TINJAUAN PUSTAKA

Ikan Nila

Ikan nila (Oreochromis niloticus) merupakan jenis ikan konsumsi air tawar dengan bentuk tubuh memanjang dan pipih kesamping dan warna putih kehitaman. Ikan nila adalah jenis ikan ekonomis penting dalam ekologi daerah tropis dan sub tropis termasuk Mesir. Ikan ini berasal dari Sungai Nil dan danau-danau sekitarnya dan merupakan spesies yang paling populer dari ikan bertulang di Afrika. Hal ini disebabkan ikan ini memiliki beberapa sifat yang menguntungkan yaitu mampu bertoleransi terhadap kualitas air yang buruk, berbagai macam makanan, plastisitas dalam pertumbuhan, daging ikan yang tebal dan rasa yang enak dan mampu untuk mengubah sampah organik dan domestik menjadi protein kualitas tinggi. Sifat yang menguntungkan lainnya yaitu waktu pemijahan yang panjang dan biologi reproduksi dengan waktu generasi pendek (Kariman et al. 2008).

Saat ini ikan nila telah tersebar ke negara-negara di lima benua yang beriklim tropis dan subtropis. Sedangkan di wilayah yang beriklim dingin, ikan nila tidak dapat hidup baik (Priatman 2000). Bibit ikan didatangkan ke Indonesia secara resmi oleh Balai Penelitian Perikanan Air Tawar pada tahun 1969. Setelah melalui masa penelitian dan adaptasi, barulah ikan ini disebarluaskan kepada petani di seluruh Indonesia. Nila adalah nama khas Indonesia yang diberikan oleh Pemerintah melalui Direktur Jenderal Perikanan. Klasifikasi ikan nila adalah sebagai berikut:

Kelas : Osteichthyes Sub-kelas : Acanthoptherigii Crdo : Percomorphi Sub-ordo : Percoidea Famili : Cichlidae Genus : Oreochromis Spesies : Oreochromis niloticus.

Ciri-ciri nila adalah bentuk badan pipih kesamping memanjang; mempunyai garis vertikal sepanjang tubuh 9-11 buah; garis-garis pada sirip ekor berwana merah sejumlah 6-12 buah; pada sirip pungung terdapat garis-garis miring; dan mata tampak menonjol dan besar, tepi mata berwarna putih. Nila merupakan ikan sungai atau danau yang cocok dipelihara di perairan tawar yang tenang, kolam dapat berkembang pesat pada perairan payau misalnya tambak.

Produksi perikanan budidaya ikan nila meningkat sebesar 23.96% per tahun dimana produksi pada tahun 2004 sebesar 7116 ton menjadi 220 900 ton pada tahun 2008. Pada tingkat dunia Indonesia berada pada peringkat empat negara produsen nila terbesar setelah Cina, Mesir dan Filipina (DKP 2009).

Secara umum ikan dan kandungan nutrisinya memiliki peran penting dalam ketahanan pangan dan pengentasan kemiskinan, tetapi sedikit yang diketahui tentang nutrisi ikan yang dapat dikonsumsi baik segar atau diawetkan. Pengetahuan yang lebih baik dari nutrisi ikan, yang berhubungan erat dengan

6 spesies ikan dan memberikan kontribusi untuk pemahaman variabilitas dalam kualitas daging dari spesies yang berbeda (Elagba et al. 2010).

Komponen zat gizi ikan air tawar berbeda antara spesies, jenis kelamin, ukuran, musim pemijahan, dan sebaran geografis (Zenebe et al. 1998). Selain itu, proses pasca panen dan pengolahan akan mempengaruhi umur simpan ikan (Clement dan Lovelli 1994). Pada Tabel 1 dan Tabel 2 menunjukkan komposisi proksimat dan komposisi mineral 5 species ikan nila.

Tabel 1 Komposisi Proksimat (g/100g berat kering) dan total kalori dari 5 jenis ikan nila yang komersil (Elagba et al. 2010)

Parameter L. niloticus B. Bayad O. niloticus S. schall T. lineatus Total lipid (TL) 6.8 13.2 5.3 17.3 1.8 Total protein (TP) 77.9 77 78.4 59.8 79.1 Moisture (M) 75 76 76 73 80 TL:M * 9.1 13.6 6.6 23.7 2.3 TL:TP ** 8.8 13.4 6.4 28.8 2.3 Total kalori (Kj/100g) 396.9 424.8 382.6 413.7 356.5 * Persentasi konsentrasi TL terhadap M ** Rasio konsentrasi TL terhadap konsentrasi protein (100 g, bk)

Kandungan mineral ikan bergantung pada spesies, jenis kelamin, siklus

biologis dan bagian tubuh yang dianalisis. Selanjutnya dijelaskan bahwa faktor ekologis seperti musim, tempat pengembangan, ketersediaan jumlah nutrisi, suhu dan salinitas air juga mempengaruhi kandungan mineral (Martinez et al. 1998). Umumnya hampir sama berbagai spesies ikan dibandingkan dengan makro nutrien yang mempunyai variabilitas yang lebih besar (Tee et al. 1989).

