Tanaman Bengkuang. Divisi : Magnoliophyta, Kelas : Magnoliopsida, Ordo : Fabales, Famili : Fabaceae,

Transkripsi

1 VolumVolume 3, Nomor 9, September 2008e 3, Nomor 9, September TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Bengkuang Bengkuang (Pachyrhizus erosus (L.)) termasuk ke dalam Kerajaan: Plantae, Divisi : Magnoliophyta, Kelas : Magnoliopsida, Ordo : Fabales, Famili : Fabaceae, Genus : Pachyrhizus, Spesies : Pachyrhizus, Nama umum bengkuang adalah yam bean (Inggris), jicama (Mexico), sengkuang (Malaysia), singkamas (Filipina), dan sangkalu (India). Menurut Sorensen (1988), genus pachyrhizus terdiri atas lima spesies, yaitu Pachyrhizus erosus (L.) Urban, P. ahipa (wedd.) parody, P. tuberosus (lam.) spreng, P. ferrugineus (piper), dan P. panamensis clausen. Ketiga spesies yang pertama sudah dibudidayakan, sedang dua spesies lainnya masih merupakan spesies liar. Varietas yang banyak dibudidayakan di Indonesia adalah bengkuang gajah dan bengkuang badur. Perbedaan di antara kedua jenis bengkuang ini adalah waktu panennya. Varietas bengkuang gajah dapat dipanen ketika usia tanam memasuki empat sampai lima bulan. Varietas bengkuang badur memiliki waktu panen lebih lama. Jenis ini baru dapat dipanen ketika tanamannya berusia tujuh sampai sebelas bulan. Walaupun umbinya dapat dimakan, bagian bengkuang yang lain seperti biji sangat beracun karena mengandung rotenon, sama seperti tuba. Racun ini sering dipakai untuk membunuh serangga atau menangkap ikan, terutama yang diambil dari biji-bijinya. Biji bengkuang yang telah masak kaya akan lipid yaitu ± 30% namun tidak dapat dimakan karena memiliki isoflavonoid yang tinggi yaitu rotenone, isoflavanon dan furano-3-fenil kumarin yang sangat beracun bagi manusia (Kay,

2 1973). Sorensen (1996) menambahkan bila seyawa-seyawa beracun di atas dikeluarkan maka minyak biji bengkuang sebanding dengan kacang tanah yang memiliki komposisi yaitu asam palmitat 26,7%, asam stearat 5,7%, asam oleat 33,4%, dan asam linoleat 34,2%. Penyimpanan Benih Penyimpanan perlu dilakukan untuk mempertahankan mutu benih dan menekan laju kemunduran benih. Tujuan utama penyimpanan benih tanaman ialah untuk menunda perkecambahan atau mengawetkan cadangan bahan tanam dari satu musim ke musim berikutnya (Justice dan Bass, 1994). (Hasanah, 2002), menambahkan maksud utama penyimpanan benih adalah untuk mempertahankan mutu fisiologis benih guna keperluan tanam pada musim berikutnya. Selama penyimpanan, karena pengaruh beberapa faktor, keadaan atau mutu benih akan mengalami kemunduran atau deteriorasi. Kecepatan kemunduran benih ini dipengaruhi oleh faktor : kadar air benih pada awal periode simpan, kelembaban nisbi dari tempat penyimpanan, suhu tempat penyimpanan, sifat-sifat keturunan, kerusakan mekanisme pada waktu panen dan pengolahan, serangan hama dan jasad renik, kemudian oleh panas dan susunan kimia dari benih (Sadjad, 1980). Meskipun kondisi penyimpanan normal bertujuan untuk mencegah perkecambahan, ada beberapa kasus viabilitas benih hilang begitu cepat sehingga penyimpanan harus dilakukan lebih ketat. Pada penyimpanan benih kedelai dengan kadar air awal 8 % pada ruang biasa dapat disimpan hingga 3 tahun tanpa menurunkan perkecambahannya, sedangkan benih kedelai dengan kadar air awal > 12 % daya

