisis selanjutnya yaitu secara aspek ekonomi.

Ca (OH)2

18

Konsentrasi HCl 1 N dengan rendemen sebanyak 12,07% memiliki nilai lebih

ekonomis dibandingkan dengan HCl 0,5 N dengan rendemen sebanyak 7,01% dan

HCl 1,5 N dengan rendemen 13,42%. Penggunaan HCl dengan konsentrasi yang

rendah memiliki nilai rendemen yang rendah pula sehingga HCl yang diperlukan

lebih banyak sedangkan penggunaan HCl dengan konsentrasi yang tinggi

memiliki rendemen yang hamper sama, sehingga nanokalsium dengan

perendaman HCl 1 N yang dilakukan analisis selanjutnya.

4.2 Derajat Putih Nanokalsium

Derajat putih merupakan aspek mutu pada bahan tambahan pangan.

Pemanfaatan limbah demineralisasi kulit rajungan dapat dilanjutkan sebagai

suplemen nanokalsium dan bahan tambahan pangan untuk memperbaiki

kandungan kalsium. Nilai derajat putih serbuk nanokalsium yang dihasilkan

adalah 63,63% (skala 100%). Penurunan nilai derajat putih serbuk nanokalsium

disebabkan oleh adanya kandungan mineral lain selain kalsium. Komposisi

mineral yang beragam pada hasil penelitian ini berpengaruh terhadap penurunan

derajat putih. Kandungan magnesium yang tinggi dalam nanokalsium juga

mempengaruhi nilai dari derajat putih nanokalsium. Mineral secara alami

memiliki warna yang berbeda-beda. Mineral natrium (Na) dan kalium (K)

memiliki warna keperakan, magnesium (Mg) memiliki warna putih keabu-abuan,

fosfor (P) memiliki warna hitam dan merah, seng (Zn) memiliki warna putih

mengkilap (Cotton dan Wilkinson 2007). Karakteristik derajat putih serbuk nano

kalsium dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Karakteristik derajat putih serbuk nano kalsium.

19

4.3 Komposisi Total Mineral Nanokalsium

Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting

dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun

fungsi tubuh secara keseluruhan. Mineral digolongkan ke dalam mineral makro

dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam

jumlah lebih dari 100 mg sehari, sedangkan mineral mikro dibutuhkan kurang dari

100 mg sehari (Almatsier 2009). Analisis kimia nanokalsium dilakukan melalui

uji atomic absorpsion spectrophotometry (AAS). Berdasarkan analisis AAS

nanokalsium mengandung komposisi makromineral seperti Ca, Mg, Na, P dan K,

serta mikromineral seperti Mn, Fe dan Zn. Hasil analisis kandungan mineral pada

serbuk nano kalsium dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3 Komposisi total mineral serbuk nanokalsium

Mineral Kadar mineral (%)

Ca 51,27

Mg 36,91

Na 0,82

P 0,64

K 0,54

Fe 4,36

Zn 5,27

Mn 0,18

Berdasarkan Tabel 3 diketahui bahwa komponen utama penyusun

nanokalsium cangkang rajungan adalah kalsium dan magnesium. Hal ini terlihat

dari nilai kalsium dan magnesium yang tinggi yaitu sebesar 51,27 % dan 36,91 %.

Cangkang rajungan merupakan bagian terkeras dari semua komponen rajungan.

Cangkang rajungan mengandung kitin, protein, CaCO3 serta sedikit MgCO3 dan

pigmen astaxanthin (Hirano 1989 diacu dalam Hafiluddin 2003). Oleh karena itu,

pemanfaatan limbah demineralisasi pada cangkang crustasea mengandung banyak

mineral sehingga diisolasi kalsiumnya (Suzuki et al. 2004).

Serbuk nanokalsium yang merupakan recovery dari limbah demineralisasi

lsium cangkang rajungan mengandung kalsium yang memiliki ikatan kimia

berupa kalsium oksida (CaO). Kalsium oksida dikenal dengan nama kapur tohor.

Kalsium oksida (CaO) diperoleh dengan pemanasan kalsium karbonat (CaCO3)

(Igoe dan Hui 2001).

20

Kalsium dan magnesium adalah mineral yang terkandung dalam makhluk

hidup. Magnesium merupakan salah satu makromineral yang berperan dalam

sistrm fisiologis hewan yang berhubungan erat dengan kalsium serta fosfor.

Magnesium (Mg) sebagian besar berada pada jaringan tulang yakni sebesar 70%

dari total Mg pada makhluk hidup (Darmono 1995).

Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat bahwa nanokalsium ini mengandung

natrium dan kalium. Lingkungan perairan mengandung natrium dan kalium dalam

bentuk ion (Darmono 1995). Logam natrium dan kalium pada cangkang rajungan

diduga berasal dari lingkungan perairannya. Ion-ion mineral tersebut masuk ke

dalam cangkang rajungan.

