Pengaruh Cahaya Terhadap Proses Pembentukan Antosianin

Pengaruh Cahaya Terhadap Proses Pembentukan Antosianin

Pengaruh Cahaya Terhadap Proses Pembentukan Antosianin

Pengaruh Cahaya Terhadap Proses Pembentukan Antosianin

2.1    Pengertian Fotosintesis

   Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi pada tumbuhan dengan bantuan cahaya matahari. Cahaya merupakan sebentuk energi yang dikenal sebagai energi elektromagnetik. Ketika cahaya bertemu materi, cahaya mungkin dipantulkan, diteruskan, atau diserap. Zat yang menyerap cahaya tampak dikenal sebagai pigmen. Ketika klorofil dan pigmen-pigmen lain menyerap cahaya, warna-warna yang bersesuaian dengan panjang gelombang yang diserap lenyap dari spektrum yang terdiri dari cahaya yang diteruskan dan dipantulkan, namun energi tidak dapat hilang (Pertamawati, 2010).

Cahaya sangat besar artinya bagi tumbuhan, terutama karena perannya dalam kegiatan fisiologis seperti fotosintesis,  respirasi, pertumbuhan serta pembuangaan, pembukaan dan penutupan stomata, perkecambahan dan pertumbuhan tanaman. Penyinaran matahari mempengaruhi pertumbuhan, reproduksi dan hasil tanaman melalui prose fotosintesis (Nurshanti, 2011).

   Lambers (2008) memaparkan bahwa tingkat ke ekstriman suatu lingkungan sangat berpengaruh terhadap tanaman utamanya fotosintesis. Pada kondisi ekstrim panas(tinggi), Padasuhumaksimum, padasuhu 45oChingga 55oC selamadua jam, tanamanakanmati.

      Tanaman yang kadar karbohidratnya tinggi lebih tahan terhadap suhu ekstrim tinggi, Suhu rendah pada kebanyakan tanaman mengakibatkan rusaknya batang, daun muda, tunas, bunga dan buah. Besarnya kerusakan organ atau jaringan tanaman, akibat suhu rendah tergantung pada, keadaan air, keadaan unsure hara, morfologi dan kodisi fisiologi tanaman. Tanaman yang jaringannya kaya unsure kalium biasa lebih tahan terhadap suhu rendah, tetapi jaringan yang banyak mengandung nitrogen pada umumnya lebih rapuh.

   Fotosintesis dipengaruhi oleh cahaya matahari, tahap pertumbuhan tanaman, pigmen penyerapan cahaya, suhu, ketersediaan CO2dan H2O. Fotosintesis juga berpengaruh pada pertumbuhan tanaman. Fotosintesis merupakan proses perubahan bahan organik tertentu menjadi bahan organic (makanan). Untuk melakukan ini, tumbuhan membutuhkan energi cahaya (Arisworo, 2006).

   Cahaya matahari merupakan sumber energi dalam proses fotosintesis, sehingga dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan vegetative dan generative (Cahyono, 2002).

   Faktor cahaya matahari sangat berpengaruh terhadap pembentukan organ vegetativ tanaman, seperti batang, dan daun, serta organ generative seperti bunga dan umbi. Menurut Sri Setya Harjadi 1979 (dalam Samadi, 2007), laju fotosintesis (asimilasi) berbanding lurus dengan intensitas cahaya matahari sampai dengan kira-kira 1.200 food candle. Maka semakin besar intensitas cahaya matahari yang dapat diteima tanaman, semakin cepat pula proses pembentukan umbi dan waktu pembungaan. Tetapi tidak semua panjang gelombang diserap oleh tumbuhan, hanya panjang gelombang tertentu tanaman menyerap cahaya matahari.

   Pengaruh intensitas cahaya terhadap pertumbuhan generatif berhubungan dengan tingkat fotosintesis yaitu sumber energi bagi proses pembungaan yang juga melalui mekanisme hormon tanaman (Astuti dan Sri, 2010).

   Kekurangan cahaya matahari akan menyebabkan proses fotosintesis terganggu, sehingga proses pembentukan organ vegetatif dan generatif pun terganggu. Akibatnya, tanaman menunjukkan gejala etiolasi, yaitu tanaman tumbuh memanjang, kurus, lemah, dan pucat  (Cahyono, 2002).

