BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penyakit Layu Fusarium pada Cabai Moekasan et al. (2005) dan Setiowati et al. (2005) melaporkan bahwa penyakit utama cabai merah adalah: rebah kecambah (damping off), bercak daun cercospora (Cercospora sp.), busuk buah antraknos (Colletotrichum sp.), layu fusarium (Fusarium oxysporum), layu bakteri (Pseudomonas solanacearum), embun tepung (Leveillula taurica), dan kompleks virus. Layu Fusarium biasa menyerang pada area penanaman cabai (Prajnanta, 1999). Gejala serangan ditandai dengan memucatnya tulang daun sebelah atas, kemudian diikuti dengan merunduknya tangkai. Daun tampak terkulai dan seluruh tanaman menjadi layu, warna daun tidak lagi hijau segar, melainkan hijau pucat (Setiadi 1996). Kadang-kadang kelayuan didahului dengan menguningnya daun, terutama daun-daun bawah, kelayuan dapat terjadi sepihak. Pada batang kadang-kadang terbentuk akar adventif. Pada tanaman yang masih sangat muda penyakit dapat menyebabkan tanaman mati secara mendadak, karena pada pangkal batang terjadi kerusakan atau kanker menggelang, sedangkan tanaman dewasa yang terinfeksi sering dapat bertahan terus dan membentuk buah tetapi hasilnya sangat sedikit dan kecil-kecil (Semangun 1996). Fusarium memiliki konidiofor yang bercabang maupun tidak, mikrokonidia bersepta 0 hingga 2, terbentuk lateral pada fialid yang sederhana, atau terbentuk pada fialid yang terdapat pada konidiofor bercabang pendek, umumnya terdapat dalam jumlah banyak sekali, terdiri dari aneka bentuk dan ukuran, berbentuk ovoid elips sampai silindris, lurus atau sedikit membengkok, dan berukuran (5,0-12,0) x (2,2-3,5) nm. Makrokonidia jarang terdapat pada beberapa strain, terbentuk pada fialid yang terdapat pada konidiofor bercabang atau dalam sporodokhia, bersepta 3-5, berbentuk fusiform, sedikit membengkok, meruncing pada kedua ujungnya dengan sel kaki

2 berbentuk pediselata, umumnya bersepta 3. Khlamidiospora terdapat dalam hifa atau dengan konidia, berwarna hialin, berdinding halus atau agak kasar, berbentuk semi bulat dengan diameter 5,0-15 nm, terletak terminal atau interkalar, dan berpasangan atau tunggal (Gandjar et al. 1999). 2.2 Kitin dan bakteri kitinolitik Kitin merupakan polimer golongan karbohidrat yang dihasilkan dari limbah hasil laut khususnya golongan udang, kepiting dan kerang. Secara hayati polimer polisakarida ini disintesis hampir satu miliar ton per tahun di dunia. Kadar kitin dalam kulit udang dan kepiting sekitar persen, sedangkan pada dinding sel fungi persen. Kitin yang diperoleh dari berbagai sumber memiliki struktur sama, kecuali ikatannya dengan protein dan kalsium karbonat yang merupakan dua komponen lain pada kulit udang (Rahayu et al. 2003). Kitin pada fungi berbentuk mikofibril yang memiliki panjang yang berbeda tergantung pada spesies dan lokasi selnya. Mikrofibril merupakan struktur utama dari sel fungi yang terdiri atas jalinan rantai polisakarida yang saling bersilangan membentuk anyaman. Kandungan kitin pada fungi bervariasi dari 4-9% berat kering sel (Rajarathanam et al. 1998). Pada bakteri, kitinase diperlukan untuk memenuhi kebutuhan nutrisi sementara pada tanaman kitinase digunakan untuk melawan jamur patogen maupun parasit. Degradasi kitin menjadi monomer glukosamin memerlukan enzim endokitinase dan eksokitinase yang bekerja sinergistik dalam dua tahap (Rahayu et al. 2003). Beberapa bakteri tanah mempunyai aktivitas kitinolitik. Bakteri kitinolitik dapat memecah kitin penyusun dinding sel kapang sehingga potensial menghambat pertumbuhan kapang patogen pada tanaman (Ferniah et al. 2003). Genus bakteri yang sudah banyak dilaporkan menghasilkan kitinase antara lain Aeromonas, Alteromonas, Chromobacterium, Enterobacter, Ewingella, Pseudoalteromonas, Pseudomonas, Serratia, Vibrio (Chernin et al. 1998), Bacillus (Pleban et al. 1997), Pyrococcus (Gao et al. 2003).