Tabel 2 Komposisi mineral (ppm, µg/g berat kering) dan rasio (%) dari 5 jenis ikan nila komersil (Elagba et al. 2010)

Mineral L. niloticus B. Bayad O. niloticus S. schall T. lineatus Potassium 11550 (40) 12100 (41) 9545 (37) 10175 (36) 9990 (33) Phosphorous 7270 (25) 7730 (26) 9350 (36) 7370 (26) 7885 (26) Selenium 4565 (16) 3610 (12) 3610 (14) 4328 (15) 3925 (13 Calcium 2305 (8) 2920 (10) 1075 (4) 3113 (11) 5880 (19) Sodium 2395 (8) 2360 (8) 1800 (7) 2805 (10) 2035(6.6) Magnesium 705 (2) 748 (3) 687 (3) 696 (2) 751 (2) Zinc 62 51 46 53 88 Iron 26 17 26 60 48 Copper 0.9 1.0 1.0 1.4 1.3 Total mineral 28870 29537 26161 28641 30664.3

Kandungan kalsium (Ca) ikan adalah sekitar 20-35 mg, fosfor (P) sekitar

190 mg dan zat besi (Fe) 1.0 mg. Sementara konsentrasi natrium (Na) untuk hampir semua jenis ikan adalah 20-50 mg dan kalium (K) 250-300 mg (Tee et al. 1989).

7

Tulang Ikan

Tulang umumnya terdiri dari air, materi anorganik dan anorganik, masing-masing diperkirakan 15, 55 dan 30% (Aiko 1991). Total dari susunan tubuh ikan 10% adalah limbah tulang ikan yang memiliki kadar kalsium yang tinggi sekitar 14% dalam bentuk kalsium fosfat (Subasinghe 1996). Unsur utama dari tulang ikan adalah kalsium, fosfor dan karbonat, sedangkan yang terdapat dalam jumlah kecil yaitu magnesium, sodium, stronsium, fitat, klorida, hidroksida dan sulfat (Halver 1989). Abu dari tulang ikan terdiri dari kalsium sebanyak 34-36% dalam bentuk kalsium fosfat (Hamada et al. 1995). Beberapa mineral pada ikan merupakan unsur pokok dari jaringan keras seperti tulang, sirip dan sisik. Persentase berat kalsium pada ikan secara umum adalah 0.1-1% dengan rasio kalsium dan fosfor adalah 1.6:0.7 (Lovell 1989).

Tabel 3 Komposisi proksimat (g/100 g), energi (Kcal/100 g) dan mineral (mg/100 g) tepung tulang ikan nila (Petenuci et al 2008)

Komposisi Proksimata

Energi

Mineral

Kadar Air

Proteinb Lemak Kadar Abu

Kalsium (Ca)

Zat Besi (Fe)

Fosfor (P)

Tepung tulang ikan

14.2 40.8 25.3 18.3 1636/391 2715.9 1.3 1132.7

a nilai rata-rata dan SD dengan 3 kali ulangan; b kandungan nitrogen (N x 6.25)

Tulang merupakan jaringan pengikat yang sangat khusus bentuknya. Tulang

dibentuk dalam dua proses yang terpisah, yaitu pembentukan matriks dan penempatan mineral kedalam matriks tersebut. Tiga jenis komponen seluler terlibat didalamnya dengan fungsi yang berbeda-beda yaitu osteoblast dalam pembentukan tulang, osteocyte dalam pemeliharaan tulang, dan osteoclast dalam penyerapan kembali tulang. Osteoblast membentuk kolagen tempat mineral mineral melekat. Mineral utama di dalam tulang adalah kalsium dan fosfor, sedangkan mineral lain terdapat dalam jumlah kecil yaitu natrium, magnesium dan flour (Winarno 2008).

Kalsium

Kalsium merupakan makro elemen yang banyak terdapat pada kerangka dan gigi (99%), sisanya (1%) pada syaraf, otot dan darah. Sebagai komponen struktural, kalsium dan fosfor pada tubuh memiliki peranan dalam pembentukan dan perkembangan tulang dan gigi dan sebagai komponen metabolik, proses biokimia dan fisiologis termasuk fungsi normal otot, pembekuan darah, transfer ion anorganik melintasi membran, sekresi hormon, pelepasan enzim pada sistem selular, transduksi signal, dan fungsi reproduksi (Gaman dan Sherrington 1990; Sittikulwitit et al. 2004).

