Pemisahan Pigmen dalam Daun dan Penetapan Kandungan Klorofil PDF

Preview

Summary

Pemisahan Pigmen dalam Daun dan Penetapan Kandungan Klorofil LAPORAN PRAKTIKUM Oleh : Kelompok 1 1. Helti Anggiana Pratiwi (131510501064) 2. Rani Eka P (101510501121) 3. Luppy Ritma Sinthya (131510501072) 4. Wahyu Sulistyorini (131510501056) 5. Dini Fidyandini (131510501082) 6. Hendro Yuli Aziz (131...

Description

Pemisahan Pigmen dalam Daun dan Penetapan Kandungan Klorofil

LAPORAN PRAKTIKUM

Oleh : Kelompok 1 1. Helti Anggiana Pratiwi

(131510501064)

2. Rani Eka P

(101510501121)

3. Luppy Ritma Sinthya

(131510501072)

4. Wahyu Sulistyorini

(131510501056)

5. Dini Fidyandini

(131510501082)

6. Hendro Yuli Aziz

(131510501015)

7. M. Hisyam Nasrullah

(131510501061)

8. Suhendri

(131510501053)

9. Ahmad Khairus Aufar

(131510501077)

10. Novantara Sunu Pamungkas

(131510501094)

11. Fitria Wulandari

(131510501095)

12. Intan Dwi Ambarwati

(131510501124)

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2014

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Proses biokimia yang tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri lakukan

untuk memproduksi energi terpakai dengan memanfaatkan energi cahaya matahari. Daun merupakan organ terpenting pada tumbuhan yang berfungsi untuk melakukan proses fotosintesis. Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang dinamakan klorofil. Klorofil ialah katalisator yang membantu proses fotosintesis, yang sangat penting bagi seluruh jaringan tumbuhan yang berfotosintesis. Di dalam tumbuhan paling sedikit terdapat lima jenis klorofil, seluruh jenis klorofil mengandung satu inti porifin dengan satu atom Mg terikat di tengah. Perbedaan setiap jenis klorofil diakibatkan perbedaan dalam rantai alifatik yang terikat pada inti porifin. Selain klorofil di dalam daun juga terdapat pigmen yang lain seperti karotenoid dan antosianin, yang juga membantu penangkapan cahaya dalam fotosintesis. Untuk memisahkan pigmen yang ada dalam suatu tumbuhan dapat dilakukan dengan beberapa cara salah satunya dengan teknik kromatografi. Kromatografi merupakan suatu metode pemisahan berdasarkan perbedaan distribusi dari penyusunan cuplikan antar dua fasa, serta perbedaan mobilitas yang disebabkan adanya perbedaan absorpsi, partisi, ukuran molekul atau kerapatan muatan ion, kelarutan, tekanan uap. Prinsip dasar dari teknik kromatografi kertas ialah partisi multiplikatif suatu senyawa antara dua cairan yang saling tidak bercampur. Dengan melakukan pemisahan pigmen pada daun maka dapat mengetahui pigmen apa yang terdapat dalam daun beserta mengetahui perbedaan warna setiap pigmen pada daun. Penetapan kandungan klorofil dilakukan dengan metode spektrofotometri. Spektrofotometri ini merupakan metode penetapan jumlah klorofil dengan menggunakan alat spektrofotometer dengan panjang gelombang tertentu. Pentingnya mengetahui jumlah klorofil yang ada dalam suatu daun adalah untuk mengetahui umur daun, yang mana semakin tua daun kandungan klorofilnya akan

semakin tinggi. Selain itu, dengan mengatahuinya jumlah klorofil maka dapat membandingkan kecepatan fotosintesis antara daun yang berklorofil sedikit dengan daun yang berklorofil banyak.

1.2

Tujuan

1.

Melihat macam pigmen yang terdapat dalam daun serta mempelajari sifatsifatnya.

2.

