BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Cahaya sangat besar artinya bagi tumbuhan, terutama karena perannya dalam kegiatan fisiologis seperti fotosintesis, respirasi, pertumbuhan serta pembuangaan, pembukaan dan penutupan stomata, perkecambahan dan pertumbuhan tanaman. Penyinaran matahari mempengaruhi pertumbuhan, reproduksi dan hasil tanaman melalui prose fotosintesis. Suatu kegiatan praktikum telah dilakukan yang berjudul fotografi cahaya terhadap tanaman yang bertujuan untuk mengetahui reaksi pigmen warna pada tanaman terhadap intensitas penyinaran matahari. Metode penelitian pada kegiatan praktikum yakni dengan emberikan perlakuan berupa penutupan bagian daun dengan menggunakan kertas karton hitam. Tujuan penggunaan kertas karton hitam yakni untuk memantulkan sinar UV dan gelombang spectrum cahaya yang dibawa oleh radiasi matahari. Hasil dai kegiatan praktikum ini yakni adanaya perbedaan warna pada bagian daun yang tertutupi. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh cahaya terhadap pigmean warna pada tanaman.
1.2. Rumusan Masalah
1. Apa pengertian fotosintesis ?
2. Jelaskan jenis-Jenis Pigmen pada Tanaman !
3. Jelaskan tentang Antosianin !
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis
adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi pada
tumbuhan dengan bantuan cahaya matahari. Cahaya merupakan sebentuk energi yang
dikenal sebagai energi elektromagnetik. Ketika cahaya bertemu materi, cahaya
mungkin dipantulkan, diteruskan, atau diserap. Zat yang menyerap cahaya tampak
dikenal sebagai pigmen. Ketika klorofil dan pigmen-pigmen lain menyerap cahaya,
warna-warna yang bersesuaian dengan panjang gelombang yang diserap lenyap dari
spektrum yang terdiri dari cahaya yang diteruskan dan dipantulkan, namun energi
tidak dapat hilang (Pertamawati, 2010).
Cahaya sangat besar artinya bagi
tumbuhan, terutama karena perannya dalam kegiatan fisiologis seperti
fotosintesis, respirasi, pertumbuhan
serta pembuangaan, pembukaan dan penutupan stomata, perkecambahan dan
pertumbuhan tanaman. Penyinaran matahari mempengaruhi pertumbuhan, reproduksi
dan hasil tanaman melalui prose fotosintesis (Nurshanti, 2011).
Lambers
(2008) memaparkan bahwa tingkat ke ekstriman suatu lingkungan sangat
berpengaruh terhadap tanaman utamanya fotosintesis. Pada kondisi ekstrim
panas(tinggi), Padasuhumaksimum, padasuhu 45oChingga 55oC selamadua jam,
tanamanakanmati.
Tanaman yang kadar karbohidratnya tinggi
lebih tahan terhadap suhu ekstrim tinggi, Suhu rendah pada kebanyakan tanaman
mengakibatkan rusaknya batang, daun muda, tunas, bunga dan buah. Besarnya
kerusakan organ atau jaringan tanaman, akibat suhu rendah tergantung pada,
keadaan air, keadaan unsure hara, morfologi dan kodisi fisiologi tanaman.
Tanaman yang jaringannya kaya unsure kalium biasa lebih tahan terhadap suhu
rendah, tetapi jaringan yang banyak mengandung nitrogen pada umumnya lebih
rapuh.
Fotosintesis
dipengaruhi oleh cahaya matahari, tahap pertumbuhan tanaman, pigmen penyerapan
cahaya, suhu, ketersediaan CO2dan H2O. Fotosintesis juga berpengaruh pada
pertumbuhan tanaman. Fotosintesis merupakan proses perubahan bahan organik
tertentu menjadi bahan organic (makanan). Untuk melakukan ini, tumbuhan
membutuhkan energi cahaya (Arisworo, 2006).
Cahaya
matahari merupakan sumber energi dalam proses fotosintesis, sehingga dapat
berpengaruh terhadap pertumbuhan vegetative dan generative (Cahyono, 2002).