Kalsium pada struktur tulang berupa kalsium fosfat dan hidroksiapatit [Ca10(OH)2(PO4)6] dalam bentuk kristal yang melekat pada kolagen fibril

8 (Phiraphinyo et al. 2006). Ion kalsium pada permukaan tulang dapat berinteraksi dengan ion pada cairan tubuh sehingga berperan sebagai proses pertukaan ion. Sifat penting ini berhubungan peranan tulang sebagai sumber pertukaran kalsium untuk membantu mempertahankan konsentrasi konstan kalsium dalam darah (Gurr 1999).

Di dalam darah kalsium berada dalam tiga bentuk, yaitu : (1) kalsium yang terikat dengan protein (protein bound calcium atau nondiffusible calcium). Dalam keadaan ini kalsium sebagian besar berikatan dengan albumin dan sebagian kecil lagi berikatan dengan globulin. (2) Dalam bentuk ion (Ca2+), dan (3) Kalsium kompleks yaitu yang berikatan dengan fosfat, bikarbonat atau sitrat (Piliang dan Djojosoebagio 2006).

Pangan Sumber Kalsium

Sumber kalsium utama adalah susu dan hasil olahan susu seperti keju. Ikan yang dikonsumsi dengan tulang, termasuk ikan kering serta tepung ikan yang dibuat dari keseluruhan tubuh ikan termasuk tulangnya merupakan sumber kalsium yang baik. Serealia seperti kacang-kacangan dan hasil olahan kacang-kacangan seperti tahu, tempe dan sayuran hijau merupakan sumber kalsium yang baik juga, tetapi bahan makanan ini banyak mengandung zat yang dapat menghambat penyerapan kalsium seperti serat, fitat dan oksalat (Almatsier 2002; (Guthrie 1975). Bahan pangan yang mengadung kalsium seperti pada Tabel 3.

Kalsium pada ikan terutama pada tulang membentuk kompleks dengan fosfor dalam bentuk apatit atau trikalsiumfosfat (Lovell 1989). Tulang ikan tinggi kandungan kalsium atau sekitar 2% (20 g/kg berat kering) dari berat total ikan (Malde et al. 2010). Bentuk ini terdapat pada abu tulang yang dapat diserap dengan baik oleh tubuh yaitu berkisar 60-70% (Lutwak 1982).

Tabel 4 Pangan sumber kalsium dan bioavailabilitasnya

Pangan Ukuran sajian

(g)

Kadar kalsium

(mg)

Fraksi terabsorpsi

Kemampuan terabsorpsi /

mg sajian

Sajian = 1 gelas susu

Susu (1 gelas yogurt atau 150 g keju)

240 300 32.1 96.3 1.0

Kacang-kacangan 177 50 15.6 7.8 12.3 Brokoli 71 35 61.3 21.5 4.5 Kol 85 79 52.7 41.6 2.3 Bayam 90 122 5.1 6.2 15.5 Tahu 126 258 31.0 80 1.2 Sumber : Weaver dan Heany (1999)

Defisiensi Kalsium

Asupan kalsium harian umumnya diduga lebih rendah dibandingkan dengan yang direkomendasikan ketika asupan susu dan produk susu rendah. Hampir sebagian negara industri maju pemenuhan kebutuhan kalsium sebesar 50-80% berasal dari produk susu, sisanya 25% berasal tanaman. Kandungan kalsium dari

9

sumber pangan lainnya umumnya relatif kecil. Efisiensi penyerapan kalsium meningkat jika diet yang dilakukan rendah kalsium. Penyerapan kalsium secara homeostatik bersamaan dengan penyerapan vitamin D. Inhibitor penyerapan kalsium dalam diet adalah oksalat dan asam fitat (WHO 2006).

Kemampuan penyerapan kalsium pada manusia akan menurun seiring bertambahnya usia karena itu sangatlah penting memiliki asupan kalsium yang cukup pada proses penuaan. Kebutuhan kalsium pada setiap individu dan kelompok tertentu bervariasi, kurangnya asupan kalsium diakibatkan karena pola makan dan kebiasan mengkonsumsi makanan tertentu (Gerstner 2003). Kurangnya asupan kalsium dari makanan merupakan salah satu faktor dalam penyebab penyakit tertentu (Sittikulwitit et al. 2004). Konsumsi kalsium yang rendah bisa menyebabkan defisiensi dan bila berlanjut dapat mengakibatkan rickets, tetany, osteomalacia (tulang rapuh), dan osteoporosis yaitu kegagalan pertumbuhan tulang (Mervyn 1989).