Menghitung kandungan klorofil.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Kumari et al. (2012) menyatakan bahwa fotosintesis merupakan metabolisme utama tumbuhan untuk bertahan hidup. Fotosintesis adalah proses pengubahan energi cahaya dari matahari menjadi energi kimia untuk tanaman, mekanisme ini dilakukan oleh pigmen pada tumbuhan. Pigmen ini menyerap panjang gelombang tertentu dari cahaya untuk melangsungkan proses fotosintesis. Setiap tanaman mengandung pigmen yang berbeda-beda, beberapa pigmen tersebut meliputi klorofil (berwarna hijau), karotenoid (berwarna kuning, oren kemerahan), antosianin (merah sampai biru, tergantung pH), betalain (merah atau kuning). Klorofil yang digunakan untuk fotosintesis dibedakan menjadi dua. Ai dan Banyo (2011) menyatakan bahwa tanaman tingkat tinggi mempunyai 2 macam klorifil yaitu klorofil a yang berwana hijau tua (C55H72O5N4Mg) dan klorofil b yang berwarna hijau muda (C55H70O6N4Mg). Klorofil a dan klorofil b serta karotein ditemukan lebih banyak pada musim panas dibandingkan musim dingin (Kadam et al, 2014). Harborne (1987) menyatakan bahwa pemisahan dan pemurnian kandungan tumbuhan seperti lipid, steroid, karotenoid, kuonin sederhana, dan klorofil dapat menggunakan metode KLT (Kromatografi Lapis Tipis). Selain menggunakan metode KLT pemisahan dapat pula dilakukan dengan metode kromatografi. Day dan Underwood (1998) menyatakan jika suatu larutan petroleumeter dari klorofil disaring mealui suatu kolom penyerapan, kemudian pigmen-pigmen tersebut dipisahkan dari atas ke bawah sehingga menjadi berbagai daerah warna menurut rangkaian adsorpsi, yang mana pigmen yang diadsorpsi lebih kuat menggantikan yang lemah sehingga memaksanya turun ke bawah. Pemisahan selesai jika larutan pigmen itu suatu aliran pelarut murni dilewatkan melalui kolom. Seperti suatu spektrum sinar komponen campuran pigmen yang berbeda secara sistematis dapat dipisahkan secara kuantitatif. Pigmen pada daun dipengaruhi oleh beberapa faktor. Kestabilan warna dari antosianin dipengaruhi oleh suhu, makin meningkatnya suhu mengakibatkan

hilangnya glikosil pada antosianin akibat hidrolisis ikatan glikosidik. Seiring meningkatnya derajad pemanasan maka aglikon yang dihasilkan kurang stabil dan menyebabkan berkurangnya intensitas warna dari antosianin (Hardiyanti dkk, 2013). Kurniawan dkk (2010) menyatakan bahwa kandungan klorofil total diukur dengan menggunakan metode spektrofotometri dengan alat spektrofotometer pada panjang gelombang 646 nm, dan 663 nm. Setelah didapat nilai absorbansi maka kandungan klorofil dapat dihitung menggunakan rumus : Klorofil a

= 12,21 A663 + 2,81 A646 mg/l

Klorofil b

= 20,13 A646 + 5,03 A633 mg/l

Klorofil total = 17,3 A646 + 7,18 A663 mg/l (Harborne, 1987) Setelah penetapan kandungan klorofil dapat disimpulkan (Setiari dan Nurchayati, 2009) semakin tinggi kandungan klorofil maka dapat dikatakan semakin tua umur tanaman. Selain umur tanaman, umur daun, tahapan fisiologis, morfologi daun serta faktor genetik juga mempengaruhi jumlah klorofil. Sevik et al. (2012) menyatakan bahwa jenis tanaman dan posisi daun akan mempengaruhi jumlah klorofil yang ada dalam daun. Daun yang mendapatkan cahaya matahari secara langsung dan daun yang tidak mendapatkan cahaya langsung (ternaung) memiliki struktur internal dan eksternal yang berbeda, pada keadaan cahaya yang lebih luas jaringan daun akan memberikan kekuatan pada tanaman agar tumbuh subur dan jumlah klorofilnya sedikit tetapi jika daun berukuran besar maka jumlah klorofil terlalu banyak. Penurunan kadar klorofil dipengaruhi oleh beberapa faktor. Zhani et al. (2012) menyatakan bahwa penurunan kandungan klorofil yang disebabkan stress garam adalah fenomena yang umum terjadi, hal ini mengakibatkan rusaknya tatanan sintesis klorofil dan akan muncul gejala klorosis.