3 kecambah akan turun menjadi 60% setelah disimpan 1 tahun dan menjadi 0% setelah 3 tahun (Kartono, 2004 ). Kemunduran benih merupakan proses penurunan mutu secara berangsur-angsur dan kumulatif serta tidak dapat balik (irreversible) akibat perubahan fisiologis dan biokimia yang berakibat menurunnya viabilitas benih (Copeland dan McDonald, 2001). Perubahan fisiologis meliputi perubahan warna, terlambatnya perkecambahan, menurunnya toleransi terhadap keadaan lingkungan sub-optimal, berkurangnya toleransi terhadap kondisi simpan yang beragam, tingkat kepekaan yang tinggi terhadap perlakuan radiasi, berkurangnya laju perkecambahan, menurunnya keserempakan tumbuh, laju pertumbuhan dan perkembangan bibit rendah, hilangnya daya tumbuh, tegakkan tanaman yang tidak seragam dan produksi menurun. Viabilitas benih dapat diuji dengan dua metode pengujian yaitu: 1. Metode langsung menggunakan indikator pertumbuhan kecambah (RLPS, 2007), 2. Metode tidak langsung yang didasarkan pada proses metabolisma benih serta kondisi fisik yang merupakan indikasi tidak langsung. Metode ini meliputi : uji tetrazolium, uji hydrogen peroksida, uji eksisi embrio, uji belah dan uji konduktivitas (Zanzibar, 2008). Schmidt (2000) menggambarkan beberapa hal yang berhubungan dengan daya simpan benih rekalsitran yaitu : 1. Peka pengeringan. Kadar air terendah yang aman adalah % untuk jenis rekalsitran ekstrim dan % untuk beberapa jenis intermediate. 2. Peka suhu rendah. Kerusakan terjadi pada suhu penyimpanan < 20 0 C.

4 3. Metabolisme aktif, hal ini berhubungan dengan kadar air. 4. Tanpa dormansi, proses perkecambahan segera terjadi setelah benih menyebar. Faktor-faktor yang mempengaruhi Viabilitas benih dalam penyimpanan Suhu dan Kelembaban Suhu dan kelembaban adalah faktor utama pada penyimpinan benih. Suhu ruang simpan berperan dalam mempertahankan viabilitas benih selama penyimpanan, yang dipengaruhi oleh kadar air benih, suhu dan kelembaban nisbi ruangan. Menurut Sutopo (2004) bahwa suhu yang terlalu tinggi pada saat penyimpanan dapat membahayakan dan mengakibatkan kerusakan benih. Karena akan memperbesar terjadinya penguapan zat cair dalam benih, hingga benih akan kehilangan daya imbibisi dan kemampuan untuk berkecambah. Hasil penelitian (Viera, dkk., 2001) pada benih kedelai, dimana benih kedelai yang disimpan pada suhu 10 0 C daya tumbuh benih dan elektrikal konduktivitas tidak berubah tetapi bila disimpan pada suhu 20 0 C daya tumbuh menurun dan elektrikal konduktivitas meningkat. Purwanti (2004), juga melakukan penelitian tentang benih kedelai yang disimpan pada suhu rendah ( C) dan suhu tinggi ( C) menunjukkan bahwa benih yang disimpan pada suhu rendah mampu mempertahankan vigor dan daya tumbuh 80-90% dan penyimpanan suhu tinggi daya kecambah turun menjadi 61% pada 2 bulan penyimpanan. Berdasarkan hukum Harrington, suhu ruang penyimpanan benih sangat berpengaruh terhadap laju deteriorasi. Semakin rendah suhu ruang penyimpanan semakin lambat laju deteriorasi sehingga benih dapat lebih lama disimpan. Sebaliknya,

5 semakin tinggi suhu ruang penyimpanan semakin cepat laju deteriorasi, sehingga lama penyimpanan benih lebih pendek (Kuswanto, 2003). Proses biokimia biasanya diperlambat pada suhu rendah, semakin rendah suhu, semakin lambat prosesnya. Hal ini termasuk pula pada proses yang mengarah pada kerusakan (Bewley dan Black, 1985). Menurut Schmidt (2000), tingkat suhu pada kondisi kamar sangat penting; kadar air yang sama penurunan viabilitas lebih cepat terjadi di dataran rendah tropis dengan suhu antara C, daripada kondisi sub-tropis atau dataran tinggi yakni dengan suhu kamar tidak melebihi 20 0 C. Ada variasi yang besar dalam toleransi suhu, tetapi jenis tropis umumnya lebih peka terhadap suhu rendah, bervariasi dari < 20 0 C untuk beberapa jenis sampai < 5 0 C untuk jenis yang kurang peka. Rusaknya benih akibat suhu rendah berkaitan erat dengan kadar air, dalam arti bahwa benih yang peka terhadap pengeringan juga paling peka terhadap suhu rendah. Kelembaban lingkungan selama penyimpanan juga sangat mempengaruhi viabilitas benih. Benih bersifat higroskopis (mudah menyerap air) dan selalu berusaha mencapai kondisi keseimbangan dengan lingkungannya. Sehingga apabila ruangan tempat penyimpanan benih mempunyai kadar air yang lebih tinggi dari pada kadar air benih, maka benih akan menyerap air dari udara sehingga kadar air benih juga meningkat (Copeland and McDonald, 2001). Kadar air benih sangat dipengaruhi oleh kondisi kelembaban ruang tempat penyimpanan benih, karena sifat benih yang higroskopis, padahal kadar air benih sangat mempengaruhi laju deteriorasi benih (Kuswanto, 2003). Selanjutnya Sutopo