Mineral lain yang terekstrak pada nanokalsium ini adalah seng (Zn) dan

fosfor (P). Seng ditemukan hampir dalam setiap jaringan hewan. Logam ini

cenderung terakumulasi dalam tulang daripada dalam hati yang merupakan organ

utama sebagai penyimpan kebanyakan mineral mikro (Darmono 1995). Menurut

Kitano et al. (1976), seng pada cangkang ditemukan pada lapisan aragonit.

Kandungan fosfor pada cangkang bivalvia dapat dipengaruhi oleh kadar fosfor

terlarut dalam perairan (Darmono 1995).

Kalsium merupakan mineral penting yang ditemukan dalam jumlah

kelimpahan yang cukup besar didalam tubuh. Sembilan puluh sembilan persen

dari semua kalsium dalam tubuh ditemukan dalam tulang dan gigi. Sisanya sekitar

satu persen berada dalam darah. Kalsium memegang peranan penting dalam

konduksi saraf, kontraksi otot, dan pembekuan darah. Jika tingkat kalsium dalam

darah dibawah normal, kalsium akan diambil dari tulang dan dimasukkan kedalam

darah untuk mempertahankan tingkat kalsium darah. Oleh karena itu, penting

untuk mengkonsumsi cukup kalsium untuk mempertahankan darah dan tingkat

tulang kalsium yang cukup (Houtkooper dan Farrell 2011)

4.4 Analisis Ukuran Partikel Nanokalsium

Ukuran partikel nanokalsium ini dianalisi menggunakan SEM. Scanning

Electron Microscopy (SEM) digunakan untuk mengamati morfologi suatu bahan.

Prinsip kerja mikroskop SEM adalah sifat gelombang dari elektron berupa difraksi

pada sudut yang sangat kecil. Elektron dapat dihamburkan oleh sampel yang

bermuatan karena memiliki sifat listrik. Percepatan elektron (electron gun)

21

memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda. Lensa magnetik

memfokuskan elektron menuju sampel. Sinar elektron yang terfokus mendeteksi

keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pendeteksi, ketika elektron

mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan

diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor. Elektron dapat dihamburkan oleh

sampel yang bermuatan karena memiliki sifat listrik. (Samsiah 2009).

Hasil pengukuran partikel dengan menggunakan SEM pada perbesaran

2.000x sampai 30.000x menunjukkan bahwa ukuran partikel serbuk nanokalsium

yang dihasilkan berkisar 120-573 nm. Menurut Mohanraj dan Chen (2006),

nanopartikel didefinisikan sebagai partikel yang berukuran kisaran 10-1000 nm.

Morfologi nanokalsium disajikan pada Gambar 8.

Gambar 8 Hasil Scanning Electron Microscopy nanokalsium

perbesaran 30.000x

Ukuran partikel dan distribusi ukuran merupakan karakteristik yang paling

penting dari sistem nanopartikel. Sistem nanopartikel dapat menentukan distribusi

in vivo, sistem biologis, toksisitas dan kemampuan penargetan sel. Selain itu

nanopartikel juga dapat mempengaruhi penyerapan obat, pelepasan obat, dan

stabilitas nanopartikel. Banyak penelitian menunjukan bahwa nanopartikel sub-

mikron memiliki keunggulan dibandingkan mikropartikel sebagai system

penyerapan obat. Umumnya nanopartikel memiliki serapan 2,5 kali lipat lebih

besar dari 1 μm mikropartikel dan 6 kali lipat lebih besar menyerap dibandingkan

10 μm mikropartikel dalam penyerapan sel (Mohanraj dan Chen 2006).

22

Pembuatan kalsium dengan ukuran nano berhasil dibuat dengan metode

presipitasi. Pada penelitian ini, metode presipitasi dilakukan dengan cara

melarutkan komponen kalsium cangkang kijing ke dalam pelarut asam (HCl)

karena kalsium larut dalam suasana asam, kemudian ditambahkan larutan NaOH

ke dalam larutan HCl yang telah mengandung kalsium. Adanya pencampuran

asam-basa tersebut mengakibatkan larutan menjadi jenuh dan menghasilkan

endapan kalsium yang halus dan berukuran nano. Menurut Kenth (2009), metode

presipitasi dilakukan dengan cara zat aktif dilarutkan ke dalam pelarut, lalu

ditambahkan larutan lain yang bukan pelarut (anti-solvent), hal ini menyebabkan

larutan menjadi jenuh dan terjadi nukleasi yang cepat sehingga membentuk

nanopartikel. Penelitian Purwasasmita dan Gultom (2008) berhasil membuat

serbuk hidroksiapatit dengan metode presipitasi dan menunjukkan hasil SEM

dengan ukuran partikel serbuk hidroksiapatit berkisar antara 30-750 nm.