Faktor
cahaya matahari sangat berpengaruh terhadap pembentukan organ vegetativ
tanaman, seperti batang, dan daun, serta organ generative seperti bunga dan
umbi. Menurut Sri Setya Harjadi 1979 (dalam Samadi, 2007), laju fotosintesis
(asimilasi) berbanding lurus dengan intensitas cahaya matahari sampai dengan
kira-kira 1.200 food candle. Maka semakin besar intensitas cahaya matahari yang
dapat diteima tanaman, semakin cepat pula proses pembentukan umbi dan waktu
pembungaan. Tetapi tidak semua panjang gelombang diserap oleh tumbuhan, hanya
panjang gelombang tertentu tanaman menyerap cahaya matahari.
Pengaruh
intensitas cahaya terhadap pertumbuhan generatif berhubungan dengan tingkat
fotosintesis yaitu sumber energi bagi proses pembungaan yang juga melalui
mekanisme hormon tanaman (Astuti dan Sri, 2010).
Kekurangan
cahaya matahari akan menyebabkan proses fotosintesis terganggu, sehingga proses
pembentukan organ vegetatif dan generatif pun terganggu. Akibatnya, tanaman
menunjukkan gejala etiolasi, yaitu tanaman tumbuh memanjang, kurus, lemah, dan
pucat (Cahyono, 2002).
Fotosintesis
dipengaruhi oleh pengaruh intensitas cahaya, konsentrasi karbondioksida, suhu,
kadar air, kadar hasil fotosintesis. Jika intensitas cahaya terlalu tinggi,
akan dapat merusak klorofil (Wijaya, 2008). Tidak semua cahaya matahari diserap
oleh tumbuhan, pada panjang gelombang tertentu cahaya matahari diserap oleh
pigemen yag berada di daun. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450
nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer)
(Pertamawati, 2010).
2.2 Jenis-Jenis
Pigmen pada Tanaman
Klorofil
merupakan komponen penting pada tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Terdapat
beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan klorofil.
1)
Faktor
bawaan, sama halnya dengan pigmen-pigmen lainnya, klorofil dibawa oleh gen
induknya, bila pada indukan tidak terdapat klorofil maka pada anakan akan
mengalami hal yang sama.
2)
Cahaya,
dengan kondisi yang kurang cahaya atau gelap warna daunnya akan pucat, jika
kelebihan cahaya maka akan berwarna hijau kekuning-kuningan.
3)
Oksigen,
pada kecambah yang ditumbuhan tanpa cahaya lalu dipindahkan ke tempat dengan
cahaya tidak bisa menghasilkan klorofil tanpa pemberian Oksigen terlebih
dahulu.
4)
Karbohidrat,
karbohidrat dapat membantu pembentukan klorofil bila sebelumnya tanaman
ditumbuhkan tanpa adanya cahaya.
5)
Nitrogen
dan Magnesium, keduanya merupakan pehan penyusun dari klorofil.
6)
Unsur Mn,
Cu, Zn, maskipun kebutuhan tanaman akan unsur ini sedikit tetapi dengan
unsur-unsur ini dapat membantu pembentukan klorofil, jika kekuranganunsur-unsur
ini tanaman akan mengalami klorosis.
7)
Air, air
meruakan faktor penting, bila kekurangan air maka mengakibatkan desintegrasi
dari klorofil.
8)
Tempratur,
tempratur yang ideal untuk pembentukan klorofil antara 3o-48oC (Dwidjoseputro,
1990).
Unsur
Magnesium dalam tanaman tidak dapat dikesampingkan, magnesium merupakan unsur
penyusun klorofil, sehingga defisiensi magnesium akan mengalami laju
fotosintesis tanaman yang berdampak pada rendahnya produksi fotosintat.
Rendahnya produksi fotosintat akan mempengaruhi penambahan bobot tanaman yang
dicerminkan leh rendahnya LTR (Nasamsir, 2008).
