11:23 PM Makalah Pigmen Daun

Pigmen-pigmen ini menyerap cahaya yang berasal dari matahari dengan mudah, tetapi hanya memantulkan warna hijau. Selain memberi warna hijau pada daun, hal ini juga menyebabkan terpenuhinya kelangsungan sebuah proses yang sangat menentukan, yang dikenal dengan nama fotosintesis (Permatasari, 2014).

Warna-warna yang umum dalam dunia tanaman adalah hijau atau nuansa warna hijau. Klorofil (zat hijau daun) adalah bahan utama yang menghasilkan warna hijau. Klorofil merupakan suatu sebuah pigmen yang terkandung dalam kloroplas yang tersebar dalam sitoplasma (cytoplasm) sel-sel tanaman. Pigmen-pigmen ini menyerap cahaya yang berasal dari matahari dengan mudah, tetapi hanya memantulkan warna hijau. Selain memberi warna hijau pada daun, hal ini juga menyebabkan terpenuhinya kelangsungan sebuah proses yang sangat menentukan, yang dikenal dengan nama fotosintesis (Permatasari, 2014).

Tumbuhan tingkat tinggi mengandung dua macam klorofil yaitu klorofil a dan klorofil b.  Klorofil a dan klorofil b paling kuat menyerap cahaya bagian merah dan ungu spektrum sedangkan cahaya hijau yang paling sedikit diserap, maka apabila cahaya putih menyinari struktur-struktur yang mengandung klorofil seperti daun, maka sinar hijau akan dikirimkan dan dipantulkan sehingga strukturnya tampak berwarna hijau.  Karoten termasuk ke dalam kromoplas yaitu plastida yang berwarna dan mengandung pigmen selain klorofil (Khopkar, 1990).

Dalam fotosintesis, tanaman memanfaatkan sinar matahari yang terdiri dari kombinasi berbagai warna. Salah satu sifat warna-warna dalam sinar matahari yang terpenting adalah bahwa tingkat energi mereka berbeda satu sama lain. Ragam warna ini dinamakan spektrum yang diperoleh dari  pembiasan warna dalam sebuah prisma misalnya, mempunyai warna merah dan kuning di ujung yang satu, dan biru dan ungu pada ujung lainnya. Warna dengan tingkat energi paling tinggi adalah warna pada ujung biru spektrum tersebut (Permatasari, 2014).

Pada tumbuhan didapatkan bermacam-macam pigmen yang berperan menyerap energi cahaya. Pigmen fotosintetis terdapat dalam kloroplas yang terdiri dari klorofil a, b, santofil, karotenoid, bakterioklorofil pada bakteri. Pigmen ini menyerap warna atau gelombang cahaya yang berbeda-beda. Masing-masing menyerap maksimum pada gelombang cahaya tertentu. Pigmen umumnya mempunyai penyerapan maksimum pada gelombang cahaya pendek dan juga panjang. Untuk memaksimalkan penyerapan energi cahaya, maka pada kloroplas terdapat kelompok pemanen cahaya yang disebut dengan antena yang terdiri dari bermacam-macam pigmen, pigmen yang paling banyak pada kloroplas adalah klorofil. Klorofil merupakan pigmen yang berwarna hijau yang terdapat pada kloroplas. Pigmen ini berguna untuk melangsungkan fotosintesis pada tumbuhan. Fungsi utama sejumlah pigmen karotenoid tertentu ialah melindungi tumbuhan terhadap solarisasi dengan  cara menyerap kelebihan energi cahaya dan kemudian dilepas sebagai bahan (Salisbury, 1995).

Klorofil adalah kelompok pigmen fotosintesis yang terdapat dalam tumbuhan, menyerap cahaya merah, biru dan ungu serta merefleksikan cahaya hijau yang menyebabkan tumbuhan memperoleh ciri warnanya. Semua jenis plastida termasuk klorofil berasal dari protoplastida, yakni suatu organel tidak berwarna yang dijumpai pada sel tumbuhan yang tumbuh di tempat gelap dan terang. Kandungan klorofil pada daun merah kecoklatan ada tetapi berjumlah sedikit. Klorofil pada daun mangga yang masih muda masih berupa protoklorofil dan daun menjadi berwarna hijau setelah transformasi protoklorofil. Warna daun merah kecoklatan pada pucuk menunjukkan karotenoid merupakan pigmen dominan pada tingkat perkembangan tersebut (Sumedan, 2011).