4. 5 Aplikasi Nanokalsium

Nanokalsium yang diperoleh kemudian diaplikasikan ke dalam bentuk

pangan suplemen kalsium yaitu effervescent. Effervescent didefinisikan sebagai

bentuk sediaan yang menghasilkan gelembung sebagai hasil reaksi kimia dalam

larutan. Pembuatan effervescent nanokalsium dilakukan dengan melakukan

pencampuran asam dengan basa. Menurut Ansel (1989), perbandingan asam

organik dan garam natrium bikarbonat yang ditambahkan adalah 1:1 sedangkan

perbandingan asam sitrat dan tartrat yang lazim digunakan dalam pembuatan

effervescent konvensional adalah sebesar 3:2. Formulasi yang digunakan dalam

pembuatan effervescent nanokalsium ini telah memenuhi standar tersebut.

Formulasi bahan pembuat effervescent nanokalsium ini disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4 Formulasi effervescent nanokalsium

Bahan effervescent Formula (%)

Nanokalsium 5

Effervescent mix

Natrium bikarbonat 40

Asam sitrat 24

Asam tartrat 16

Sukrosa 15

Minuman yang menggunakan karbonat yang dihasilkan akan menutupi

rasa yang tidak diinginkan sehingga granula effervescent sangat cocok untuk

23

produk yang memiliki rasa pahit, asin ataupun tawar (Ansel 1989).

Karbondioksida termasuk gas yang tidak memiliki warna, tidak berbau, dan tidak

ada rasanya. Karbondioksida juga sangat mudah larut dalam air dan dapat dibuat

padat melalui tekanan tertentu. Pada saat dimasukkan dalam air, gas akan segera

larut, karena gasnya larut secara otomatis butiran-butiran obat atau vitamin akan

ikut larut juga. Dalam air, karbondioksida akan merubah menjadi asam karbonat.

Asam inilah yang memberikan rasa “menggigit” pada minuman bersoda atau pada

larutan effervescent (Surya 2006). Reaksi effervescent adalah sebagai berikut :

H3C6H5O7H2O + 3 NaHCO3 Na3C6H5O7 + 4 H2O + 3 CO2

Asam sitrat Na-bikarbonat Na-sitrat air karbondioksida

H2C2H4O6 + 2 NaHO3 Na2C4H4O6 + 2 H2O + 2 CO2

Asam tartrat Na-bikarbonat Na-tartrat air karbondioksida

Pengujian yang dilakukan pada effervescent nanokalsium ini adalah waktu

larut. Waktu larut menunjukan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh tablet dalam

suatu ukuran saji (serving size) untuk dapat larut sempurna dalam volume tertentu

air. Waktu larut yang diperlukan untuk effervescent nanokalsium adalah 0,94

detik. Waktu larut tersebut telah memenuhi waktu larut minuman effervescent

yang baik. Minuman effervescent yang baik memiliki waktu larut tidak lebih dari

2 menit (Ervina 2010).

4.6 Derajat Keasaman

Derajat keasaman atau pH digunakan untuk menyatakan tingginya

keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu zat, larutan ataupun benda. pH

normal memiliki nilai 7 atau biasa disebut netral, sementara apabila nilai suatu zat

tersebut berkisar antara 8-14 menunjukkan zat tersebut memiliki basa, sedangkan

apabila nilai suatu zat tersebut berkisar antara 1-6 menujukkan sifat asam.

Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang akan

berubah warna menjadi merah apabila keasamannya tinggi dan akan berubah

menjadi biru apabila tingkat keasamannya rendah. Selain menggunakan kertas

lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja

berdasarkan prinsip elektrolit atau konduktivitas suatu larutan. Penelitian ini

menggunakan alat ukur pH berupa pH meter karena tingkat keakuratannya dari

pH meter lebih tinggi (Khopkar 1990)

24

Nilai pH berkaitan dengan nanokalsium sebagai bahan tambahan pangan.

Analisis pH menunjukkan bahwa nanokalsium memiliki nilai pH 9,00. Bahan

penyusun nanokalsium adalah kalsium oksida (CaO). Kalsium oksida merupakan

serbuk putih dengan pH tinggi yaitu 12,6 (Estrela dan Holland 2003). Proses

netralisasi dengan menggunakan akuades dapat membuat nilai pH nanokalisum

lebih rendah.

Nilai pH yang basa tersebut tidak berbahaya bagi tubuh karena umumnya

nanokalsium akan difortifikasi kedalam suatu produk, dalam hal ini adalah produk

effervescent nanokalsium. Fortifikasi nanokalsium kedalam bentuk effervescent

perlu memperhatikan mengenai pH larutan effervescent yang dihasilkan. Nilai pH

ini sangat dipengaruhi oleh pembentuk effervescent mix dalam hal ini yaitu asam

sitrat, asam tartrat, dan natrium bikarbonat. Jika perbandingan antara ketiganya

tidak sesuai maka pH yang ditimbulkan dapat mendekati asam ataupun mendekati

basa. Hasil uji pH yang telah dilakukan menggunakan pH meter diketahui bahwa

pH effervescent nanokalsium adalah sekitar 7,0 sehingga cukup baik untuk

dikonsumsi secara oral.