Osteoporosis telah menjadi penyakit degeneratif penting di dunia terutama di Asia. Patah tulang akibat osteoporosis dapat terjadi pada salah satu tulang akan tetapi umumnya akan terjadi pada pinggul, tulang belakang tulang belakang, dan pergelangan tangan (NIH 2001). Patah tulang pinggul merupakan masalah kesehatan utama pada masyarakat di Asia bahkan diperkirakan pada abad berikutnya, 50% dari kasus patah tulang pinggul di dunia akan terjadi di Asia (Sittikulwitit et al. 2004). Peluang terjadi patah tulang pinggul pada usia 50 tahun dengan persentasi 14% pada wanita dan 5-6% pada pria. Masalah patah tulang menjadi masalah bagi wanita pada usia diakhir 70an hingga 80an. 80% wanita akan mengalami masalah patah tulang dan pengapuran pada usia diatas 75 tahun (NIH 2001).

Rekomendasi Asupan Kalsium

Referensi diet asupan kalsium seperti terlihat pada Tabel 3. ditentukan dengan mempertimbangkan penelitian terbaru dalam pencegahan osteoporosis. Rekomendasi ini ditetapkan pada tingkat yang dipercaya dapat memberikan manfaat maksimal untuk optimalisasi kepadatan tulang. Meskipun penting untuk mengkonsumsi kalsium yang cukup untuk memenuhi rekomendasi yang ditetapkan akan tetapi konsumsi kalsium yang berlebihan dapat membahayakan organ tubuh. Asupan kalsium yang direkomendasikan pada table tersebut merupakan toleransi konsumsi maksimum. Tujuan rekomendasi tersebut bukan untuk asupan, melainkan merupakan jumlah yang terbaik untuk menjaga kesehatan tulang (Digitale et al. 2008).

Asupan kalsium selama pertumbuhan sangat penting untuk pencapaian massa tulang yang dapat mengurangi risiko osteoporosis. Selain itu, asupan kalsium yang cukup telah dikaitkan dengan mengurangi risiko hipertensi dan kanker usus besar (Sittikulwitit et al. 2004). Meningkatkan komsumsi kalsium dapat menurunkan kolesterol dan kolesterol LDL pada tikus jantan (Malekzadeh et al. 2007).

Upaya mencegah kekurangan kalsium yaitu dengan meningkatkan asupan kalsium harian dengan pola makan yang berimbang dengan mengkonsumsi makanan yang kaya akan kalsium seperti susu, produk susu dan beberapa jenis

10 sayuran (brokoli, kol dan polong-polongan), tahu yang di proses dengan kalsium sulfat, ikan serta merubah pola konsumsi yang rendah kalsium. Alternatif lainnya yaitu menggunakan suplemen kalsium atau dengan mengkonsumsi produk pangan yang difortifikasi dengan kalsium sebagai suatu nilai tambah. Untuk pemenuhan sumber kalsium dan ketersediannya dapat dikategorikan menjadi 2 yaitu bentuk garam anorganik (kalsium karbonat dan kalsium fosfat) dan bentuk garam organik seperti kalsium sitrat, kalsium laktat dan kalsium glukonat (Gerstner 2003; Digitale et al. 2008).

Konsumsi kalsium sebaiknya tidak melebihi 2500 mg sehari karena dapat mengakibatkan hiperkalsemia. Hiperkalsemia dapat menyebabkan hiperkalsiuria yaitu kondisi dimana kadar kalsium dalam urin melebihi 300 mg/hari. Kelebihan kalsium dapat menimbulkan batu ginjal atau gangguan ginjal, disamping itu dapat menyebabkan konstipasi (susah buang air besar). Kelebihan kalsium jarang terjadi akibat konsumsi makanan alami dan biasanya terjadi bila mengkonsumsi suplemen kalsium berupa tablet atau bentuk lain (Almatsier 2002). Rekomendasi asupan kalsium harian berdasarkan kelompok umur seperti terlihat pada Tabel 5.

Tabel 5 Rekomendasi asupan kalsium terhadap beberapa kelompok umur

Kel. Umur, Ibu Hamil dan Ibu Menyusui

Rekomendasi Asupan Kalsium / hari

(mg)

Toleransi Tingkat Maksimum Asupan / hari

(mg) Bayi 0-6 bln 210 Tidak ditetapkan

7-12 bln 270 Tidak ditetapkan Anak 1-3 thn 500 2 500

4-8 thn 800 2 500 Remaja 9-13 thn 1 300 2 500

14-18 thn 1 300 2 500 Dewasa 19-30 thn 1 000 2 500

31-50 thn 1 000 2 500 51-70 thn 1 200 2 500

>70 thn 1 200 2 500 Ibu Hamil ≤ 18 thn 1 300 2 500

19-50 thn 1 000 2 500 Ibu

Menyusui ≤ 18 thn 1 300 2 500

19-50 thn 1 000 2 500 Sumber : Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes, Food and Nutrition Board, Institute of Medicine. 1997.

