BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Tinjauan Asam Jawa (Tamarindus indica L.)

Asam Jawa (Tamarindus indica L.) termasuk dalam family polong-

polongan (Caesalpiniceae) yang berasal dari Afrika Timur, termasuk

tumbuhan tropis yang merupakan tanaman berbuah sepanjang tahun. Di

Indonesia tanaman ini sebagian tumbuh liar seperti di hutan-hutan

savana (El-Siddig, etal., 2006).

Gambar 1. Asam Jawa (sumber: foto pribadi)

Gambar 2. Asam Jawa (sumber: foto pribadi)

Morfologi tanaman asam jawa menurut hasil penelitian El-siddiq,

et al. (2006) secara umum berupa pohon berperawakan besar, tinggi

sampai 30 meter dan memiliki diameter hingga 2 meter. Kulit batang

kasar dan memecah, beralur-alur vertikal dan berwarna coklat keabu-

abuan. Tajuknya rindang, melebar dan membulat. Daun majemuk

1

menyirip genap, panjang 5-13 cm dan terletak berseling. Anak daun

lonjong menyempit, 8-16 pasang, tepi rata, pangkal membundar, ujung

membundar sampai sedikit berlekuk. Bunga kupu-kupu dengan 4

kelopak buah dan mahkota 5 buah. Mahkota kuning keputihan dengan

urat-urat merah coklat, panjang sampai 1,5 cm. Buah polong, panjang

sampai dengan 14 cm dan lebar sampai dengan 4 cm (Soemardji,

2007), berbiji sampai 10 butir. Kulit buah (eksokarp) mengeras

kecoklatan. Daging buah (mesokarp) putih kehijauan ketika muda,

merah kecoklatan ketika masak, lengket dan rasanya asam manis. Biji

mengkilap, keras, coklat kehitaman (El-Siddig, et al., 2006).

Kandungan bahan aktif terpenting dari buah asam jawa adalah

sebagai berikut:

Tabel 1. Komposisi buah Asam Jawa

Komposisi pangan Kadar

Kalori (kal) 239,00

Protein (g) 2,80

Lemak (g) 0,60

Karbohidrat (g) 62,50

Kalsium (mg) 74,00

Zat besi (mg) 0,60

Vitamin A (SI) 30,00

Vitamin B (mg) 0,34

Vitamin C (mg) 2,00

Air (g) 31,40

Fosfor (mg) 113,00

Bagian dapat dimakan % 48,00

Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI (1996)

Warna asli daging asam jawa adalah kuning kecoklat-coklatan.

Akibat pengaruh pengolahan, warnanya berubah menjadi kehitam-

hitaman. Pulp buah asam yang masak mengandung air sekitar 63,3-

68,6%, bahan padat total 31,3-36,6%, protein 1,6-3,1%, lemak 0,27-

0,69%, sukrosa 0,1-0,8%, selulosa 2,0-3,4%, dan abu 1,2-1,6%. Abu

2

dari tanaman asam tersusun atas kalium, silikon, natrium, fosfor, dan

kalsium. Asam tartarat merupakan komponen asam yang paling utama

dalam pulp. Kandungan asam dalam pulp asam berkisar antara 8-16%,

sedangkan asam lainnya hanya sekitar 3% dari berat pulp (Rukmana,

2005).

Berdasarkan Departemen Kesehatan RI (1985), tanaman asam jawa

berada di daerah yang beriklim tropis menghasilkan buah sepanjang

tahun. Pada bulan Juli – Agustus bunga akan muncul dan akan

berkembang menjadi buah. Buah asam jawa akan matang sekitar bulan

Juni – September.

B. Asam sitrat dari Tumbuhan

Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang terdapat pada daun dan

buah tumbuhan terutama jeruk atau sitrus. Struktur asam sitrat yaitu (asam 2

hidroksi 1, 2, 3-Propanatrikarboksilat) merupakan asam dengan molekul

yang bergugus fungsi ganda yaitu satu gugus hidroksil dan tiga gugus

karboksil (Maryati, 2006).

Asam sitrat juga dapat bersifat sebagai chelating agent atau sekuestran,

sehingga ion pada asam sitrat atau ion sitrat dapat berikatan dengan ion

logam karena asam sitrat memiliki tiga gugus COOH (Alpatih et al, 2010).