4.7 Bioavailabilitas Effervescent Nanokalsium

Kalsium dalam suatu bahan pangan tidak semua dapat dimanfaatkan untuk

keperluan tubuh. Hal ini tergantung pada ketersediaaan biologisnya

(bioavailabilitas). Bioavailabilitas kalsium menunjukkan proporsi kalsium yang

tersedia untuk digunakan dalam proses metabolis terhadap kalsium yang

dikonsumsi (Miller 2004). Bredbenner (2007) mendefinisikan bioavailabilitas

sebagai persentase mineral kalsium yang dapat diabsorpsi oleh sel enterocyte di

saluran pencernaan dan digunakan sesuai dengan fungsinya. Penelitian ini

menggunakan metode in vivo pada tikus putih dalam menentukan bioavailabilitas

effervescent nanokalsium.

Kamchan (2003) mengelompokan bioavailabilitas kalsium menjadi tiga

yaitu tinggi (≥ 20%), sedang (10% - 19%), dan rendah (≤10%). Hasil analisis

bioavailabilitas effervescent nanokalsium pada darah tikus putih disajikan pada

Gambar 9.

25

Gambar 9 Bioavailabilitas effervescent nanokalsium pada darah tikus putih.

Berdasarkan pengelompokan tersebut, effervescent nanokalsium memiliki

bioavailabilitas kalsium yang tergolong tinggi pada menit ke-8. Hal ini sejalan

dengan analisis bioavailabilitas nanokalsium murni yang dilakukan Devianti

(2011) dimana tingkat penyerapan kalsium paling tinggi berada pada menit ke-8

yaitu sebesar 75,1 %. Tingginya bioavailabilitas nanokalsium baik nanokalsium

murni maupun effervescent nanokalsium membuktikan bahwa nanokalsium bisa

difortifikasi pada bahan pangan suplemen sehingga dapat memenuhi kebutuhan

kalsium.

Nanokalsium adalah kalsium yang partikelnya berukuran 100-400 nm.

Partikel kalsium sangat halus sehingga cepat diserap ke dalam sistem aliran darah,

partikel-partikel berjalan cepat dengan gerakan cepat untuk disimpan dalam

struktur tulang. Hasil analisis membuktikan tingkat penyerapan nanokalsium yang

sangat baik, dibandingkan dengan asupan kalsium konvensional. Kalsium

dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah yang cukup, karena bila terlalu banyak dan

tidak diserap tubuh dapat menjadi masalah kesehatan yang lain. Ukuran kalsium

yang diperkecil menjadi nano (10-9

nm) dengan teknologi nano-blend akan

membuat penyerapan secara langsung oleh sel menjadi lebih sempurna. Ukuran

partikel kalsium yang berukuran nano bertujuan agar makronutrien kalsium ini

dapat terserap dengan penuh di dalam tubuh dan tidak meninggalkan residu di

dalam tubuh (Kamelia 2009).

9,05

29,05

59,34

71,28 75,1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 2 4 6 8 10

kad

ar k

alsi

um

(%

)

waktu penyerapan kalsium (menit)

26

Ketidakcukupan asupan kalsium, rendahnya absorpsi kalsium dan atau

kehilangan kalsium yang berlebihan berkontribusi terhadap defisiensi kalsium.

Banyak faktor yang menjadi indikator defisiensi kalsium yaitu status vitamin D,

penyakit tulang dan ketidakseimbangan hormon. Defisiensi kalsiumm akan

menyebabkan ketidaknormalan pada tulang seperti riketsia dan osteoporosis.

Selain itu, defisiensi kalsium juga berasosiasi dengan kejadian kejang (tetani),

hipertensi, kanker kolon, dan obesitas atau berat badan berlebih. Riketsia terjadi

pada anak-anak ketika penambahan jumlah kalsium per unit matriks tulang

defisien sehingga mineralisasi tulang terganggu (Gropper et al. 2005).