Beberapa studi menunjukkan adanya persentasi yang signifikan terhadap kegagalan akan asupan sehingga dibuatlah rekomendasi sehubungan dengan ukuran asupan kalsium untuk melawan kekurangan kalsium dan mengurangi resiko terjadinya osteoporosis. Untuk hal itu maka US National Institute of Health (NIH) akhirnya meningkatkan jumlah optimal asupan harian kalsium dan menentukan nilai yang spesifik untuk setiap kelompok usia dalam populasi. Contohnya asupan kalsium harian untuk usia dewasa (25-65 tahun) yaitu 1000 mg/hari dan 1500 mg/hari untuk usia diatas 65 tahun. Sementara rekomendasi

11

asupan harian kalsium oleh Scientific Committee on Food adalah 800 mg/hari (Gerstner 2003).

Bioavailabilitas Kalsium

Bioavailabilitas atau ketersediaan biologis adalah ukuran kuantitatif dari penggunaan nutrisi pada kondisi tertentu untuk menunjang struktur normal organisme serta proses-proses fisiknya (Fox 1988). Bioavailabilitas kalsium dari produk nabati dipengaruhi adanya oksalat dan fitat. Asam oksalat ditemukan dalam jumlah tinggi dalam makanan nabati seperti bayam, coklat atau kakao dan dalam jumlah yang lebih rendah dalam kacang kering, ubi jalar, teh, gandum, kangkung dan kedelai produk (Heaney dan Weaver 1990).

Persentase penyerapan kalsium akan meningkat menjadi 60 kali selama masa pertumbuhan, namun pada orang dewasa yang mengkonsumsi kalsium dalam jumlah yang cukup, penyerapannya akan menurun sebesar 10%. Secara normal penyerapan kalsium berkisar 30% (Allen dan Wood 1994).

Bioavailabilitas adalah kunci penentuan dalam suksesnya fortifikasi. Prioritas bioavailabilitas bukan terhadap identifikasi bentuk kalsium pada perubahan organoleptik produk pangan, tetapi kemampuan penyerapan dan proses homeostatik normal. Pemilihan produk pangan adalah hal yang sama pentingnya untuk keberlangsungan fortifikasi selama dalam kondisi diet yang menguntungkan. Umumnya, kalsium yang digunakan untuk fortifikasi atau suplemen memiliki penyerapan yang baik selama tidak terdapat inhibitor dan strategi nutrisi adalah untuk target utama dalam meningkatkan asupan total kalsium dibandingkan dengan masalah bioavailabilitas (Fairweather-Tait dan Teucher 2002). Agar nutrisi bahan pangan dapat digunakan tubuh, maka nutrisi tersebut harus dapat diserap oleh tubuh terlebih dahulu. Dalam keadaan normal sebanyak 30-50% kalsium yang dikonsumsi diabsorbsi tubuh. Hal ini dikarenakan penyerapan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah:

Zat Organik

Adanya zat organik yang dapat bergabung dengan kalsium dan membentuk garam yang tidak larut. Contoh dari senyawa tersebut adalah asam oksalat dan asam fitat. Asam oksalat dan kalsium membentuk garam yang tidak dapat larut, yaitu kalsium oksalat (Winarno 2008), sehingga mengendap di dalam rongga usus dan tidak dapat diserap ke dalam mukosa (Sediaoetama 2006).

Vitamin D

Absorpsi kalsium di dalam usus maupun reabsorbsinya di dalam tubuli ginjal dipengaruhi oleh vitamin D, sedangkan absorpsi kalsium mempengaruhi pula absorpsi fosfor (Sediaoetama 2006). Vitamin D meningkatkan absorpsi pada mukosa usus dengan cara merangsang produksi protein pengikat kalsium (Almatsier 2002).

12 Serat Pangan

Serat pangan merupakan komponen tanaman yang tidak dapat dicerna oleh enzim pencernaan manusia, termasuk didalamnya komponen dinding sel tumbuhan (selulosa, hemiselulosa, pektin, pentosan dan lignin) dan polisakarida intraseluler seperti gum dan musilage (Spiller 2001). Selanjutnya menurut Harland dan Oberleas (2001) serat bersama-sama dengan fitat dan oksalat mengurangi penyerapan kalsium. Serat pangan membatasi bioavailabilitas mineral dengan cara mengikat, mengencerkan dan menjerat mineral dalam serat makanan atau memperpendek waktu transit nutrisi dalam usus (Iodarine at al. 1996). Hasil penelitian yang dilakukan oleh Urbano dan Goni (2002) menyatakan bahwa jumlah serat tidak berpengaruh terlalu besar pada penyerapan mineral jika dibandingkan dengan jenisnya. Serat tidak larut air menghalangi lebih banyak kalsium daripada serat larut, menurunkan waktu transit bahan pangan selama di usus halus sehingga mengurangi waktu penyerapan kalsium (Blaney et al. 1996).