Asam sitrat adalah asam hidroksi trikarboksilat yang tersebar di alam.

Struktur asam sitrat :

Gambar 2.3 Struktur Kimia Asam Sitrat(Sumber: Puspita, 2012)

3

Secara kimia asam sitrat bersifat seperti asam karboksilat lainnya. Jika

dipanaskan di atas suhu 175oC, maka asam sitrat akan terurai dan

melepaskan karbondioksida dan air (Alpatih, 2010).

Asam sitrat adalah pelarut protik hidrofilik (polar) seperti air dan etanol.

Asam sitrat memiliki konstanta dielektrik yang sedang yaitu 6.2, sehingga

bisa melarutkan baik senyawa polar seperti garam anorganik dan gula

maupun senyawa non-polar seperti minyak dan unsur-unsur seperti sulfur

dan iodin, termasuk Pb di dalamnya (Pudjiadi, 2005).

Asam sitrat bersifat korosif terhadap banyak logam seperti besi, timbal,

magnesium, seng, dan cadmium, yang membentuk gas hidrogen dan garam-

garam sitrat (logam sitrat). Asam sitrat bercampur dengan mudah dengan

pelarut polar atau nonpolar lainnya seperti air, kloroform dan heksana.

Sehingga sifat kelarutan dan kemudahan bercampur dari asam sitrat ini

digunakan sebagai pelarut logam berat. Logam Pb yang telah masuk ke

dalam tubuh dapat mengikat gugus aktif yang esensial bagi tubuh. Namun

dengan adanya suatu senyawa kimia tertentu yang mampu berikatan dengan

suatu logam dan membentuk kompleks, maka dampak toksik logam dapat

dihindarkan (Pudjiadi, 2005).

C. Tinjauan Ikan Bader Putih (Barbonymus gonionotus)

Ikan Bader putih berasal dari Kelas Actinopterygii, Subkelas

Neopterygii, Divisi Teleostei, Subdivisi Ostariclopeomorpha

(Otocephala), Superordo Ostariophysi, Ordo Cypriniformes, Superfamili

Cyprinoidea, Famili Cyprinidae, Subfamili Barbinae, Genus

Barbonymus, Specific name gonionotus, Spesies Barbonymus

gonionotus (Nelson, 2006).

Ikan Bader merupakan salah satu ikan asli Indonesia terutama

pulau Jawa. Ikan Bader memiliki nama ilmiah Puntius javanicus.

Namun, berubah menjadi Puntius gonionotus, dan terakhir berubah

menjadi Barbonymus gonionotus (Amri dan Khairuman, 2008).

Sinonim dari nama Barbonymus gonionotus adalah Puntius

gonionotus, Barbus gonionotus, Barbodes gonionotus , Puntius

4

javanicus, Barbus javanicus, Barbus koilometopon, Puntius viehoeveri.

Untuk nama lokal Ikan Bader Putih yang digunakan di Indonesia yaitu

Bader putihan, Bader, Keputihan, Putihan dan Tawes (Kottelat et al.,

1993).

Gambar 3. Ikan Barbonymus gonionotus (sumber: Chheng, 2005)

Morfologi ikan tersebut secara umum adalah bentuk badan agak

panjang dan pipih dengan punggung meninggi, kepala kecil, moncong

meruncing, mulut kecil terletak pada ujung hidung, sungut sangat kecil

atau rudimenter. Di bawah garis rusuk terdapat sisik 5½ buah dan 3-3½

buah di antara garis rusuk dan permulaan sirip perut. Garis rusuknya

sempurna berjumlah antara 29-31 buah. Badan berwarna keperakan agak

gelap di bagian punggung. Pada moncong terdapat tonjolan-tonjolan

yang sangat kecil. Sirip punggung dan sirip ekor berwarna abu-abu atau

kekuningan, dan sirip ekor bercagak dalam dengan lobus membulat, sirip

dada berwarna kuning dan sirip dubur berwarna orange terang. Sirip

dubur mempunyai 6½ jari-jari bercabang (Kottelat et al., 1993). Untuk

panjang tubuh Ikan Bader putih maksimal 45 cm dengan berat sampai

dengan 2100 gram (Chheng,2005).