Klorofil
sendiri merupakan pembawa warna hijau daun yeng terdapat di kloroplas dan
berfungsi penting bagi fotosintesis. Perubahan kandungan klorofil, karotenoid
dan antosianin berperan aktif dalam perkembangan benih, ini menunjukkan pigmen
yang ada akan berpengaruh besar pada hasil dan mutu benih, pada masa
perkecambahan benih pigmen-pigmen tersebut juga berperan, adapun perbedaan yang
terjadi antara klorofil, antosianin dan karotenoid akan menyebabkan perbedaan
pula pada masa perkecambahan (Baharudin, 2011).
Karoten
terbagi manjadi beberapa warna, kuning (Xanthophyll), orange (Violaxauxhin),
merah (Lycopene). Karoten pada buah-bauahan merupakan erubahan warna ketika
buah masak. Klorofil sebagai warna hijau mulai hilang aau terdegradasi dan
karotenoid tumbuh semakin banyak hingga mendominasi sehingga warna berubah
menjadi kuning, orange dan merah. Pada jeruk manis merah darah, warna merah
tidak hanya berasal dari likopen tetapi juga berasal dari antosianin (Pracaya,
2000).
Karotenoid
merupakan sumber provitamin A, kandungan provit-A dalam buah dalam kondisi
padat ataupun cair dapat cepat dikonversikan menjadi vitamin A. Karotenoid
dibagi menjadi dua fraksi, fraksi padat dan cair, jumlah fraksi cair lebih
banyak daripada fraksi padat. Perbedaan ini dapat dilihat dari warna fraksi
cair yang lebih merah daripada fraksi padatnya. Komposisi asam lemak penyusun
pada fraksi cair dan padat mempengaruhi kandungan karotenoid, pada fraksi cair
lebih banyak mengandung lemak tak jenuh sedangkan fraksi padat lebih banyak
mengandung lemak jenuh (Syahputra, 2008).
Karotenoid
dan antosianin dapat berfungsi sebagai antioksidan dari patogen, agens
fotoprotektif, dan fotooksidasi yang berguna melindungi benih dari radiasi.
Menurut Serghein (2008) kandungan antosianin dan konsentrasi flavonoid dapat
membantu tanaman terlindung dari paparan radiasi tidak baik dari sinar
matahari, ini dibuktikan dari peningkatan kandungan antosianin dan konsentrasi
flavonoid yang meningkat pada kacang polong yang disinari UV secara penuh.
Flavonoid dapat menyerap gelombang cahaya dengan panjang 220-30 mm.
Berbeda dengan antosianin, jumlah dari
klorofil dan karotenoid menurun akibat paparan dari UV. Produksi flavonoid
memerlukan gula sebagai sumber
fosfoenolpirufat dan eritrosa-4-fosfat yang menyedaiakan beberapa atom karbon
yang diperlukan flavonoid untuk cincin-B (Salisbury, 1992).
Antosianin
terdapat di dalam air sel vakuola, biasanya terlarut. Antosianin bersifat glikosida. Antosianin
berwarna merah pada pH asam, berwarna biru pada pH basa, dan berwarna ungu pada
pH netral (Dwidjoseputro, 1990).
2.3
Antosianin
Antosianin merupakan salah satu
bagian penting dalam kelompok pigmen setelah klorofil. Antosianin larut dalam
air, menghasilkan warna dari merah sampai biru dan tersebar luas dalam buah,
bunga, dan daun. Antosianin umumnya ditemukan pada buah-buahan, sayuran, dan
bunga, contohnya pada kol merah, anggur, strawberry, cherry, dan sebagainya (Jackman & Smith 1996).
Secara kimia, antosianin merupakan
hasil glikosilasi polihidroksi dan atau turunan polimetoksi dari garam
2-benzopirilium atau dikenal dengan struktur flavilium. Akibat kekurangan
elektron, maka inti flavilium menjadi sangat reaktif dan hanya stabil pada
keadaan asam (Harbore 1967).
Terdapat delapan belas bentuk
antosianin, namun hanya enam yang memegang peranan penting dalam bahan pangan,
yaitu sianidin, malvidin, petunidin, pelargonidin, delfinidin, dan peonidin.