BAB 3. METODE PRAKTIKUM

3.1

Waktu dan Tempat Praktikum Pemisahan Pigmen dalam Daun dan Penetapan Kandungan

Klorofil dilaksanakan di Laboratorium Fisiologi Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Jember pada hari Kamis tanggal 25 September 2014.

3.2

Alat dan Bahan

3.2.1 Alat 1.

Mortir dan stamper

2.

Neraca Analitis

3.

Kuvet

4.

Corong Pemisah

5.

Gelas Ukur

6.

Labu Ukur

7.

Spektrofotometer

3.2.2 Bahan 1.

Daun tanaman

2.

CaCO3

3.

Aseton

4.

Aquadest

5.

Petroleum eter

3.3

Cara Kerja

3.3.1 Pemisahan Pigmen 1.

Menimbang 1 gram daun tanaman yang telah ditentukan

2.

Menumbuk/menghaluskan daun dengan mortar dan stamper serta diberi sedikit CaCO3

3.

Menambahkan 20 cc aseton. Menyaring larutan aseton yang berwarna hijau gelap dengan kertas filter untuk menghilangkan sisa-sisa saringan.

4.

Menyiapkan corong pemisah dan mengisi dengan 10-25 cc petroleum eter dan meletakkan berdiri

5.

Mengisikan 10-15 cc larutan aseton dalam corong pemisah dan mencampur secara perlahan-lahan. Menunggu hingga terjadi perubahan warna.

6.

Memisahkan kedua warna yang terbentuk ke dalam tabung yang berbeda.

3.3.2 Penentuan Kadar Klorofil 1.

Memotong daun segar menjadi potongan kecil-kecil dan memasukkan 0,5 gram jaringan segar tersebut ke dalam mortar.

2.

Menghancurkan menggunakan stamper sampai halus. Menambahkan aseton 80% secukupnya sehingga jaringan dapat menjadi homogen.

3.

Mengaduk-aduk jaringan itu, kemudian mendekantasikan supernatant (pindahkan ekstraknya), dengan menyaring terlebih dahulu menggunakan kertas saring ke dalam labu ukur 100 ml.

4.

Menambahkan aseton 80% ke dalam labu ukur sampai volume 50 ml.

5.

Mengambil 5 ml larutan tersebut ke dalam labu ukur 50 ml dan mengencerkan dengan aseton 80% sampai volume 50 ml.

6.

Mengukur absorban ekstrak jaringan daun pada � 663 dan 645 atau 652 nm.

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kel.

1.

2.

3.

4.

4.2

Hasil Pengamatan Daun

Pigmen Antosianin

Klorofil A

Klorofil B

Xantophyt

Karoten

-

+

+

-

-

-

+

+

-

-

+

-

+

-

-

+

-

+

-

-

Acalipa Hijau Acalipa Hijau Acalipa Merah Acalipa Merah

Pembahasan Dari data yang diperoleh pada daun Acapila hijau mempunyai pigmen

klorofil a dan klorofil b. Sementara daun Acapila merah selain memiliki pigmen klorofil b juga memiliki pigmen antosianin. Perbedaan kandungan pigmen ini disebabkan warna pada daun yang berbeda. Acalipa merah memiliki pigmen yang lebih kompleks daripada Acapila hijau, hal ini disebabkan warna daun pada Acalipa merah yang lebih beragam. Keberagaman warna pada Acalipa merah ini menunjukkan Acapila merah lebih memiliki daya tangkap cahaya lebih baik dan memiliki perlindungan yang lebih baik terhadap kondisi lingkungan jika dibandingkan dengan Acapila hijau. Kisman dkk (2007) menyatakan bahwa selain berfungsi sebagai pembantu dalam proses fotosintesis, pigmen antosianin pada Acapila merah juga memiliki fungsi untuk mempertahankan dan melindungi tanaman terhadap kondisi lingkungan yang kurang baik seperti cekaman dingin, kekeringan, dan intensitas cahaya yang rendah. Pada daun Acapila hijau cenderung berwarna hijau tua, yang mengandung klorofil a dan klorofil b. Klorofil a dan klorofil b merupakan komponen kompleks