Karotenoid biasanya memberikan warna merah, coklat, orange dan kuning. Perubahan warna daun dari merah kecoklatan menjadi hijau kekuningan menunjukkan adanya perubahan kandungan pigmen pada daun. Kloroplas berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Pigmen-pigmen pada membran tilakoid akan menyerap cahaya matahari atau sumber cahaya lainnya dan mengubah energi cahaya tersebut menjadi energi kimia dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) (Sumedan, 2011).

Fotosintesis terjadi pada semua bagian berwarna hijau pada tumbuhan karena memiliki kloroplas, tetapi tempat utama berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Pigmen warna hijau yang terdapat pada kloroplas disebut dengan klorofil dan dari zat inilah warna daun berasal. Klorofil menyerap energi cahaya yang menggerakkan sintesis molekul makanan dalam kloroplas untuk menghasilkan energi (Campbell dkk., 2002).

Terlalu banyak sinar akan berpengaruh terhadap klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan pada sinar kuat akan berkurang hijaunya dan daun yang terkena sinar matahari langsung pada umumnya berwarna hijau kekuningan. Salah satu cara untuk menentukan kadar klorofil daun dengan metoda atau alat spektofotometer. Spektofotometer temasuk dalam analisa kuantitatif yang didasarkan pada sifat warna larutan yang terjadi atau merupakan salah satu pembagian kalorimetri. Metoda ini dapat digunakan apabila sampel  yang diukur harus berwarna, kestabilan warna cukup lama, intensitas warna terjadi cukup tajam, warna larutan harus bebas dari gangguan. Warna larutan yang terjadi berbanding lurus dengan kosentrasi larutan (Khopkar, 1990).

Kloroplas dijumpai terutama pada bagian daun yang disebut mesofil, yang sering disebut pula daging daun. Kloroplas juga dijumpai di bagian-bagian lain, bahkan juga pada batang dan ranting yang berwarna hijau. Hal ini disebabkan karena dalam kloroplas terdapat pigmen yang berwarna hijau disebut klorofil. Pigmen ini dapat menyerap energi cahaya. Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan perubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedangkan pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintesis berlangsung di stroma. Disamping klorofil a (pigmen berwarna hijau) dikenal pula klorofil b yang mempunyai struktur mirip klorofil a, yaitu pigmen yang  berwarna kuning sampai jingga yang disebut karoten (Permatasari, 2014).

Pigmen pada membran tilakoid sebagian besar terdiri dari dua jenis klorofil hijau, yakni klorofil a dan klorofil b. Juga terdapat pigmen kuning sampai jingga yang digolongkan sebagai karotenoid. Ada dua macam karotenoid, yaitu karotenoid hidrokarbon murni dan xantofil yang mengandung oksigen. Karotenoid tertentu juga ditemukan pada pelindung kloroplas yang memberinya warna kekuningan, sedangkan klorofil tidak dijumpai  pada selimut tersebut (Triska, 2012).

Betalain adalah salah satu pewarna alami penting yang banyak digunakan dalam sistem pangan. Walaupun pigmen betalain/betasianin telah digunakan untuk pewarna alami sejak dahulu tetapi pengembangannya tidak secepat antosianin. Hal ini karena keterbatasan tanaman yang mengandung pigmen betalain. Sampai saat ini pigmen betalain yang telah diproduksi dalam skala besar hanya berasal dari Beta vulgaris (Mastuti dkk., 2010).