Struktur antosianin merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi stabilitas
warna antosianin. Jumlah gugus hidroksi atau metoksi pada struktur antosianidin
akan mempengaruhi warna antosianin jumlah gugus hidroksi yang dominan
menyebabkan warna cenderung biru dan relatif tidak stabil. Sedangkan jumlah gugus
metoksi yang dominan akan meyebabkan warna merah dan relatif stabil (Jackman & Smith 1996). Menurut Markakis
(1982), molekul antosianin disusun dari sebuah aglikon (antosianidin) yang
teresterifikasi dengan satu atau lebih gula (glikon). Terdapat 5 jenis gula
yang biasa ditemui pada molekul antosianin, yaitu glukosa, rhamnosa, galaktosa,
xilosa, fruktosa, dan arabinosa. Dalam tanaman, antosianin biasanya berda dalam
bentuk glikosida yaitu ester dengan satu molekul monosakarida disebut
monoglukosida, biosida atau diglukosida jika memiliki dua molekul gula, dan
triosa jika memiliki tiga molekul gula (Delgado &Vargas 2000).
Sifat dan warna antosianin di dalam
jaringan tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jumlah pigmen,
letak dan jumlah gugus hidroksi dan metoksi, dan sebagainya (Markakis 1982).
Konsentrasi pigmen yang tinggi dalam jaringan akan menyebabkan warna merah
hingga gelap, konsentrasi sedang akan mengakibatkan warna ungu, dan konsentrasi
rendah akan menyebabkan warna biru (Winarno 1992).
Ada beberapa hal yang mempengaruhi
kestabilan antosianin, antara lain secara enzimatis dan non enzimatis. Secara
enzimatis, kehadiran enzim antosianase atau polifenol oksidase mempengaruhi
kestabilan antosianin karena bersifat merusak antosianin. Faktor-faktor yang
mempengaruhi lestabilan antosianin secara non enzimatis antara lain pengaruh
pH, cahaya, dan suhu (Elbe & Schwartz 1996).
Degradasi warna antosianin oleh
enzim antosianase ditunjukkan oleh Huang (1995). Enzim yang diisolasi dari
Aspergillus niger menyebabkan degradasi warna pada pigmen antosianin dari
blackberry, cyanidin-3-monoglukosida. Enzim antosianase mengkatalisa hidrolisis
dari antosianin menjadi aglikon dan pecahan gula. Reaksi yang terjadi adalah
cyanidin-3-monoglukosida dipecah oleh antosianase menjadi cyanidin dan glukosa.
Siegel (1971) mengemukakan bahwa
kestabilan antosianin berefek terhadap ketahanan warna merah pada tart chery.
Untuk mempertahankan kestabilan warna, sebelum mengalami proses lebih lanjut,
buah chery dibekukan terlebih dahulu dan ketika dibutuhkan, chery mengalami
pemanasan terlebih dahulu untuk merusak enzim antosianase.
Faktor pH mempengaruhi kestabilan
warna antosianin. Menurut Markakis (1982), antosianin lebih stabil dalam
larutan asam dibanding dalam larutan alkali atau netral. Pada larutan asam,
antosianin bersifat stabil, pada larutan asam kuat antosianin sangat stabil.
Dalam suasana asam, antosianin berwarna merah-oranye sedangkan dalam suasana
basa antosianin berwarna biru-ungu atau kadang-kadang kuning (Eskin 1979). Perubahan warna tersebut
terjadi karena perubahan struktur molekul antosianin akibat pengaruh pH.
Daravingas dan Cain (1986)
mengemukakan bahwa penurunan pH secara nyata akan memperlambat laju kerusakan
antosianin yang berasal dari raspberry. Sisrunk dan Cash (1986) berusaha
meningkatkan kestabilan antosianin dari sari buah arbei dengan metode penurunan
pH, selanjutnya ia mengatakan bahwa metode penurunan pH merupakan metode
terbaik untuk mempertahankan stabilitas warna antosianin.
Cahaya mempunyai dua pengaruh yang
saling berlawanan terhadap antosianin, yaitu berperan dalam pembentukan
antosianin dalam proses biosintesisnya tetapi juga mempercepat laju degradasi
warna antosianin. Van Burent (1968) melaporkan bahwa asilasi, metilasi bentuk diglikosida
menjadikan antosianin lebih stabil terhadap cahaya, sedangkan diglikosida yang
tidak terasilasi lebih tidak stabil demikian juga dengan monoglikosida.