antena periperal kloroplas, yang memiliki respon terhadap kondisi cahaya yang diterima sebagai bentuk dan mekanisasi adaptasi tanaman. Klorofil a dan b pada daun Acapila hijau berperan dalam proses fotosintesis. Klorofil b berfungsi sebagai antena yang mengumpulkan cahaya untuk yang akan ditransfer ke pusat reaksi, yang mana pusat reaksi adalah klorofil a untuk digunakan pada proses fotosintesis. Pada tanaman tingkat tinggi pigmen atau zat warna pada umumnya terdapat di dalam sel-sel jaringan meristem yang dalam perkembangannya akan membentuk kloroplas ataupun kromoplas. Pigmen pada tumbuhan meliputi klorofil, antosianin, dan karotenoid, karotenoid sendiri masih dibedakan menjadi dua yakni karoten dan xantofil. Klorofil merupakan zat warna utama pada tumbuhan. Klorofil memiliki sifat tidak larut dalam air tetapi larut dalam etanol, methanol, eter, aseton, bensol dan kloroform. Selain itu klorofil bersifat fluorescence, fluorescense yakni apabila mendapatkan penyinaran dengan spektrum cahaya tertentu maka cahaya yang diteruskannya adalah cahaya pada spektrum yang berlainan. Sebuah warna dihasilkan karena kemampuan ikatan kimia suatu pigmen untuk menyeleksi gelombang cahaya yang diserap dan dipantulkan. Pada klorofil a berwarna hijau kebiruan namun cahaya yang diserap adalah biru, violet dan merah sedangkan pada klorofil b berwarna hijau cerah/kekuningan sebenarnya cahaya yang diserap adalah biru dan oranye. Antosianin merupakan suatu glikosida bersifat larut dalam air, dihasilkan melalui lintasan flavonoid di dalam sitoplasma. Antosianin berfungsi memikat serangga untuk penyerbukan, penyebaran biji, anti oksidan dan melindungi dari kondisi yang tidak menguntungkan. Antosianin akan berwarna merah jika berada di lingkungan asam, berwarna biru di lingkungan basa dan jika berada di lingkungan netral akan berwarna ungu. Pigmen karotenoid terdiri atas dua golongan, yakni karoten dan xantofil. Karoten merupakan suatu persenyawaan hidrokarbon yang mempunyai rumus kimia C40H56, umumnya karoten menyebabkan warna jingga pada tanaman serta mempunyai peranan sebagai provitamin A. Xantofil umumnya berwarna kuning

dengan rumus kimia C40H56(OH)2. Pada pematangan buah jumlah xantofil akan menurun sebaliknya karoten akan meningkat. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan klorofil pada tanaman, diantaranya faktor pembawa, cahaya, oksigen, karbohidrat, air, temperatur, dan juga unsur-unsur Mn, Cu, dan Zn. Pigmen dibawa oleh gen tertentu di dalam kromosom, jika gen ini tidak terdapat pada tumbuhan maka tumbuhan akan mengalami albino. Cahaya mempengaruhi pembentukan klorofil, jika cahaya yang diterima terlalu banyak ataupun terlalu sedikit akan berpengaruh buruk pada klorofil. Kecambah yang ditumbuhkan pada kondisi gelap kemudian ditempatkan pada kondisi terang tidak akan membentuk klorofil jika oksigen tidak tersedia. Pada tumbuhan yang beretiolasi karbohidrat sangat membantu proses pembentukan klorofil, daun tidak akan menghasilkan klorofil jika tidak adanya karbohidrat meskipun faktor yang lain tercukupi. Air merupakan faktor yang penting, kekurangan air akan mengakibatkan desintegrasi dari klorofil. Suhu yang optimal sekitar 26-30°C merupakan kondisi yang baik pada pembentukan klorofil. Unsur-unsur hara seperti Mn, Cu, dan Zn hanya dalam jumlah yang sedikit, namun sangat membantu pada pembentukan klorofil. Jika unsur-unsur tersebut tidak tersedia maka daun akan mengalami klorosis. Pigmen dipengaruhi oleh beberapa aspek diantaranya struktur atau rumus kimia, gugus pengikat, cahaya yang diserap dan absorbansi maksimum. Hal ini ditunjukkan pada tabel 1. Dengan perbedaan rumus kimia, gugus pengikat, cahaya yang diserap dan absorbansi maksimum maka pigmen yang dihasilkan juga akan berbeda pula. Tabel 1. Perbandingan pigmen klorofil a dan klorofil b

Sumber : Ai dan Banyo, 2011

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan

1.