3 2.3 Agen pengendali hayati Pengertian agen hayati (biokontrol) menurut FAO adalah mikroorganisme, baik yang terjadi secara alami seperti bakteri, cendawan, virus dan protozoa, maupun hasil rekayasa genetik (genetically modified microorganisms) yang digunakan untuk mengendalikan organisme pengganggu tumbuhan. Agen hayati tidak hanya meliputi mikroorganisme, tetapi juga organisme yang ukurannya lebih besar dan dapat dilihat secara kasat mata seperti predator atau parasitoid untuk membunuh serangga. Dengan demikian, pengertian agen hayati perlu dilengkapi dengan kriteria menurut FAO yaitu organisme yang dapat berkembang biak sendiri seperti parasitoid, predator, parasit, arthropoda pemakan tumbuhan, dan patogen (Supriadi 2006). Pengendalian penyakit layu Fusarium cukup sulit karena patogen bersifat soil inhabitant, dan dapat bertahan sangat lama di dalam tanah tanpa adanya tanaman inang, sehingga rotasi tanaman menjadi tidak efektif. Pengendalian penyakit dengan mengaplikasikan fungisida sintetik ke dalam tanah hanya dapat menekan penyakit layu Fusarium untuk beberapa bulan saja (Alabouvette et al. 1996), namun banyak masalah yang lebih merugikan bagi kehidupan manusia secara langsung atau tidak langsung, terjadinya pencemaran lingkungan, residu yang sulit terdegradasi, residu pada makanan hasil pertaniandan terjadinya resistensi penyakit merupakan beberapa efek penggunaan fungisida sintetis (Ferniah et al. 2003). Cara pengendalian biologi yang baik, salah satu caranya adalah dengan enkapsulasi. 2.4 Enkapsulasi Pengemasan telah berkembang sejak lama, sebelum manusia membuat kemasan, alam sendiri telah menyajikan kemasan misalnya jagung terbungkus seludang, buah-buahan terbungkus kulitnya, buah kelapa terlindung baik oleh sabut dan tempurung, polongan terbungkus kulit polong (Harris 2001). Salah satu metode enkapsulasi adalah dengan menerapkan metode enhancement. Seed coating merupakan salah satu metode enhancement, yakni metode untuk memperbaiki mutu benih menjadi lebih baik dengan penambahan bahan kimia pada coating yang dapat mengendalikan dan