Absorpsi kalsium terjadi pada bagian atas usus halus dan berkurang di

bagian bawah usus halus berbatasan dengan usus besar. Absorpsi kalsium pada

usus halus melibatkan dua proses, yaitu transeluler dan paraseluller (Bronner

2008). Dalam aliran darah, kalsium ditransportasikan dalam bentuk ion kalsium

bebas atau terikat protein, dimana kosentrasinya diregulasi secara ketat oleh

kontrol hormon. Ketika konsentrasi kalsium dalam darah rendah, kelenjar

paratiroid akan melepaskan hormon paratiroid. Peran hormon paratiroid dalam

meningkatkan kalsium darah dilakukan melalui tiga jalur yaitu 1) menstimulasi

perombakan kalsium dari tulang, 2) meningkatkan retensi kalsium di ginjal, dan

3) mengaktifkan vitamin D yang kemudian vitamin D dalam bentuk aktif

(1,25(OH)2D3) akan merangsang peningkatan reabsorpsi kalsium di ginjal dan

meningkatkan absorpsi kalsium di usus. Namun jika konsentrasi kalsium darah

meningkat, kelenjar tiroid akan melepaskan calcitonin yang kemudian akan

mengembalikan konsentrasi kalsium ke dalam range normal dengan jalan

mengurangi perombakan kalsium dari tulang dan meningkatkan ekskresi kalsium

di ginjal (Bredbenner et al. 2007).

27

5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kalsium dapat diisolasi dari limbah cangkang rajungan dengan metode

ekstraksi dan presipitasi menggunakan NaOH menghasilkan kalsium dengan

ukuran nano partikel. Rendemen serbuk nanokalsium tertinggi dengan HCl 1 N

adalah sebanyak 12,07. Terdapat mineral lain yang terekstrak selain kalsium

namun kalsium tetap menjadi komponen utama tertinggi nanokalsium. Derajat

putih nanokalsium mencapai 63,81%. Hasil uji SEM menunjukan ukuran partikel

sebesar 120-573 nm. Nanokalsium pada effervescent yang dapat dibuat

mempunyai waktu larut 0,94 detik dengan bioavailabilitas tertinggi terjadi pada

menit ke-8 sebesar 75,1%.

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan pada penelitian ini adalah perlu dilakukan

penelitian mengenai bioavailabilitas nanokalsium dengan metode yang berbeda

serta aplikasi nanokalsium dengan fortifikasi lain.

28

DAFTAR PUSTAKA

[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 1980. Official Method of

Analysis of The Associattion of Official Analytical of Chemist. Arlington:

The Association of Official Analytical Chemist, Inc.

[BBPMHP] Balai Bimbingan dan Pengendalian Mutu Hasil Perikanan. 2000.

Perekayasaan Teknologi Pengolahan Limbah. Jakarta: Direktorat Jenderal

Perikanan.

________. 2008. Recent developments in intestinal calcium absorption. Nutrition

Review 67(2): 109-113.

Almatsier S. 2004. Prinsip Dasar Imu Gizi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

________. 2009. Prinsip Dasar Imu Gizi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Ansel, H.C. 1989. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi. Edisi keempat.

Universitas Indonesia Press, Jakarta.

Armstead JC. 1997. Precipitated Calcium Carbonates Particle Size, Surface

Traetment Affect Sealant Rheology. Easton: Specialty Minerals Inc. hlm

18-21.

Baker DH. 1991. Bioavailability of minerals and vitamins. Di dalam : Miller ER,

Ullrey DE, Lewis AJ, editor. Swine Nutrition. Boston: Butterworth-

Heinemann. 341-359.

Balley, J.E., Ollis, D.F. 1977. Biochemical Engineering Fundamental. Tokyo:

Mc. Graw Hill Kogakusha, ltd.

Banker, G. S. dan N. R. Anderson. 1994. Tablet didalam L. Lachman, H.A.

Lieberman, and J.L. Kanig. Teori dan Praktek Farmasi Industri. Terjemahan

: Siti Suyatmi. Jilid II. Edisi 3. UI Press. Jakarta.

Bredbenner J, Stampfli H, Graham T. 2007. Effect of extraction time and acid

concentration on the separation of proglycogen and macroglycogen in

horse muscle samples. Canadian Journal of Veterinary Research 66(3):

201–206.

Bronner F. 2008. Current concepts of calcium absorption: an overview. Journal of

Nutrition 122: 641-643.

Buckle KA, Edwards Ra, Fleet GH, Wotton M. 1985. Ilmu Pangan. Purnomo H,

Adiono, penerjemah. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia. Terjemahan

dari: Food Science (1978).

Cotton FA, Wilkinson G. 2007. Kimia Anorganik Dasar. Suharto S, Penerjemah,

Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia-Jhon Willey and Son Inc.

Terjemahan dari: Basic Inorganic Chemistry.

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

Delong MD, Thorp JH. 2009. Mollusc shell periostracum as an alternative to

tissue in isotopic studies. J.Limnology and Oceanography 7: 436-441.

29

Dutta J dan Hofmann H. 2005. Nanomaterials. Ebook: 37-39.

Einsiedel E. 2005. In the public eye: the early landscape of nanotechnology

among Canadian and U.S. publics. Journal of Nanotechnology Online

Vol 1.