Tanaman Acalipa hijau mengandung klorofil a dan klorofil b sedangkan pada Acapila merah mengandung klorofil b dan antioksidan.

2.

Pigmen yang ada pada tumbuhan meliputi klorofil, antosianin, karotenoid (terdiri dari karoten dan xantofil).

3.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan klorofil faktor pembawa, cahaya, oksigen, karbohidrat, air, temperatur, dan juga unsur-unsur Mn, Cu, dan Zn. Sedangkan faktor yang mempengaruhi pigmen adalah struktur atau rumus kimia, gugus pengikat, cahaya yang diserap dan absorbansi maksimum.

5.2

Saran Sebaiknya pengamatan dilakukan tidak hanya pada daun Acapila merah dan

hijau saja, melainkan juga pada daun-daun tanaman lain yang memiliki warna yang berbeda guna mengetahui berbagai pigmen pada tumbuhan.

DAFTAR PUSTAKA

Ai, N. S. dan Y. Banyo. 2011. Konsentrasi Klorofil Daun Sebagai Indikator Kekurangan Air pada Tanaman. Ilmiah Sains, 11(2) : 166-173. Day, R. A. and A. L. Underwood. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Terjemahan oleh Sopyan, I. 2002. Jakarta : Erlangga. Harborne, J. B. 1973. Metode Fitokimia. Terjemahan oleh Padmawinata, K. dan S. Niksolihin. 1987. Bandung : ITB. Hardiyanti, Y., D. Darwis, dan A. Santoni. 2013. Ekstraksi dan Uji ANtioksidan Senyawa Antosianin dari Daun Miana (Coleus scutellarioides L (Benth).) serta Aplikasi pada Minuman. Kimia Unand, 2(2) : 44-50. Kadam, V. B., S. B. Salve, M. D. Sonawane, and P. P. Ahire. 2014. Estimation of Chlorophyll Content of Some Medicinal Plants of Genus Terminalia of Marathwada region in Maharashtra. Current Trends in Pharmacentical Research, 2(5) : 634-637. Kisman, N. Khumaida, Trikoesoemaningtyas, Sobir, dan D. Sopandie. 2011. Karakter Morfo-Fisiologi Daun, Penciri Adaptasi Kedelai terhadap Intensitas Cahaya Rendah. Bul. Agron., 35(2) : 96-102. Kumari, S. P. K., Y. S. Vani, V. Sridevi, and M. V. V. C. Lakshmi. 2012. Separation and Observation of Plant Pigments in Fertilizer Effected Medicinal Plants Using Paper Chromatography. Engineering Science and Advanced Technology, 2(2) : 317-326. Kurniawan, M., M. Izzati, dan Y. Nurchayati. 2010. Kandungan Klorofil, Karotenoid, dan Vitamin C pada Beberapa Spesies Tumbuhan Akuatik. Buletin Anatomi dan Fisiologi, 18(1) : 28-40. Setiari, N. dan Y. Nurchayati. 2009. Eksplorasi Kandungan Klorofil pada Beberapa Sayuran Hijau sebagai Alternatif Bahan Dasar Food Supplement. Bioma, 11(1) : 6-10. Sevik, H., D. Guney, H. Karakas, and G. Aktar. 2012. Change to Amount of Chlorophyll on Leaves Depend on Insolation in Some Landscape Plants. Environmental Sciences, 3(3) : 1057-1064. Zhani, K., B. F. Mariem, M. Fardaous and H. Cherif. 2012. Impact of Salt Stress (NaCl) on Growth, Chlorophyll Content and fluorescence of Tunisian Cultivars of Chili Pepper (Capsicum frutescens L.). Stress Physiology and Biochemistry, 8(4) : 236-252....