Sisik dengan struktur beberapa jari-jari sejajar atau melengkung ke

ujung, sedikit atau tidak ada proyeksi jari-jari ke samping. Ada tonjolan

sangat kecil, memanjang dari tilang mata sampai ke moncong dan dari

dahi ke antara mata. Sirip dubur mempunyai 6½ jari-jari bercabang, 3-

3½ sisik antara gurat sisi dan awal sirip perut (Kotelat et al., 1993).

Ikan Bader dalam habitat aslinya adalah ikan yang berkembang

biak di sungai, danau dan rawa – rawa dengan lokasi yang disukai adalah

perairan dengan air yang jernih dan terdapat aliran air, mengingat ikan

5

ini memiliki sifat biologis yang membutuhkan banyak oksigen dan hidup

di perairan tawar dengan suhu tropis 22 – 28°C, serta pH 7. Ikan ini

dapat ditemukan di dasar sungai mengalir pada kedalaman hingga lebih

dari 15 m, rawa banjiran dan waduk. Ikan Bader adalah termasuk ikan

herbivore atau pemakan tumbuhan (Kotelat et al., 1993).

Ada beberapa indikator yang mempengaruhi pertumbuhan

yaitu faktor jumlah dan ukuran makanan yang tersedia, suhu, oksigen

terlarut, kualitas air, umur dan ukuran oksigen serta kematangan gonad.

Selain itu, ikan-ikan yang berumur mudah lebih cepat pertumbuhan

panjangnya dari ikan-ikan yang berumur tua (Effendie, 1997).

D. Logam Berat

Logam berat merupakan komponen alami yang terdapat di kulit bumi

yang tidak dapat didegradasi ataupun dihancurkan dan merupakan zat yang

berbahaya karena dapat terjadi bioakumulasi. Bioakumulasi adalah

peningkatan konsentrasi zat kimia dalam tubuh mahluk hidup dalam waktu

yang cukup lama, dibandingkan dengan konsentrasi zat kimia yang terdapat

di alam (Panggabean, 2008). Berdasarkan data dari United State

Environmental Protection Agency (2005) logam berat yang merupakan

polutan perairan yang berbahaya adalah antimon (Sb), arsen (As), kadmium

(Cd), kromium (Cr), tembaga (Cu), timbal (Pb), merkuri (Hg), nikel (Ni),

selenium (Se), kobalt (Co), dan seng (Zn).

Sumber utama kontaminan logam berat adalah berasal dari udara dan

air yang mencemari tanah. Kandungan alamiah logam pada lingkungan

dapat berubah-ubah, tergantung pada kadar pencemaran oleh ulah manusia

atau perubahan alam. Kandungan logam tersebut dapat meningkat apabila

semakin meningkatnya limbah perkotaan, pertambangan, pertanian dan

perindustrian yang masuk ke lingkungan (Agustina, 2010).

Penyebaran logam timbal di bumi sangat sedikit. Jumlah timbal

yang terdapat diseluruh lapisan bumi hanyalah 0,0002 % dari jumlah seluru

kerak bumi. Jumlah ini sangat sedikit jika dibandingkan dengan jumlah

kandungan logam berat lainnya yang ada di bumi (Palar, 2008). Selain

6

dalam bentuk logam murni, timbal dapat ditemukan dalam bentuk senyawa

inorganik dan organik. (Darmono, 2001).

Timbal adalah logam lunak kebiruan atau kelabu keperakan yang

lazim terdapat dalam kandungan endapan sulfit yang tercampur mineral-

mineral lain terutama seng dan tembaga. Penggunaan Pb terbesar adalah

dalam industri baterai kendaraan bermotor seperti timbal metalik dan

komponen-komponennya. Timbal digunakan pada bensin untuk kendaraan,

cat dan pestisida. Pencemaran Pb dapat terjadi di udara, air, maupun tanah

(Sunu, 2001).