Untuk memisahkan zat-zat warna yang terdapat pada suatu tumbuhan dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi teknik kromatografi merupakan teknik yang banyak digunakan. Kromatografi pertama kali diberikan oleh Michael Tswett, seorang ahli botani Rusia, pada tahun 1906. Kromatografi berasal dari bahasa Yunani ‘Kromatos’ yang berarti warna dan ‘Graphos’ yang berarti menulis. Kromatografi merupakan metode pemisahan yang sederhana. Kromatografi mencakup berbagai proses yang berdasarkan pada perbedaan distribusi dari penyusunan cuplikan antara dua fase, salah satu diantaranya bergerak secara berkesinambungan dalam arah tertentu dan di dalamnya zat-zat itu menunjukkan perbedaan mobilitas disebabkan adanya perbedaan dalam absorbsi, partisi, kelarutan, tekanan uap, ukuran molekul atau kerapatan muatan ion dinamakan kromatografi sehingga masing-masing zat dapat diidentifikasi atau ditetapkan dengan metode analitik (King, 2009).

Pada mekanisme pemisahannya kromatografi dibedakan berdasarkan pada alat yang digunakan (Wina, 2014) terdiri atas:

1.      Kromatografi lapis tipis

Yaitu kromatografi yang menggunakan lempeng gelas atau aluminium yang dilapisi dengan lapisan tipis alumina, silika gel atau bahan serbuk lainnya. Kromatografi lapis tipis pada umumnya dijadikan metode pilihan pertama pada pemisahan dengan kromatigrafi.

2.      Kromatografi penukaran ion

Merupakan bidang khusus kromatografi cairan-cairan. Seperti namanya, sistem ini khusus digunakan untuk spesies ion. Penemuan resin sintetik dengan sifat penukar ion sebelum perang Dunia II telah dapat mengatasi pemisahan rumit dari logam tanah jarang dan asam amino.

3.   Kromatografi penyaringan gel

Merupakan proses pemisahan dengan gel yang terdiri dari modifikasi dekstran-molekul polisakarida linier yang mempunyai ikatan silang. Bahan ini dapat menyerap air dan membentuk susunan seperti saringan yang dapat memisahkan molekul-molekul berdasarkan ukurannya. Molekul dengan berat antara 100 sampai beberapa juta dapat dipekatkan dan dipisahkan. Kromatografi permeasi gel merupakan teknik serupa yang menggunakan polistirena yang berguna untuk pemisahan polimer.

3.      Elektroforesis

Merupakan kromatografi yang diberi medan listrik disisinya dan tegak lurus aliran fasa gerak. Senyawa bermuatan positif akan menuju ke katode dan anion menuju ke anoda serta kecepatan gerak tergantung pada besarnya muatan.

4.      Kromatografi kertas

Merupakan kromatografi cairan-cairan dimana sebagai fasa diam adalah lapisan tipis air yang diserap dari lembab udara oleh kertas jenis fasa cair lainnya dapat digunakan. Teknik ini sangat sederhana. Prinsip dasar kromatografi kertas adalah partisi multiplikatif suatu senyawa antara dua cairan yang saling tidak bercampur. Jadi partisi suatu senyawa terjadi antara kompleks selulosa-air dan fasa mobil yang melewatinya berupa pelarut organik yang sudah dijenuhkan dengan air atau campuran pelarut.

Bacaan:

Campbell, N. A., J.B., Reece., Michael L. C. 2002. Biologi Edisi 8, Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press. Jakarta.

King,  2009. Pemisahan Warna Secara Kromatografi. Seminar Nasional Biologi. Vol 2 (1). Hal. 1-5

Mastuti, R., Cai, Y., Corke., H., 2010. Identifikasi Pigmen Beta Sianin Pada Beberapa Jenis Inflorescence Celosia. Jurnal Seminar Nasional Biologi. Vol 6(1). Hal.  664.

Permatasari, R., 2014. Pigmen-Pigmen Dalam Kloroplas. Jurnal Penelitian. Vol 1(1). Hal. 75-97

Salisbury, F.B., Ross, CW., 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. ITB. Bandung.

Triska, V., 2012. Analisis Pigmen pada Daun Tumbuhan. Jurnal Penelitian. Vol. 1(2). Hal. 23-25.

Wina, 2014. Pengertian dan Jenis-Jenis Kromatografi. Prossending seminar. Fakultas pertanian. Universitas Air langga, Yogyakarta.

Sumenda, 2011. Analisis Kandungan Klorofil Daun Mangga (Mangifera indica L.) pada Tingkat Perkembangan Daun yang Berbeda. Jurnal Penelitian. Vol I (1). Hal. 1-5.