6 (2004) menambahkan, kadar air yang tinggi dalam benih dengan kelembaban udara yang rendah dapat menyebabkan penguapan air dari dalam benih dan mempertinggi kelembaban udara di sekitar benih. Sebaliknya bila kandungan air dalam benih rendah sedangkan kelembaban udara di sekitar benih tinggi akan mengakibatkan terjadinya penyerapan air oleh benih dan penurunan kelembaban udara sekitar benih sampai tercapai tekanan yang seimbang. Wein dan Kuenman (1991) menyatakan bahwa penyimpanan benih kedelai di Asia Tenggara dan Amerika Utara pada suhu C dengan kelembaban 80 % menyebabkan benih kedelai kehilangan viabilitasnya mencapai 50 % dalam 8 bulan penyimpanan. Selanjutnya Cabrera dan Laksakara (2002) menyatakan daya berkecambah benih kedelai menurun dari 82 % menjadi 39 % pada suhu C setelah benih disimpan selama 12 bulan. Kemasan simpan Tidak semua bahan pengemas dapat menahan masuknya air ke dalam kemasan. Kondisi tempat penyimpanan yang mempunyai kadar air yang tinggi atau lebih tinggi dari pada kadar air benih, dapat menyebakan terjadinya perubahan kadar air selama dalam penyimpanan sebelum akhirnya mencapai keseimbangan. Oleh karena itu, haruslah dipilih bahan pengemas yang cocok dengan kebutuhan. Tidak semua benih yang disimpan perlu dikemas dengan bahan pengemas yang kedap air, namun tergantung dari tujuan pengemas dan penyimpanan benih, karena bahan pengemas yang kedap air lebih mahal dan ini akan mempengaruhi harga jual benih.

7 Tujuan utama pengemas benih yaitu melindungi benih dari kerusakan fisik maupun fisiologis. Pemilihannya didasari pertimbangan tujuan penyimpanan, jumlah benih yang disimpan dan kondisi ruang simpan maupun lamanya benih berada dalam penyimpanan. Kuswanto (2003) meyatakan bahwa perlu diperhatikan juga faktor kesesuaian kemasan simpan dengan tipe benih, biaya, pengaruh kelembaban terhadap benih serta kadar air pada saat disimpan. Hasil pengamatan Michael (2000) dalam Chuansin dkk. (2006), bahwa alumunium foil memiliki sifat perlindungan terhadap air ( cc/m2/jam) lebih baik dibanding polyetilen ( cc/m2/jam). Mudjisihono dkk. (2001) mengungkapkan bahwa jenis kemasan plastik efektif untuk menghambat perubahan kadar air selama penyimpanan. Hasil penelitian Chuansin dkk. (2006) menunjukkan bahwa jenis kemasan alumunium foil mampu mempertahankan benih kedelai sampai 4 bulan dengan daya berkecambah 70 %, sedangkan polietilen hanya mampu mempertahankan viabilitas sampai 3 bulan penyimpanan. Hasil penelitian pada benih caisin oleh Rahayu dan Widajati (2007), benih yang disimpan dalam kemasan aluminium foil menujukkan kadar air yang cenderung konstan dan mengalami perubahan kandungan air yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan benih yang disimpan dalam kemasan plastik polietilen dan kertas. Loch dan Ferguson (1999) menyatakan bahwa yang paling utama dan penting dalam pengemasan benih adalah sistem pengemasan benih untuk menjaga kelembaban seperti kaleng dari timah, plastik atau aluminium foil. Untuk memilih pengemasan benih perlu diperhatikan jumlah dari benih tersebut, pengemasan penyimpanan untuk