Timbal yang masuk ke dalam perairan sebagai dampak dari

aktivitas kehidupan manusia ada bermacam bentuk. Di antaranya adalah air

buangan (limbah) dari industri yang berkaitan dengan timbal, air

pertambangan biji timah hitam, dan buangan sisa industri baterai. Buangan

tersebut akan jatuh pada jalur-jalur perairan seperti anak-anak sungai untuk

kemudian dibawa terus menuju lautan (Palar, 2008). Dampak kontaminasi

timbal yaitu terjadi gangguan sistem saraf, kerusakan fungsi otak, kerusakan

DNA dan kromosom, reaksi alergi, menghasilkan ruam kulit, kelelahan dan

sakit kepala (Agustina, 2010).

Timbal adalah logam yang bersifat toksik terhadap manusia,

yang bisa berasal dari tindakan yang mengonsumsi makanan, minuman, atau

melalui inhalasi dari udara, debu yang tercemar timbal, kontak lewat kulit,

kontak lewat mata, dan lewat parenteral. Timbal bersifat kumulatif.

Mekanisme toksisitas timbal berdasarkan organ yang dipengaruhinya

(Widowati, 2008) adalah:

1. Sistem haemopoietik; menghambat sistem pembentukan hemoglobin

(Hb) sehingga menyebabkan anemia.

2. Sistem saraf; menimbulkan kerusakan otak dengan gejala epilepsi,

halusinasi, kerusakan otak besar, dan delirium.

3. Sistem urinaria; menyebabkan lesi tubulus proksimalis, loop of Henle,

serta menyebabkan aminosiduria.

4. Sistem gastro-intestinal; menyebabkan kolik dan konstipasi.

7

5. Sistem kardiovaskular; menyebabkan peningkatan permeabilitas

pembuluh darah.

6. Sistem reproduksi berpengaruh terutama terhadap gametotoksisitas

atau janin belum lahir menjadi peka terhadap timbal. Ibu hamil yang

terkontaminasi timbal bisa mengalami keguguran.

7. Sistem endokrin; mengakibatkan gangguan fungsi tiroid dan fungsi

adrenal.

8. Bersifat karsinogenik dalam dosis tinggi.

Mekanisme keracunan terbagi menjadi dua fase yaitu fase kinetik

dan fase dinamik. Pada fase kinetik, baik toksikan maupun protoksikan akan

mengalami proses terjadinya peningkatan daya racun yang sangat tinggi dan

peristiwa penghapusan daya racun yang dibina oleh suatu zat atau senyawa.

Fase dinamik merupakan proses lanjut dari fase kinetik. Pada fase ini bahan

beracun yang tidak bisa dinetralisir tubuh kan beraksi dengan senyawa-

senyawa hasil dari proses biosintesa seperti enzim, protein, asam inti, lemak,

dan lan-lain. Hasil dari reaksi yang terjadi bersifat merusak terhadap proses-

proses biomolekul dalam tubuh (Palar, 2008).

Bahan beracun atau atau toksikan bersifat inhibitor terhadap

enzim. Apabila terjadi reaksi antara bahan beracun dengan enzim, maka

enzim akan terhalang sehingga mempengaruhi proses metabolisme tubuh.

Selanjutnya akan merusak seluruh sistem kerja enzim dalam tubuh (Palar,

2008).

Logam berat memiliki daya racun terhadap organisme pada

kondisi yang berbeda. Logam berat ini mengakibatkan kematian pada

beberapa biota perairan jika konsentrasi logam berat pada perairan tersebut

tinggi yang artinya jumlah logam yang terlarut dalam badan perairan telah

melebihi ambang batas. Selain itu, jumlah yang sedikit logam juga dapat

membunuh organisme hidup dengan akumulasi logam berat pada tubuh

organisme sehingga lama kelamaan melebihi batas toleransinya (Palar,

2008).

8

E. Kali Rolak Surabaya dan Pencemarannya

Kali Surabaya adalah bagian dari Daerah Aliran Sungai Brantas

yang mengalir sepanjang 41 km mulai dari DAM Mlirip di Mojokerto

melewati wilayah Gresik, Sidoarjo, dan berakhir di DAM Jagir Surabaya

(Arisandi, 2003). Kali Surabaya kemudian bercabang menjadi 2 anak

sungai, yaitu Kali Mas dan Kali Jagir Surabaya. Kali Surabaya merupakan

sumber kehidupan berbagai jenis biota sungai dan menjadi salah satu

sumber bahan baku PDAM untuk memenuhi kebutuhan air masyarakat

kota Surabaya (Febryanto, dkk., 2011).