4 meningkatkan perkecambahan (Copeland dan McDonald 1995). Ilyas (2003) menyatakan bahwa penggunaan seed coating dalam industri benih sangat efektif karena dapat memperbaiki penampilan benih, meningkatkan daya simpan, mengurangi risiko tertular penyakit dari benih di sekitarnya, dan dapat digunakan sebagai pembawa zat aditif, misalnya antioksidan, anti mikroba, repellent, mikroba antagonis, zat pengatur tumbuh dan lain-lain. Enkapsulasi adalah suatu proses pembungkusan (coating) suatu bahan inti, dalam hal ini adalah bakteri sebagai bahan inti dengan menggunakan bahan enkapsulasi tertentu, yang bermanfaat untuk mempertahankan viabilitasnya dan melindungi dari kerusakan akibat kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan (Wu et al. 2000). Pacifico et al. (2001) menyatakan bahwa untuk komponen yang bersifat peka seperti mikroorganisme, dapat dienkapsulasi untuk meningkatkan viabilitas dan umur simpannya. Bahan yang umum digunakan untuk enkapsulasi adalah berbagai jenis polisakarida dan protein seperti pati, alginat, gum arab, gelatin, karagenan, albumin dan kasein. Penggunaan bahan untuk enkapsulasi perlu dipertimbangkan, karena masing-masing bahan mempunyai karakter yang berbeda dan belum tentu cocok dengan bahan inti yang akan dienkapsulasi (Desmond et al. 2002) Alginat Alginat adalah polisakarida anionik berasal dari rumput laut coklat yang bersifat biokompatibel dan biodegradabel terdiri dari β-d Manuronat dan α L Guluronat yang dihubungkan dengan ikatan (1-4) dengan berbagai perbandingan G / M (Gambar 1) Alginat yang tersedia secara komersial adalah dalam bentuk garamnya yaitu natrium alginat (Wang et al. 2006). Keunikan natrium alginat yaitu perubahannya menjadi hidrogel dengan 95% molekul air di dalamnya, yang merupakan syarat penting untuk penggunaan dalam menjebak senyawa. Ketika natrium alginat bertemu dengan kation divalent seperti Ca +2 menghasilkan pembentukan gel dimana residu G dari alginat yang mengikat ion Ca +2 (Wang et al. 2006).

5 Gambar 1. Mekanisme pembentukan gel alginat Beberapa contoh penelitian yang menggunakan alginat sebagai bahan enkapsulasi, seperti yang dilakukan oleh Purwandhani et al. (2007) melakukan enkapsulasi sel menggunakan metoda pelapisan (coating), dengan dua metode, yaitu metoda ekstrusi dan emulsi. Pada masing-masing metoda dilakukan enkapsulasi satu lapis (single coating) dan dua lapis (double coating). Metoda satu lapis menggunakan alginat dan metoda dua lapis yaitu menggunakan protein (susu skim) sebagai lapis yang pertama dan alginat sebagai lapisan kedua. Eka et al. (2008) melakukan enkapsulasi benih menggunakan isolat Methylobacterium spp. yang telah diinkubasi selama 7 hari pada rotary shaker. Bahan coating yang digunakan berupa arabic gum dan alginat dilarutkan pada inokulan Methylobacterium TD-L2 dan TD-J10.

6 2.4.2 Tapioka Pati merupakan karbohidrat yang tersebar dalam tanaman terutama tanaman berklorofil. Bagi tanaman pati merupakan cadangan makanan untuk masa pertumbuhan dan pertunasan yang terdapat pada biji, batang dan pada bagian umbi tanaman. Banyaknya kandungan pati pada tanaman tergantung asal pati tersebut, misalnya pati yang berasal dari biji beras mengandung pati %. Pati telah lama digunakan baik sebagai bahan makanan maupun non-food seperti perekat, dalam industri tekstil, polimer atau sebagai bahan tambahan dalam sediaan farmasi. Penggunaan pati dalam bidang farmasi sebagai formula sediaan tablet, baik sebagai bahan pengisi, penghancur maupun sebagai bahan pengikat (Winarno 1986). Pati telah banyak digunakan sebagai bahan biopolimer yang mampu membentuk matriks dalam pembuatan edibel film. Semakin banyak pati yang digunakan, maka semakin rapat matriks film yang terbentuk. Hal ini berdampak pada peningkatan nilai tensile strength film. Salah satu pati yang banyak digunakan sebagai bahan baku edibel film yaitu pati tapioka. Wijayanti (2010) menyatakan bahwa potensi tepung tapioka sebagai campuran bahan pembawa pada pupuk biologis yang dihasilkan melalui enkapsulasi menggunakan natrium alginat dan viabilitas A. brasilense di dalam kapsul Ca-alginat hasil enkapsulasi, selain itu juga mengetahui formula bahan pembawa (perbandingan konsentrasi antara natrium alginat dan tepung tapioka) terbaik sehingga mampu mempertahankan viabilitas A. brasilense selama masa simpan.