8 jangka panjang atau jangka pendek. Untuk penyimpanan benih dalam jumlah yang kecil dapat disimpan dengan menggunakan kaleng dari aluminium atau fiberboard dengan aluminium foil, kantong polietilen dan karung goni/kertas. Perubahan-perubahan fisiologi selama penyimpanan benih Respirasi benih dalam penyimpanan Respirasi merupakan reaksi oksidasi-reduksi yang dijumpai pada semua sel hidup, yang pada prosesnya mengeluarkan senyawa-senyawa dan melepaskan energi yang sebagian digunakan untuk berbagai proses hidup. Pada proses penyimpanan benih respirasi yang terjadi dapat diuraikan meliputi; 1. Perombakan cadangan makanan, 2. Terbentuknya hasil antara atau hasil akhir, yang dapat mempengaruhi benih pada saat penyimpanan,3. Pelepasan energi khusunya dalam bentuk panas, yang merupakan fase yang paling mempengaruhi dalam proses penyimpanan benih. Justice dan Bass (1994) mengatakan bahwa respirasi dapat terjadi pada saat penyimpanan benih bila ada enzim-enzim, baik yang memiliki fungsi sangat khusus maupun memiliki fungsi umum. Semakin lama proses respirasi ini terjadi, semakin banyak pula cadangan makanan benih yang digunakan. Hasil respirasi dalam penyimpanan benih berupa panas dan uap air. Panas yang timbul sebagai hamburan energi dalam benih yang seharusnya disimpan selama penyimpanan, secara langsung dapat menyebabkan viabilitas dan vigor benih menurun (Purwanti, 2004). Hasil penelitian Tatipa dkk, (2004) mengemukakan bahwa kadar air benih kedelai yang tinggi 12% pada kemasan kantung terigu menghasilkan respirasi

9 yang tinggi (0,75mgCO /kg benih/jam) 2 bila dibandingkan dengan kadar air 8% (0.70mgCO /kg 2 benih/jam)pada kemasan yang sama. Benih yang mundur, kecepatan respirasinya meningkat yang menyebabkan pengurangan cadangan makanan, akumulasi metabolit hasil perombakan cadangan makanan, dan dapat menyebabkan `kelaparan' pada jaringan meristem (Ependi, 2009). Dari beberapa hasil penelitian menunjukkan, bahwa cadangan karbohidrat pada endosperm gandum, digunakan lebih dulu baru kemudian cadangan yang lain, yang mana selanjutnya adalah gula dan pati baru kemudian protein dan lemak. Salah satu hasil dari proses respirasi adalah karbon dioksida. Akumulasi karbon dioksida pada penyimpanan tertutup dapat menghambat proses respirasi (Crocker dan Barton (1953) dalam Justice dan Bass (1994). Bersamaan dengan CO 2 pada proses respirasi juga dihasilkan energy panas, dimana pada penyimpanan yang baik panas yang dihasilkan tidak atau hanya sedikit mempengaruhi benih tetapi pada kondisi yang lembab akan merusak benih simpan. Protein dan Lemak Protein adalah segolongan besar senyawa organik yang dijumpai dalam semua makhluk hidup. Protein terdiri dari karbon, hidrogen, nitrogen, dan kebanyakan juga mengandung sulfur. Bobot molekulnya berkisar dari 6000 sampai beberapa juta. Molekul protein terdiri dari satu atau beberapa panjang polipeptida dari asam-asam amino yang terikat dengan urutan yang khas. Urutan ini dinamakan struktur primer dari protein. Polipeptida ini dapat melipat atau menggulung. Sifat dan banyaknya

10 pelipatan menyebabkan timbulnya struktur sekunder. Bentuk tiga dimensi dari polipeptida yang menggulung atau melipat ini dinamakan struktur tersier. Struktur kuartener muncul dari hubungan struktural beberapa polipeptida yang terlibat (Anonimus a. 2009). Hasil penelitian Danuwarsa (2006) pada tanaman polong kadar protein tertinggi terdapat pada kedelai (36,83%) diikuti oleh kacang tunggak (25,53%), kacang tanah (23,97%), kacang merah (23,33%), dan kacang hijau (23,11%). Biji berbagai tumbuhan menyimpan protein yang merupakan nutrien yang digunakan untuk pertumbuhan embrio tanaman, contohnya adalah protein biji gandum, jagung, dan beras. Hasil penelitian Tatipa (2004) mengemukakan bahwa penyimpanan benih kedelai pada kadar air awal 8% di dalam kantong plastik polietilen menurunkan kadar protein membran mitokondria setelah 2 bulan sedangkan pada kadar air 10% dan 12% penurunan kadar protein terjadi sejak 1 bulan. Lemak atau lipid adalah minyak nabati atau hewani yang berwujud padat pada suhu ruang. Lemak juga biasanya disebutkan kepada berbagai minyak yang dihasilkan oleh hewan, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair. 1 gram lemak menghasilkan kjoule atau 9,3 kkal. Lemak terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. Karena struktur molekulnya yang kaya akan rantai unsur karbon(-ch2-ch2- CH2-) maka lemak mempunyai sifat hydrophob. Ini menjadi alasan yang menjelaskan sulitnya lemak untuk larut di dalam air. Lemak dapat larut hanya di larutan yang apolar atau organik seperti: eter, kloroform, atau benzol (Anonimus b, 2009)