Protein

Protein bersama-sama dengan lemak, dikategorikan sebagai bahan pangan yang memiliki pengaruh pada bioavailabilitas kalsium. Sumber protein juga mempengaruhi penyerapan kalsium (Allen dan Wood 1994). Protein makanan juga dapat berpengaruh negatif terhadap ketersediaan biologis mineral jika mineral terperangkap dalam protein atau kompleks peptida yang resisten terhadap proteolisis. Situasinya serupa dengan kompleks mineral protein-fitat yang tidak tercerna dengan baik, sehingga penyerapan mineral menurun (Greger 1999). Namun, protein berperan penting dalam penyerapan kalsium ke dalam mukosa usus karena transpor kalsium melalui sel usus dapat terjadi melalui difusi atau dengan calbindin (protein pengikat kalsium). Calbindin berperan sebagai protein transpor untuk mengantarkan kalsium sitoplasma enterosit ke membran basal. Proses ini membutuhkan ATP (Groff dan Gropper 2001).

pH

Kalsium membutuhkan pH asam agar dapat berada dalam keadaan larut. Kalsium hanya bisa diabsorpsi bila terdapat dalam bentuk larut air dan tidak mengendap karena unsur makanan lain seperti oksalat (Almatsier 2002). Anggorodi (1985) mengatakan bahwa pH usus juga berpengaruh terhadap proses absorpsi kalsium dalam tubuh. Fosfor sulit diserap pada pH di atas 6,5 dan baik diserap pada pH di bawah 6,0 dimana nilai pH tersebut dapat dikontrol dengan cara tidak terlalu banyak memberikan kalsium. Kelarutan merupakan salah satu syarat dalam penyerapan kalsium. Kelarutan kalsium meningkat dalam lingkungan asam pada lambung, tetapi ion terlarut akan bergabung kembali kemudian berpresipitasi dalam yeyenum dan ileum dimana pH-nya mendekati netral (Allen dan Wood 1994).

13

Fosfor

Fosfor banyak sekali ditemukan baik di hewan maupun tanaman. Unsur ini dijumpai di dalam semua sel tubuh, dalam cairan tubuh dan dalam hampir semua makanan. Dari segi fisiologi, fosfor memegang peranan di dalam proses kontraksi otot, pada pembentukan tulang (osifikasi) dan aktivitas sekretosis. Disamping itu fosfor memegang peranan penting dalam pembentukan fosfat yang sangat diperlukan dalam transformasi energi. Penyebaran fosfor di dalam tubuh dilakukan dengan bantuan peredaran darah dan cairan antar sel (intercellular

fluid). Bentuk fosfor yang diserap oleh usus beragam bergantung kepada makanan yang digunakan. Bentuk fosfor yang diserap melalui usus terdiri dari ikatan atau senyawa fosfat anorganik dan fosfat organik. Senyawa-senyawa fosfat ini dibebaskan dari makanan setelah mengalami hidrolisis selama proses pencernaan terjadi (Piliang dan Djojosoebagio 2006).

Proses absorpsi, fosfor dan kalsium saling berpengaruh erat sekali. Proses absorpsi kalsium yang baik diperlukan perbandingan Ca:P dalam hidangan 1:1 sampai 1:3. Selanjutnya menurut Guthrie (1975) batasan bagi rasio perbandingan Ca:P adalah dibawah 1:2. Perbandingan Ca:P lebih besar dari 1:3 akan menghambat penyerapan kalsium, sehingga hidangan yang demikian akan menimbulkan penyakit defisiensi kalsium yaitu rakhitis (Sediaoetama 2006). Jumlah fosfor bahan pangan maupun rasio Ca:P tidak mempengaruhi penyerapan kalsium pada orang dewasa atau bayi dengan berat di bawah normal (Allen dan Wood 1994). Sementara Almatsier (2002) menyatakan bahwa bukti terhadap anggapan adanya pengaruh rasio Ca:P ini belum ada sampai sekarang, dan pada umumnya rasio kalsium : fosfor dalam makanan antara 1:1 dan 1:2.