Pencemaran Kali Surabaya menjadi salah satu contoh kasus

permasalahan pencemaran air yang mendapat perhatian banyak pihak dan

telah menjadi isu nasional, karena kualitas air Kali Surabaya mempunyai

multifungsi yang sangat vital dalam menunjang pembangunan daerah yaitu

sebagai : sumber baku air minum, industri, pertanian dan sarana rekreasi.

Sementara itu kualitas airnya cenderung mengalami penurunan (Masduqi,

2006). Beberapa industri seperti industri tekstil, pelapisan logam,

peleburan logam dan kertas yang terdapat di DAS Brantas bagian hilir

berpotensi menghasilkan limbah sebagai sumber polutan logam berat di

Sungai Surabaya (Fitriyah, dkk., 2013). Pencemaran yang dihasilkan dari

logam berat sangat berbahaya karena bersifat toksik, logam berat juga

akan terakumulasi dalam sedimen dan biota melalui proses gravitasi

(Rochayatun, dkk., 2006:36).

Pada dasarnya pencemaran air umumnya disebabkan oleh sampah

yang langsung dihasilkan oleh manusia. Peningkatan jumlah penduduk

menimbulkan masalah sampah dan limbah cair domestik. Banyak limbah

yang dibuang begitu saja tanpa melalui proses pengolahan terlebih dahulu

menyebabkan pencemaran air (Haryanto, 2008).

Kali Rolak Surabaya yang merupakan bagian dari kali Surabaya

telah dinyatakan positif tercemar logam berat timbal. Pencemaran logam

timbal (Pb) di Kali Surabaya daerah Rolak Surabaya menyebabkan

9

kualitas air sungai menurun dimana sungai Rolak kawasan Gunungsari

terpapar logam timbal sebesar 0,393 ppmsementara ambang batas Pb

berdasarkan PP No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan

Pengendalian Pencemaran Air untuk Mutu Air Kelas III sebesar 0,03 ppm

(Dewi, dkk., 2010).

F. Penyerapan Logam Berat oleh Ikan Bader Putih

Masuknya logam berat pada tubuh ikan bisa melaui insang dan

saluran makanan. Ikan bernafas melalui insang. Semakin banyak logam

yang mencemari perairan maka semakin banyak pula logam yang terhirup

oleh ikan melalui insang. Pada insang terdapat protein fungsional berupa

enzim karbonik anhidrase dan ATP ase. Fungsi enzim enzim anhidrase

adalah untuk menghidrolisis CO2. Fungsi ini dapat terganggu apabila

posisi Zn pada enzim anhidrase tergantikan oleh unsur logam lain.

Terganggunya fungsi enzim pada insang maka menyebabkan pula

terganggunya fungsi insang sebagai alat respirasi (Darmono, 2008).

G. Penurunan Logam Berat Timbal

Armanda (2009), proses pengikatan logam merupakan proses

keseimbangan pembentukan ion kompleks logam dengan sekuestran

(senyawa pengkelat). Sekuestran potensial yang banyak terdapat di alam

adalah belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi) dan asam jawa (Tamarindus

indica L.). Asam jawa mengandung 15% asam sitrat dan belimbing wuluh

mengandung asam organik dominan yaitu asam oksalat dan asam askorbat

dalam jumlah yang tinggi.

Asam sitrat disebut dengan chelating agent yang merupakan

pengikat logam untuk menurunkan kadar logam berat timbal. Asam sitrat

bersifat sekuestran sehingga ion sitrat dapat berikatan dengan ion logam

(Alpatih, 2010). Asam sitrat dapat menyebabkan logam kehilangan sifat

ionnya sehingga dapat mengurangi kadar logam Kadmium pada kerang

(Darmono, 2001). Asam sitrat merupakan asam organik yang larut dalam air

dengan citarasa yang sangat asam dan banyak digunakan dalam industri

10

pangan yang fungsinya dapat menginaktifkan beberapa enzim dan mengikat

elemen dalam larutan mikroelemen. Asam sitrat juga dapat membentuk

kompleks dalam logam (Meidianasari, 2010).