Estrella C, Holland R. 2003. Calsium hydroxide: study based on scientific

evidences. Journal Apprl Oral Sci 11(4):269-282

Ervina A. 2010. Formulasi Tablet Effervescent Ekstrak Jahe Merah (Zingiber

officenale Rosc.) dengan Kombinasi Asam dan Asam Malat sebagai

Sumber Asam serta Natrium Bikarbonat sebagai Sumber Basa [skripsi].

Surakarta: Fakultas Farmasi, UMS.

Fennema. 1996. Food Chemistry 3rd

Edition. New York: Marcel Decker.

Fernandez U. 1999. Enhancement of nanal aabsorption of insulin using nano

particle, Pharm. Res. 16, 1576-1581.

Flick GJ, Hebard CE, Ward DR. 2000. Chemistry and Biochemistry of Marine

Food Product. Editor: Martin RE. Connection: AVI Publ. Co

Food and Environmental Hygiene Department. 2010. Nanotechnology and Food

Safety. Hongkong: Centre for Food Safety, Department of Food and

Environmental Hygiene, The Government of the Hong Kong Special

Administrative Region.

Ganong WF. 1995. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Andrianto P, penerjemah;

Oswari J, editor. Jakarta: EGC. Terjemahan dari: Review of Medical

Physiology.

Gao H, Chen H, Chen W, Tao F, zheng Y, Jiang Y, Ruan H. 2007. Effect of

nanometer pearl power on calcium absorption and utilization in rats.

Journal of Food Chemistry 109:493-498.

Granner R. 2003. Current and projected of nanotechnology in the food sector.

Journal of Nutrire 34(1): 243-260.

Gropper SS, Smith JL, Groff JL. 2009. Advanced Nutrition and Human

Metabolism Fifth ed. Canada: Wadsworth.

Gulson BL, Mizon KJ, Palmer JM, Korsch MJ, Taylor AJ. Contribution of lead

from calcium supplements to blood lead. J.Environmental Health

Perspectives 109 (3): 283-288.

Hafiluddin. 2003. Studi proses isolasi khitin dari cangkang rajungan (Portunus

sp.) dengan menggunakan mesin ekstraksi semi otomatis [skripsi]. Bogor:

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Haskell R. 2005. Nanotechnology for Drug Delivery. New York: Research Fellow

Exploratory Formulation Pfizer, Inc.

Houtkooper L, Farrell VA. 2011. Calcium supplement guidelines. College of Agriculture

& Life Sciences, The University of Arizona.

Igoe RS, Hui YH. 2001. Dictionary of Food Ingredients. 4th

Edition. Maryland:

Aspen Publication.

30

Junghans JUAH, Muller RH. 2008. Nanocrystal technology, drug delivery and

clinical applications. Journal of Medicine 3(3): 295-309.

Kamchan S. 2009. Investigation of Femtosecond Laser Technology for the

Fabrication of Drug Nanocrystals in Suspension. Sciences

Pharmaceutiques, Université de Montréal.

Kamelia. 2009. Lead Poisoning. Annual Review of Medicine 55: 209-220.

Khalil. 2006. Pengaruh penggilingan dan pembakaran terhadap kandungan

mineral dan sifat fisik kulit pensi (Corbiculla Sp) untuk pakan. Media

Peternakan 29 (2): 70-75.

Khopkar SM. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik, Saptorahardjito A,

Penerjemah. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia. Terjemahan dari:

Basic Concepts.

Kitano Y, Kanamori N, Yoshioka S. 1976. Adsorption of zinc and copper ions on

calcite and aragonite and its influence on the transformation of aragonite

to calcite. Geochemical Journal 10: 175-179.

Kosa IN, Nagy DC, Posfai M. 2009. Size and shape control of precipitated

magnetit nanoparticle. Eur.J.Mineral 21: 293-302.

Kusumawati R, Tazwir, Wawasto A. 2008. Pengaruh rendemen dalam asam

klorida terhadap kualitas gelatin tulang ikan kakap merah (Lutjanus sp.).

Jurnal Pascasarjana dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan 3(1):63-68.

Lachman L, Lieberman HA, Kanig JL. 1986. The Theory and Practise of

Industrial Pharmacy, 3rd

edition. Lea & Febiger, Philadelphia: 643-718.

Lee. 2010. Division of Molluscs - Freshwater Mussel Collection.

http://www.biosci.ohio-state.edu/~molluscs/gallery/anodontinae.html.

[14 April 2012].

Lieberman. 1992. Pharmaceutical Dosage Form, vol 1. Marcell Dekker, inc. New

York.

Mahmoud NS, Ghaly AE, Arab F. 2007. Unconventional approach for

demineralization of deproteinized crustacean shells for chitin production.

Amiracan Journal of Biochemistry and Biotechnology 3(1): 1-9.

