PENDAHULUAN Pada proses fotosintesis tumbuhan memerlukan cahaya matahari,untuk menangkap cahaya tumbuhan menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. Klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan. Pada praktikum ini akan melihat beberapa pigmen yang terdapat pada beberapa daun tumbuhan dari jenis yang berbeda. Pigmen adalah warna yang beredar di masyarakat merupakan zat warna yang dibuat secara kimia (warna sintetis) dan warna yang dihasilkan oleh makhluk hidup yang biasa. Penentuan bahan makanan pada umumnya sangat bergantung pada beberapa faktor diantaranya cita rasa, warna, tekstur, dan nilai gizinya. Tetapi disamping itu masih ada faktor lainnya, yaitu sifat mikrobiologis. Tetapi, sebelum mempertimbangkan ataupun memperhatikan faktor-faktor lainnya, secara visual faktor warna sangat menentukan. Pewarna alami kini telah banyak digantikan dengan pewarnabuatan yang memberikan lebihbanyak kisaran warna yang telahdibakukan. Hal ini karena zatpewarna alami kurang stabil danmudah mengalami perubahan baik fisik maupun kimiawi. Stabilitaswarna dari zat pewarnadipengaruhi oleh cahaya, ph, oksidator, reduktor, dan surfaktan. Warna dapat berfungsi sebagai indicator penentuan terhadap kesegaran dan kematangan sayuran atau buah-buahan (Winarno, 1997).
Beberapa pigmen yang penting yaitu yang tergolong dalam kelompok klorofil, karotenoid, antosianin, antoxantin, serta tanin. Pigmen-pigmen golongan karoten sangat penting, yang dilihat dari segi kebutuhan gizi manusia maupun hewan. Hal ini disebabkan karena sebagian karotenoid dapat diubah menjadi vitamin A. Dimana pigmen-pigmen ini banyak ditemukan di dalam tanaman bersama-sama dengan klorofil (Apriyantono, 1989). Meskipun sekarang ini sudah lebih dari 300 karotenoid yang telah diketahui, tetapi hanya sedikit yang umumnya terdapat dalam tumbuhan tingkat tinggi. Karotenoid yang terkenal adalah hidrokarbon tak jenuh turunan likopena atau turunan likopena teroksigenasi, yang dikenal sebagai xantofil. Xantofil umumnya berupa monohidroksikarotena (lutein, rubixantin), dihidroksikarotena (zeaxantin), atau dihidroksiepoksikarotena (violaxantin) (Harborne, 1983). Karotenoid adalah pigmen (pewarna alami) organik yang terjadi secara alamiah dalam tumbuhan dan organisme berfotosintesis lainnya seperti ganggang, beberapa jenis fungi dan beberapa bakteri. Sekarang terdapat 600 karotenoid yang dikenal, mereka dibagi menjadi dua kelas, xanthophylls dan karoten. Karotenoid alami (juga dikenal sebagai ekstrak karoten) yang secara alami dapat memberikan pigmen warna pada berbagai tumbuhan termasuk buahbuahan dan sayuran. Karotenoid merupakan suatu zat alami yang sangat penting dan mempunyai sifat larut dalam lemak atau pelarut organik tetapi tidak larut dalam air yang merupakan suatu kelompok pigmen berwarna orange, merah atau kuning (Aryuliana, 2007). Pigmen karotenoid mempunyai struktur alifatik atau alisiklik yang pada umumnya disusun oleh delapan unit isoprene, dimana kedua gugus metil yang dekat pada molekul pusat terletak pada posisi C1 dan C6, sedangkan gugus metil lainnya terletak pada posisi C1 dan C5 serta diantarannya terdapat ikatan ganda terkonjugasi. Semua senyawa karotenoid mengandung sekurang-kurangnya empat gugus metil dan selalu terdapat ikatan ganda terkonjugasi diantara gugus metil tersebut. Adanya ikatan ganda terkonjugasi dalam ikatan
karotenoid menandakan adanya gugus kromofora yang menyebabkan terbentuknya warna pada karotenoid. Semakin banyak ikatan ganda terkonjugasi, maka makin pekat warna pada karotenoid tersebut yang mengarah ke warna merah (Ali, 2009). Berdasarkan unsur-unsur penyusunnya karotenoid dapat digolongkan dalam dua kelompok pigmen yaitu karoten dan xantofil. Karoten mempunyai susunan kimia yang hanya terdiri dari C dan H seperti alfa, beta gamma karoten. Sedangkan xantofil terdiri dari atomatom C, H dan O. Contoh senyawa yang termasuk dalam xantofil antara lain: cantaxanthin, astaxanthin, rodoxanthin dan torularhodin. Sebenarnya xantofil menurut pengelompokannya turunan karoten yang mengandung oksigen didalam struktur molekulnya (Kimbal, 1983). TINJAUAN PUSTAKA Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil atau pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari (Harborne, 1997). Untuk terjadinya fotosintesis, energi dalam bentuk elektron yang tereksitasi pada berbagai pigmen harus disalurkan ke pigmen pengumpul energi yang disebut sebagai pusat reaksi. Ada terdapat dua macam pusat reaksi pada membran tilakoid, keduanya merupakan molekul klorofil a yang berasosiasi dengan protein tertentu dan komponen-komponen membran lainnya. (Lakitan,2007).