H. Kerangka Berpikir

Asam Jawa (Tamarindus indica L.) termasuk dalam family

polong-polongan (Caesalpiniceae) yang berasal dari Afrika Timur, termasuk

tumbuhan tropis yang merupakan tanaman berbuah sepanjang tahun. Di

Indonesia tanaman ini sebagian tumbuh liar seperti di hutan-hutan savana

(El-Siddig, etal., 2006).

Armanda (2009), proses pengikatan logam merupakan proses

keseimbangan pembentukan ion kompleks logam dengan sekuestran

(senyawa pengkelat). Sekuestran potensial yang banyak terdapat di alam

adalah belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi) dan asam jawa (Tamarindus

indica L.). Asam jawa mengandung 15% asam sitrat. Pada penelitian yang

dilakukan oleh Salamah (1997) perendaman dengan asam jawa dengan

konsentrasi 5% selama 30 menit dapat menurunkan kadar Pb pada ikan

Manyung sebesar 23,684%.

Berdasarkan penelitian pendahuluan Ulfah (2013) di Balai

Penelitian dan Konsultasi Industri Surabaya didapatkan hasil bahwa Ikan

Bader di Kali Surabaya tercemar timbal sebesar 1,68 mg/kg. Nilai tersebut

menunjukkan bahwa kadar logam berat timbal yang terdapat pada Ikan

Bader di Kali Surabaya telah melebihi ambang batas maksimum pencemaran

logam berat dalam pangan yang telah ditetapkan Badan Standar Nasional

Indonesia yaitu tidak boleh lebih dari 0,4 mg/kg.

Pencemaran logam timbal di Kali Surabaya daerah Rolak

menurut Dewi, dkk (2010), menyebabkan kualitas air sungai menurun

dimana perairan tersebut terpapar logam timbal sebesar 0,393 ppm.

Sementara ambang batas timbal berdasarkan PP No. 82 Tahun 2001 tentang

Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air untuk Mutu Air

Kelas III sebesar 0,03 ppm.

11

Asam Jawa sebagai agent pengkhelat logam karena mengandung 15 % asam sitrat

Perendaman dengan filtrat asam jawa sehingga lemak di daging Ikan Bader Putih akan menyebabkan Hidrogen pada larutan asam berkompetisi dengan ion logam menimbulkan kekuatan ion logam dalam protein semakin berkurang dan mudah lepas.

Peneliti menggunakan filtrat jeruk siam konsentrasi 10%, 20%, 30% deteksi waktu 30 detik dan 60 detik

Penurunan kadar logam berat timbal yang ada pada Ikan Bader Putih .

Subjek penelitian yang akan direndam filtrat asam jawa adalah Ikan Bader Putih di Kali Rolak Surabaya yang terbukti tercemar Pb sebesar 1,68 mg/kg.

Oleh karena itu dilakukan cara untuk menurunkan kadar logam

timbal yang ada pada daging Ikan Bader dengan menggunakan filtrat asam

jawa dengan konsentrasi 10%, 20% dan 30% serta lama perendaman 30

menit dan 60 menit karena dalam filtrat daging buah asam jawa matang

mengandung asam sitrat yang berguna sebagai pengikat logam. Hal ini

dikarenakan larutan asam dapat merusak ikatan kompleks logam protein

serta timbal merupakan logam yang dapat larut dalam lemak. Dalam

perendaman dengan konsentrasi dan lama perendaman yang berbeda dengan

larutan asam maka lemak akan membentuk emulsi halus yang larut dan di

dalam larutan asam sehingga dengan melarutnya lemak secara tidak

langsung akan menurunkan kandungan timbal pada daging Ikan Bader Putih

yang akhirnya aman dikonsumsi masyarakat.

12

I. Hipotesis

Berdasarkan latar belakang dan kajian pustaka dapat

dikemukakanhipotesis sebagai berikut :

1. Ada pengaruh berbagai konsentrasi filtrat asam jawa terhadap

penurunan kadar logam berat timbal pada Ikan Bader Putih.

2. Ada pengaruh lama perendaman filtrat asam jawa terhadap penurunan

kadar logam berat timbal pada Ikan Bader Putih.

3. Ada presentase penurunan kadar logam berat timbal pada Ikan Bader

Putih di Kali Surabaya dengan menggunakan berbagai konsentrasi dan

lama perendaman filtrat asam jawa.

13