Miller RH, Keck CM. 2004. Challenges and solutions for the delivery of biotech

drugs – a review of drug nanocrystal technology and lipid nanoparticles.

Journal of Biotechnology 113: 151-170.

Mohanraj VJ, Chen Y. 2006. Nanoparticles – a riview. Journal of Pharmaceutical

Research 5(1): 561-573.

Morton B. 1992. The Evolution and Succes of The Heteromyarian form in the

Mytiloida. Di dalam: Gosling E, editor. The Mussel Mytilus: Ecology,

Physiology, Genetics and Culture. Netherland: Elseiver. Hlm 21-48.

Muchtadi D, Palupi NS, Astawan M. 1993. Metabolisme Zat Gizi Sumber, Fungsi,

dan Kebutuhan bagi Tubuh Manusia Jilid II. Jakarta: Pustaka Sinar

Harapan.

31

Murray RH, Keck CM. 2003. Challenges and solutions for the delivery of biotech

drugs – a review of drug nanocrystal technology and lipid nanoparticles.

Journal of Biotechnology 113: 151-170.

Nieves JW. 2005. Osteoporosis: the role of micronutrient. The American Journal

of Clinical Nutrition 81: 1232-1239

Oemarjati BS, Wisnu W. 1990. Taksonomi Avertebrata. Di dalam Pengantar

Praktikum Laboratorium. Universitas Indonesia. Jakarta: UI Press.

Park HS, Jeon BJ, Ahn J, Kwak HS. 2007. Effects of nanocalcium supplemented

milk on bone calcium metabolism in ovariectomized rats. Asian – Aust. J.

anim. Sci. 20 (8): 1266-1271.

Pennak RW. 1989. Freshwater Invertebrates of The United States. Ed ke-3.

New York: John Wiley and Sons.

Percival M. 1999. Bone health & osteoporosis. Applied Nutritional Science

Reports 4 (5).

Permana H. 2006. Optimalisasi pemanfaatan cangkang kerang hijau

(Perna viridis L.) dalam pembuatan kerupuk [skripsi]. Bogor : Fakultas

Perikanan dan Ilmu Kelautan, Insitut Pertanian Bogor.

Poole CP dan Owens FJ. Introduction to Nanotechnology. New Jersey: John

Wiley & Sons, Inc.

Purwasasmita BS, Gultom RS. 2008. Sintesis dan karakterisasi serbuk

hidroksiapatit skala sub-mikron menggunakan metode presipitasi. Journal

of Life and Physical Sciences 10 (2): 155-167.

Reitz LL, Smith WH, Plumlee MP. Animal Science Department. Purdue

University, West Lafayette, Ind.

Rini I. 2010. Recovery dan karakterisasi kalsium dari limbah demineralisasi kulit

udang jerbung (Penaeus merguiensis deMan) [skripsi]. Bogor : Fakultas

Perikanan dan Ilmu Kelautan, Insitut Pertanian Bogor.

Robert P, Heaney MD. 2000. Lead in calcium supplements. [abstrak]. The Journal

of The American Medical Association. 284(24):3126.

Rohanah S, Anton, Kosasih Y, Aristaking W. 2009. Pemanfaatan Tepung Limbah

Kulit Kerang sebagai Bahan Paduan Semen Portland. Karya Ilmiah

PKMP 2009. Bogor: Fakultas perikanan dan Ilmu kelautan, Institut

pertanian Bogor.

Samsiah R. 2005. Karakterisasi biokomposit apatit-kitosan dengan XRD (X-ray

Difraction), FTIR (Founter Transform Infrared), SEM ( Scanning Electron

Microscopy) dan uji mekanik [skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Scelfo GM, Flegal AR. 2000. Lead in calcium supplements. Journal of

Environmental Health Perspective 108(4).

Sherwood. 2001. Preparation and properties of nanoparticles of calcium

phosphates with various Ca/P ratios. Journal of Research of the National

Institute of Standards and Technology 115(4): 243-255.

32

Sugiri N. 1989. Zoologi Avertebrata II. Bogor: Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Pusat Antar

Universitas Ilmu Hayat, Institut Pertanian Bogor.

Suhartono. 2006. Reading Feynman into nanotechnology: a text for a new science.

Journal of Techne 12(3): 133-167.

Surya N. 2006. Simulasi dinamika molekular: dampak dan prospeknya untuk

pengembangan media penyimpan energi. Prosiding Seminar Nasional

Tahunan Teknik Mesin ke-9; Palembang,13-15 Oktober.

Suptijah P, Salamah E, Sumaryanto H, Purwaningsih S, Santoso J. 1992.

Pengaruh Berbagai Isolasi Khitin Kulit Udang Terhadap Mutunya.

Laporan Penelitian Jurusan Teknologi Hasil Perikanan. Fakultas

Perikanan. IPB. Bogor.