Klorofil adalah pigmen yang merupakan katalisator fotosintesis yang sangat penting dalam semua jaringan tumbuhan berfotosintesis. Klorofil terdapat dalam kloroplas dan sering berkaitan dengan protein, tetapi mudah diekstraksi ke dalam pelarut lipid. Di dalam tumbuhan, paling sedikit terdapat lima jenis klorofil. Selain klorofil, di dalam tumbuhan juga terdapat pigmen warna lain yang disebut karotenoid. Selain sebagai pigmen warna, karotenoid juga membantu dalam fotosintesis. Terdapat lebih dari 300 jenis karotenoid, tetapi yang terdapat dalam tumbuhan tinggi hanya sedikit, umumnya berupa karoten. Salah satu turunan karotenoid, yaitu hidrokarbon tak jenuh turunan likopen atau turunan likopen teroksigenesi dikenal sebagai xantofil. Xantofil yang umum terdapat berupa monohidroksikaroten (ketrin dan rubixantin), dihdroksikaroten (zeakantin) atau dihidroksiepoksikaroten (violaxantin) (Bey, 2006). Pigmen-pigmen tanaman biasanya dijumpai dalam plastid serta dalam vakuola. Tipetipe plastid ialah kloroplas, kromoplas, dan leukoplas. Kloroplas berwarna hijau sebagai akibat adanya pigmen klorofil yang lebih banyak. Kromoplas berwarna kuning, jingga, atau merah karena pigmen karotenoid. Leukoplas adalah plastid tanpa pigmen, biasanya terdapat pada jaringan yang tidak terkena cahaya (Hatta, 2002) Warna hijau ditimbulkan oleh klorofil yang terdapat di dalam kloroplas. Dalam kloroplas juga dijumpai karotenoid yaitu pigmen kuning sampai merah, tetapi ditutupi oleh klorofil. Karotenoid akan tampak jika hanya terdapat sedikit atau tidak ada klorofil sama sekali. (Purwoko, 1999). Pigmen-pigmen yang lain dalam kloroplas memindahkan energinya untuk perangsangnya kepada P 700 atau kepada P 680. Untuk alasan ini, klorofil b, karotenoid, dan sebagian beasr dari molekul-molekul klorofil a terkadang dinamai pigmen antena. Masingmasing disetel untuk menyerap panjang gelombang tertentu dari cahaya secara paling efisien. Kemudian eneergi yang diterima diteruskan kepada P 700 atau kepada P 680. Hanya P 700 dan P 680 teroksidasi manakala cahaya mengenai kloroplas utuh. Karena peran redoks genting yang dilakukan, maka P 700 dan P 680 disebut pigmen pusat reaksi. (Kimbal,1983) Selain klorofil, di dalam kloroplas juga terdapat pigmen karotenoid, antosianin, dan fikobilin. Karotenoid mampu menyerap cahaya biru kehijauan dan biru keunguan. Karotenoid memantulkan cahaya merah, jingga, dan kuning. Karotenoid ini banyak ditemukan pada bunga, buah dan sayuran. Antosianin dan fikobilin merupakan pigmen merah dan biru.
Antosianin banyak ditemukan pada bunga. Fikobilin banyak ditemukan pada kelompok ganggang merah dan Cyanobacteria. (Firdaus, 2006) Karotenoid dapat berupa karotin (C 40 H 56 ) berwarna jingga dan xantofil (C 40 H 56 O 2 ) berwarna kuning. Adanya kloroplas pada tumbuhan menyebabkan tumbuhan dapat berasimilasi karena di dalam kloroplas terdapat klorofil yang dapat menangkap sinar matahari untuk memasak makanan. (Hidayat, 2006). Pada tanaman tingkat tinggi ada 2 macam klorofil yaitu klorofil-a (C 55 H 72 O 5 N 4 Mg) yang berwarna hijau tua dan klorofil-b (C 55 H 70 O 6 N 4 Mg) yang berwarna hijau muda. Klorofil a dan b paling kuat menyerap cahaya di bagian merah (600-700 nm), sedangkan yang paling sedikit cahaya hijau (500-600 nm). Sedangkan cahaya berwarna biru dari spektrum tersebut diserap oleh karotenoid (Moss, 2002). Klorofil menyerap cahaya berupa radiasi elektromagnetik pada spektrum kasat mata (visible). Misalnya, cahaya matahari mengandung semua warna spektrum kasat mata dari merah sampai violet, tetapi seluruh panjang gelombang unsurnya tidak diserap dengan baik secara merata oleh klorofil. Klorofil dapat menampung energi cahaya yang diserap oleh pigmen cahaya atau pigmen lainnya melalui fotosintesis, sehingga klorofil disebut sebagai pigmen pusat reaksi fotosintesis. Dalam proses fotosintesis tumbuhan hanya dapat memanfaatkan sinar dengan panjang gelombang antara 400-700 nm (Lakitan, 2004).