11 Penelitian yang dilakukan pada tanaman polong oleh Danuwarsa (2006), mengemukakan kandungan lemak tertinggi pada kacang tanah 45,15(%), kacang kedelai 17,95(%)1, kacang merah 87(%), kacang hijau 1,74(%) dan kacang tunggak 1,67(%). Menurut penelitian yang dilakukan oleh Syatrianty dkk (2007) pada benih kakao terjadi penurunan kadar lemak dan karbohidrat dengan cepat pada benih berkadar air tinggi (31-35%) dibandingkan dengan benih berkadar air rendah yakni (16-25%) yang disebabkan karena terjadinya respirasi dan perkecambahan selama penyimpanan. Proses perkecambahan benih merupakan rangkaian komplek dari perubahanperubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Protein, pati dan lipid setelah dirombak oleh enzim-enzim digunakan sebagai bahan penyusun pertumbuhan didaerah-daerah titik-titik tumbuh dan sebagai bahan bakar respirasi (Sutopo, 2002). Selama proses perkecambahan menyebabkan terjadinya perubahan nilai nutrisi yang terkandung dalam biji. Pengujian Vigor dan Viabilitas Benih dengan Uji Konduktivitas (Conductivity Test) Conductivity Test (pengujian konduktivitas) atau yang lebih dikenal dengan pengujian daya hantar listrik pada benih merupakan salah satu pengujian vigor yang memiliki keunggulan sendiri. Uji ini merupakan pengujian secara fisik untuk melihat tingkat kebocoran membran sel. Struktur membran sel yang jelek menyebabkan kebocoran sel yang tinggi erat kaitannya dengan benih yang rendah vigornya (Byrd,

12 1988 dalam Zanzibar, 2008). Semakin banyak elektrolit seperti asam amino, asam organik lainnya serta ion-ion anorganik yang dikeluarkan benih keair rendaman akan semakin tinggi pengukuran daya hantar listriknya. Prinsip uji konduktivitas adalah bahwa benih hidup/mati akan memberikan reaksi yang berbeda jika dialiri arus listrik. Uji konduktivitas merupakan pengujian secara fisik untuk melihat tingkat kebocoran sel. Struktur membran sel yang jelek akan menyebabkan kebocoran sel yang erat kaitannya dengan benih bervigor rendah (Byrd, 1988 dalam Zanzibar, 2008). Copeland dan McDonald (2001), benih bervigor rendah memiliki integritas membran yang rendah sebagai akibat deteriorasi selama penyimpanan dan yang disebabkan oleh adanya luka mekanis. Vigor benih dapat dideteksi secara dini dari integritas membran sel yang dapat diukur melalui konduktivitas bocoran benih. Pada penelitian Viera (2001) mengungkapkan bahwa benih kedelai yang disimpan dalam aluminium foil pada suhu 20 0 C daya kecambah dan vigor menurun dengan cepat dan nilai konduktivitas meningkat dengan cepat tetapi setelah dipindahkan keruangan dengan suhu 10 0 C vigor tetap turun dan konduktivitas tetap selama periode simpan. Hasil ini menunjukkan bahwa suhu tinggi mempengaruhi konduktivitas. Sejalan dengan penelitian yang dilakukan Purwanti (2004) yang mengatakan bahwa proses penuaan pada benih kedelai kuning yang disimpan pada suhu tinggi mengakibatkan kebocoran membran sel-sel benih semakin tinggi dan permabilitas sel juga menurun. Berdasarkan penelitian Budiarti (1999) pada benih kakao, hasil pengukuran membran dengan peubah konduktivitas, kebocoran P dan kebocoran K menunjukkan

13 nilai yang semakin tinggi dengan semakin rendahnya kadar air benih. Woodstock dkk., dalam Arief dkk., (2004) mengemukakan bahwa kebocoran kalium dan kalsium dari benih kapas mampu menunjukkan indikasi potensi fisiologis benih. Pelaksanaan pengujian ini sederhana dan mudah. Meskipun demikian, dalam ISTA (2006) pengujian daya hantar listrik yang sudah diterima sebagai metode resmi hingga saat ini hanya untuk kacang kapri (Pisum sativum) yang berkorelasi dengan potensi perkecambahan di lapangan.