Ekstraksi Kalsium

Limbah tulang ikan hasil dari proses pengolahan ikan memiliki potensi yang untuk digunakan sebagai sumber kalsium mengingat akan kuantitas dari kalsium yang dihasilkan akan tetapi tulang terlalu keras dan tajam untuk dikonsumsi langsung sehingga perlu adanya upaya untuk menghasilkan kalsium dari tulang ikan sebagai bahan fortifikasi dalam bahan pangan, maka kalsium pada tulang ikan harus diubah bentuknya menjadi bentuk yang dapat dicerna dengan cara pelunakan struktur tulang. Beberapa metode yang digunakan pada penelitian sebelumnya yaitu ekstraksi menggunakan NaOH dengan pemanasan pada suhu dan tekanan tinggi untuk menghilangkan protein, jaringan pengikat dan lemak (Techochatchawal 2009), atau ekstraksi menggunakan air panas dan larutan asam panas (Kim dan Mendis 2006), atau ekstraksi menggunakan metode pemasakan superheated untuk mengurangi hilangnya komponen yang dapat larutdari jaringan tulang dan menghasilkan recovery yang baik dalam waktu singkat (Sittikulwitit et

al. 2004), sedangkan untuk ekstraksi kalsium dari tulang ikan salmon dan cod oleh Malde et al. (2010) menggunakan enzim protease dengan pemanasan pada suhu tinggi.

Proses ekstraksi kalsium dari tulang ikan kakap merah menggunakan metode perebusan dengan akuades pada suhu 100 C, selama 4 jam dapat

14 menurunkan kadar protein dalam tulang hal ini ditunjukkan pada ekstraksi pertama kadar protein tulang ikan 26.20% dan pada ekstraksi keempat menjadi 18.16%, rendemen tepung tulang ikan sebesar 38.7% (Dongoran et al. 2007).

Penggunaan larutan basa juga merupakan salah satu cara yang umumnya digunakan untuk ekstraksi kalsium seperti pada penelitian Peranginangin dan Nurhayati (2011) menggunakan teknik ekstraksi yaitu perlakuan perendaman sampel pada larutan NaOH 0.5 N, 50 C hingga terbentuk ossein, dengan penggantian larutan NaOH selang waktu 6 jam hingga tulang menjadi lunak dan kemudian dinetralisasi menggunakan akuades hingga pH netral. Sampel tulang dihaluskan, kemudian dikeringkan pada suhu 50 C hingga kering, selanjutnya proses pengayakan sehingga diperoleh rendemen kalsium 26.60%, dengan kadar kalsium 8.01% dan fosfat 22.21%. Penggunaan NaOH 3% sebagai pengekstrak juga dilakukan dalam pembuatan tepung tulang ayam, yang kemudian dinetralkan dan dikeringkan pada 100 C dan dihaluskan (Sittikulwitit et al. 2004), sementara Murtiningrum (1997) menggunakan NaOH untuk deproteinasi dalam proses ekstraksi kalsium dari tulang ikan cakalang. Dimana dijelaskan bahwa peningkatan konsentrasi larutan pengekstrak dan lamanya proses ekstraksi cenderung menurunkan rendemen, kondisi ekstraksi terbaik yaitu dengan menggunakan NaOH 1.5 N dengan waktu 20 Jam menghasilkan rendemen 24.27%.

Penelitian tentang “Alternatives in Shrimp Biowaste Processing” yang dilakukan oleh Steven et al. (1998), dimana cangkang udang digunakan untuk pembuatan chitin dan chitosan. Tahap pertama dilakukan proses deproteinasi yaitu cangkang udang dihidrolisis dengan NaOH 4% pada suhu yang tinggi (70-120 C) sehingga protein pada cangkang udang terlepas, penambahan natrium borohidrida (NaBH4) untuk menghindari terjadinya oksidasi produk. Hasil dari proses ini menghasilkan hidrolisat protein yang dapat dimanfaatkan sebagai bubuk protein yang dapat digunakan dalam pembuatan kue dan suplemen protein selanjutnya fraksi padat diberi perlakukan dengan HCl 4% tujuannya untuk mengubah kalsium karbonat yang tidak larut menjadi kalsium klorida larut dalam bentuk filtrat yang jika dinetralisasi dapat dimanfaatkan sebagai sumber kalsium.

Ekstraksi kalsium tulang ikan madidihang (Thunnus albacares) menggunakan larutan asam asetat dan HCl seperti yang dilakukan oleh Thalib (2009), menghasilkan kalsium 14.94-16.35%, sedangkan ekstraksi nanokalsium yang dilakukan oleh Suptijah et al. (2010b) menggunakan beberapa jenis larutan asam (HCl, asam asetat dan asam sitrat) sebagai larutan pengekstrak menunjukkan ekstraksi terbaik dihasilkan oleh proses ekstraksi menggunakan HCl 1.0 N dengan recovery mencapai 61% atau 24.4 g dari 1 kg berat bersih sampel cangkang udang, sementara asam asetat dan asam sitrat menghasilkan presentasi recovery yang lebih rendah yaitu 35% dan 41%.