Palamidis dan Markakis (1975) mendapatkan bahwa cahaya dapat mempengaruhi
antosianin dalam minuman berkarbonat. Tinsley et al (1960) menyatakan bahwa
suhu mempunyai pengaruh nyata terhadap destruksi antosianin dan laju destruksi
antosianin merupakan reaksi ordo satu. Meschter (1953) melakukan pemanasan pada
sari buah arbei pada suhu 100°C selama 1 jam menyebabkan destruksi antosianin
hingga 50%, hal ini berarti waktu paruh antosianin pada suhu 100°C adalah 1
jam.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pengaruh intensitas cahaya matahari sangat penting dalam proses fotosintesis dan pembentukan zat warna pada suatu tanaman. Dalam hal ini intensitas cahaya dapat mempengaruhi jumlah oksigen yang dihasilkan pada reaksi fotosintesis dimana dengan meningkatnya intensitas cahaya berarti laju fotosintesis juga meningkat, tetapi jika melebihi kadar tertentu dapat menghambat kegiatan fotosintesis karena stomata akan tertutup sehingga intensitas cahaya dapat menjadi faktor pembatas.
Adanya perubahan warna yang tampak pada daun menunjukkan adanya gangguan dalam metabolisme pada daun tersebut akibat fotografi cahaya matahari yang dibatasi oleh kerta skarton yang menutupi daun, hal ini tentunya berpengaruh terhadap jalannya fotosintesis.
Antosianin merupakan salah satu bagian penting dalam kelompok pigmen setelah klorofil. Antosianin larut dalam air, menghasilkan warna dari merah sampai biru dan tersebar luas dalam buah, bunga, dan daun. Antosianin umumnya ditemukan pada buah-buahan, sayuran, dan bunga, contohnya pada kol merah, anggur, strawberry, cherry, dan sebagainya (Jackman & Smith 1996).
Secara kimia, antosianin merupakan hasil glikosilasi polihidroksi dan atau turunan polimetoksi dari garam 2-benzopirilium atau dikenal dengan struktur flavilium. Akibat kekurangan elektron, maka inti flavilium menjadi sangat reaktif dan hanya stabil pada keadaan asam (Harbore 1967).
3.2 Saran
Dengan mempelajari pengaruh cahaya terhadap pembentukan antosianin diharapkan mahasiswa dapat mengenal lebih banyak mengenai proses pembentukan antosianin .
DAFTAR PUSTAKA
Arisworo. 2006. Pigmen .http://monroetiboti.blogspot.com/2011/10/ pigm en.html. Diakses tanggal 10 Oktober 2014. Makassar.
Astuti dan Sri. 2010.Desain Closed Photobioreaktor Chlorella VulgarisSebagai Mitigasi Emisi CO2. Jurnal sains dan seni its vol. 1.
Baharudin.2011.Dasar-dasar Fisiologi Tanaman. PT Suryani Utama. Semarang.
Cahyono. 2002.Dasar dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga.
Dwidjoseputro. 1990.Fisiologi Lingkungan Tanaman, Gadjah Mada University Press, Jogja.
http://gitaarifiyanti.blogspot.co.id/2011/11/antosianin.html
Lambers. 2008. Dasar dasar Agronomi. Jakarta utara: RajaGrafindo Persada.
Nurshanti. 2011.Jurnal Ilmiah Sains Evolusi Fotosintesis Pada Tumbuhan, Universitas Sam Ratulangi, Manado. Vol 12.
Pracaya. 2000.Pengaruh Intensitas Cahaya Dan Kandungan Mineral Pada Berbagai Media Tumbuh Terhadap Laju Fotosintesis Tanaman Hias Hidrofit Elodea (Elodea Canadensis). IPB Bogor.
Pertamawati. 2010. Ekologi Tanaman. Jakarta: Rajawali press.
Syahputra. 2008. Fisiologi TumbuhanBandung: ITB Bandung.