KAJIAN TEORI 2.1 KAJIAN TEORI Pigmen-pigmen tanaman biasanya dijumpai dalam plastid serta dalam vakuola. Tipetipe plastid ialah kloroplas, kromoplas, dan leukoplas. Kloroplas berwarna hijau sebagai akibat adanya pigmen klorofil yang lebih banyak. Kromoplas berwarna kuning, jingga, atau merah karena pigmen karotenoid. Leukoplas adalah plastid tanpa pigmen, biasanya terdapat pada jaringan yang tidak terkena cahaya. Warna hijau ditimbulkan oleh klorofil yang terdapat di dalam kloroplas. Dalam kloroplas juga dijumpai karotenoid yaitu pigmen kuning sampai merah, tetapi ditutupi oleh klorofil. Karotenoid akan tampak jika hanya terdapat sedikit atau tidak ada klorofil sama sekali. (Fahn. 1992)
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 sellimut kloroplas yang memberinya warna kekuningan, sedangkan klorofil tidak dijumpai pada selimut tersebut. Fungsi utama sejumlah pigmen karotenoid tertentu ialah melindungi tumbuhan terhadap solarisasi dengan cara menyerap kelebihan energi cahaya dan kemudian dilepas sebagai bahang. (Salisbury, dkk. 1995) Selain klorofil, di dalam kloroplas juga terdapat pigmen karotenoid, antosianin, dan fikobilin. Karotenoid mampu menyerap cahaya biru kehijauan dan biru keunguan. Karotenoid memantulkan cahaya merah, jingga, dan kuning. Karotenoid ini banyak ditemukan pada bunga, buah dan sayuran. Antosianin dan fikobilin merupakan pigmen merah dan biru. Antosianin banyak ditemukan pada bunga. Fikobilin banyak ditemukan pada kelompok ganggang merah dan Cyanobacteria. (Aryulina, dkk. 2007) Untuk terjadinya fotosintesis, energi dalam bentuk elektron yang tereksitasi pada berbagai pigmen harus disalurkan ke pigmen pengumpul energi yang disebut sebagai pusat reaksi. Ada terdapat dua macam pusat reaksi pada membran tilakoid, keduanya merupakan molekul klorofil a yang berasosiasi dengan protein tertentu dan komponen-komponen membran lainnya. (Lukyanti, 1999) Karotenoid dapat berupa karotin (C 40 H 56 ) berwarna jingga dan xantofil (C 40 H 56 O 2 ) berwarna kuning. Adanya kloroplas pada tumbuhan menyebabkan tumbuhan dapat berasimilasi karena di dalam kloroplas terdapat klorofil yang dapat menangkap sinar matahari untuk memasak makanan. (Bey, dkk. 2006) 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 sellimut kloroplas yang memberinya warna kekuningan, sedangkan klorofil tidak dijumpai pada selimut tersebut (Legender, 1998). Fungsi utama sejumlah pigmen karotenoid tertentu ialah melindungi tumbuhan terhadap solarisasi dengan cara menyerap kelebihan energi cahaya dan kemudian dilepas sebagai bahang. (Fahn, 1992).
Pigmen-pigmen yang lain dalam kloroplas memindahkan energinya untuk perangsangnya kepada P700 atau kepada P680. Untuk alasan ini, klorofil b, karotenoid, dan sebagian beasr dari molekul-molekul klorofil a terkadang dinamai pigmen antena. Masingmasing disetel untuk menyerap panjang gelombang tertentu dari cahaya secara paling efisien. Kemudian eneergi yang diterima diteruskan kepada P700 atau kepada P680. Hanya P700 dan P680 teroksidasi manakala cahaya mengenai kloroplas utuh. Karena peran redoks genting yang dilakukan, maka P700 dan P680 disebut pigmen pusat reaksi. (Deman, 1997).