Ekstraksi nanokalsium dari cangkang kijing lokal dengan metode presipitasi yaitu cangkang kijing dalam bentuk tepung, diekstraksi menggunakan HCl pada suhu 90 C dengan lama ekstraksi (1; 1.5; dan 2 jam). Hasil ekstraksi selanjutnya di saring sehingga diperoleh filtrat kemudian ditambahkan NaOH 3.0 N untuk proses presipitasi untuk pembentukan endapan. Endapan yang diperoleh dinetralisasi menggunakan akuades hingga mencapai pH netral dan dikeringkan menjadi bubuk kalsium. Hasil ekstraksi menggunakan metode ini menunjukkan

15

bahwa waktu ekstraksi 1.5 jam merupakan perlakuan yang optimal dengan rendemen 8.53% (Khoirunisa 2011).

Teknologi Nano

Teknologi nano didefinisikan sebagai studi tentang fenomena dan manipulasi sistem fisik yang menghasilkan informasi yang signifikan dan pada skala spasial yang dikenal sebagai nano (10-9 m = 1 nm), dan panjangnya tidak melebihi 100 nm (Weiss et al. 2006). Materi nano adalah subtansi kimia atau materi yang dihasilkan atau dipakai pada ukuran yang sangat kecil, yang dikenal dengan skala nano, diperkirakan antara 1-100 nm (Cefic 2012).

Teknologi nano terfokus pada rancangan, karakterisasi dan bentuk struktur biologis dan nonbiologis lebih kecil dari pada 100 nm. Struktur partikel pada skala ini telah terbukti memiliki sifat fungsional. (Weiss et al. 2006; Uskokovic 2007). National Nanotechnology Initiative (2006) mengemukan bahwa teknologi nano berdasarkan pemahaman adalah materi yang berada pada dimensi sekitar 1 sampai 100 nanometer merupakan fenomena unik yang memungkinkan dalam aplikasi baru. Penerapannya dapat meliputi mesin dan teknologi, teknologi nano termasuk didalamnya pendugaan, pengukuran dan pemodelan.

Batasan antara makroskopik, mikroskopik, dan nanoskopik secara fisik tidak terlihat jelas serta bergantung pada efek yang menjadi perhatian. Namun, memperkecil ukuran partikel dari materi di bawah batas tertentu akan menghasilkan materi yang baru yang berubah dari materi awalnya sehubungan dengan: memberi pengaruh pada kristal partikel sehingga mendekati karakteristik fisik yang sesuai sifatnya; peningkatan luas permukaan deteksi dan dampaknya tergantung sifat, dan terbentuknya sifat bahan baru yang mencirikan batas ukuran partikel (Uskokovic 2007).

Keunggulan dan Manfaat Teknologi Nano

Pemanfaatan potensi teknologi nano telah diakui oleh banyak industri dan produk komersial seperti pada bidang mikroelektronik, kedirgantaraan, dan industri farmasi akan tetapi aplikasi nanoteknologi dalam industri pangan masih sangat terbatas. Namun, peningkatan dan penemuan dalam teknologi nano mulai berdampak pada industri pangan dan industri-industri terkait, ini mempengaruhi aspek-aspek penting keamanan pangan untuk sintesis molekul produk pangan baru dan ingredient (Weiss et al. 2006).

Penggunaan teknologi nano dalam berbagai aspek pada ilmu pangan diharapkan akan menguntungkan baik bagi industri pangan maupun konsumen (Kuzma dan VerHage 2006). Perkembangan penelitian teknologi nano terfokus pada pengembangan aplikasi dalam ilmu biologi dan keteknikan. Strategi untuk menerapkan teknologi nano untuk industri pangan sangat berbeda dari aplikasi teknologi nano secara tradisional. Pengolahan pangan adalah industri memproduksi multi-teknologi yang melibatkan berbagai macam bahan baku,

16 keragaman keamanan hayati persyaratan, dan proses teknologi yang teratur. Empat bidang utama dalam produksi pangan yang menguntungkan dalam pengembangan teknologi nano yaitu: pengembangan pangan fungsional, pengolahan mikro dan nano, pengembangan produk, dan metode serta rancangan instrumen untuk meningkatkan keamanan pangan dan keamanan biologi (Weiss et

al. 2006). Penggunaan nanoteknologi untuk meningkatkan kualitas dan keamanan

pangan. Penggunaan teknologi nano untuk kemasan pangan dirancangkan untuk meningkatkan keamanan pangan dan membantu mengurangi limbah pangan. Dalam bidang keamanan pangan nano sensor sedang dikembangkan untuk dapat mendeteksi keberadaan mikroba pembusuk dan berpotensi membedakan mikroba patogen dan mikroba non-patogen (Brody 2010).