Suptijah P. 2009. Sumber Nano Kalsium Hewan Perairan. Di dalam: 101 Inovasi

Indonesia. Jakarta: Kementrian Negara, Riset dan Teknologi.

Suwignyo S, Bambang W, Yusli W, dan Majarianti K. 1998. Avertebrata Air Jilid

1. Jakarta: Penebar Swadaya.

Suzuki M, Murayama E, Inoue H, Ozaki N, Tohse H, Kogure T, Nagasawa H.

2004. Characterization of Prismalin-14, a novel matrix protein from the

prismatic layer of the Japanese pearl oyster (Pinctada fucata). Journal

Biochemistry. 382: 205-213.

Taussky HH, Shorr E. 1953. A micro colorimetric method for the determination

of inorganic phosphorus. J. Biol. Chem 202: 675-685.

Toya T, Jotaki R, Kato A. 1986. Specimen Preparation in EPMA and SEM. JEOL

Training Center EP Section.

University of Florida News. 2000. UF Researchers: Lead-contaminated Calcium

Supplements Pose Small But Avoidable Risk.

http://news.ufl.edu/2000/09/19/calcium/ [11 Juli 2011].

Warmada IW dan Titisari AD. 2004. Agromineralogi (Mineralogi untuk Ilmu

Pertanian). Yogyakarta: Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada.

Widyakarya Nasional Pangan dan Gizi. 2004. Risalah Widya Karya Pangan dan

Gizi. Jakarta: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

33

LAMPIRAN

34

Lampiran 1 Perhitungan rendemen

Perlakuan Ulangan Bobot

cangkang

(gram)

Bobot kalsium

(gram)

Rendemen

(%)

Rata-rata

(%)

1 jam 1 400

27,8 6,95 7,01

2 28,28 7,07

1,5 jam 1 400

48,54 12,13 12,07

2 48,03 12,00

2 jam 1 400

54,03 13,50 13,42

2 53,4 13,35

Contoh perhitungan rendemen serbuk nano kalsium:

Berat kalsium yang dihasilkan (W1) = 8.49 gram

Berat cangkang (W2) = 200 gram

= 6,95x 100%

27,8

= 7,01 %

35

Lampiran 2 Data kandungan mineral

Komposisi mineral Nilai (%) Nilai total mineral

(%)

Kalsium 5,64 51,27

Natrium 0,09 0,81

Magnesium 4,06 36,90

Kalium 0,06 0,54

Fosfor 0,07 0,63

Mangan 0,02 0,18

Besi 0,48 4,36

Seng 0,58 5,27

Contoh perhitungan kadar mineral setelah dikonfersi 100%

Kadar Ca = 5,64 x 100%

11

= 51,27%

Kadar Na = 0,09 x 100%

11

= 0,81%

Kadar Mg = 4,06 x 100%

11

= 36,90%

Kadar K = 0,06x 100%

11

= 0,54%

Kadar P = 0,07 x 100%

11

= 0,63%

Kadar Mn = 0,02 x 100%

11

= 0,18%

Kadar Fe = 0,48 x 100%

11

= 4,36%

Kadar Zn = 0,58 x 100%

11

= 5,27%

36

Lampiran 3 Derajat putih nanokalsium

Ulangan Derajat Putih (Skala 0-110) % Rata-rata (%)

1 70,5 64,09

63,63 2 70,6 64,18

3 68,9 62,63

Contoh perhitungan

= 69,79%

37

Lampiran 4 Bioavailabilitas effervescent nanokalsium

ppm standar Absorbansi standar

0 0

2 0,0782

4 0,1490

8 0,3024

12 0,4431

16 0,5839

Kode spl Bobot spl Absorbans ppm spl ppm

splxFP

ppm

splxFP/bobot

spl

%

penyerapan

0 0,553 -0.0024 -0.15 -3.75 -6.78119349 9,05

0 0,553 -0.0012 -0.11667 -2.9166667 -5.274261603

0 0,553 -0.0011 -0.11389 -2.8472222 -5.148683946

2 1,391 0,0609 1,608333 40,2083333 28,90606278 29,344 2 1,391 0,062 1,638889 40,9722222 29,45522805

2 1,391 0,0607 1,602778 40,0694444 28,80621455

4 1,492 0,1323 3,591667 89,7916667 60,18208222 59,344 4 1,492 0,1292 3,505556 87,6388889 58,73920167

4 1,492 0,1300 3,527778 88,1944444 59,11155794

6 1,889 0,1964 5,372222 134,305556 71,0987589 71,283 6 1,889 0,1971 5,391667 134,791667 71,3560967

6 1,889 0,1972 5,394444 134,861111 7139285924

8 1,223 0,1347 3,658333 91,4583333 74,78195694 75,104 8 1,223 0,1363 3,702778 92,5694444 75,6904697

8 1,223 0,1348 3,661111 91,5277778 74,83873898