   Fotosintesis dipengaruhi oleh pengaruh intensitas cahaya, konsentrasi karbondioksida, suhu, kadar air, kadar hasil fotosintesis. Jika intensitas cahaya terlalu tinggi, akan dapat merusak klorofil (Wijaya, 2008). Tidak semua cahaya matahari diserap oleh tumbuhan, pada panjang gelombang tertentu cahaya matahari diserap oleh pigemen yag berada di daun. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak  cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer) (Pertamawati, 2010).

 

2.2 Jenis-Jenis Pigmen pada Tanaman

   Klorofil merupakan komponen penting pada tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan klorofil.

1)             Faktor bawaan, sama halnya dengan pigmen-pigmen lainnya, klorofil dibawa oleh gen induknya, bila pada indukan tidak terdapat klorofil maka pada anakan akan mengalami hal yang sama.

2)             Cahaya, dengan kondisi yang kurang cahaya atau gelap warna daunnya akan pucat, jika kelebihan cahaya maka akan berwarna hijau kekuning-kuningan.

3)             Oksigen, pada kecambah yang ditumbuhan tanpa cahaya lalu dipindahkan ke tempat dengan cahaya tidak bisa menghasilkan klorofil tanpa pemberian Oksigen terlebih dahulu.

4)             Karbohidrat, karbohidrat dapat membantu pembentukan klorofil bila sebelumnya tanaman ditumbuhkan tanpa adanya cahaya.

5)             Nitrogen dan Magnesium, keduanya merupakan pehan penyusun dari klorofil.

6)             Unsur Mn, Cu, Zn, maskipun kebutuhan tanaman akan unsur ini sedikit tetapi dengan unsur-unsur ini dapat membantu pembentukan klorofil, jika kekuranganunsur-unsur ini tanaman akan mengalami klorosis.

7)             Air, air meruakan faktor penting, bila kekurangan air maka mengakibatkan desintegrasi dari klorofil.

8)             Tempratur, tempratur yang ideal untuk pembentukan klorofil antara 3o-48oC (Dwidjoseputro, 1990).

   Unsur Magnesium dalam tanaman tidak dapat dikesampingkan, magnesium merupakan unsur penyusun klorofil, sehingga defisiensi magnesium akan mengalami laju fotosintesis tanaman yang berdampak pada rendahnya produksi fotosintat. Rendahnya produksi fotosintat akan mempengaruhi penambahan bobot tanaman yang dicerminkan leh rendahnya LTR (Nasamsir, 2008).

   Klorofil sendiri merupakan pembawa warna hijau daun yeng terdapat di kloroplas dan berfungsi penting bagi fotosintesis. Perubahan kandungan klorofil, karotenoid dan antosianin berperan aktif dalam perkembangan benih, ini menunjukkan pigmen yang ada akan berpengaruh besar pada hasil dan mutu benih, pada masa perkecambahan benih pigmen-pigmen tersebut juga berperan, adapun perbedaan yang terjadi antara klorofil, antosianin dan karotenoid akan menyebabkan perbedaan pula pada masa perkecambahan (Baharudin, 2011).

   Karoten terbagi manjadi beberapa warna, kuning (Xanthophyll), orange (Violaxauxhin), merah (Lycopene). Karoten pada buah-bauahan merupakan erubahan warna ketika buah masak. Klorofil sebagai warna hijau mulai hilang aau terdegradasi dan karotenoid tumbuh semakin banyak hingga mendominasi sehingga warna berubah menjadi kuning, orange dan merah. Pada jeruk manis merah darah, warna merah tidak hanya berasal dari likopen tetapi juga berasal dari antosianin (Pracaya, 2000).

   Karotenoid merupakan sumber provitamin A, kandungan provit-A dalam buah dalam kondisi padat ataupun cair dapat cepat dikonversikan menjadi vitamin A. Karotenoid dibagi menjadi dua fraksi, fraksi padat dan cair, jumlah fraksi cair lebih banyak daripada fraksi padat. Perbedaan ini dapat dilihat dari warna fraksi cair yang lebih merah daripada fraksi padatnya. Komposisi asam lemak penyusun pada fraksi cair dan padat mempengaruhi kandungan karotenoid, pada fraksi cair lebih banyak mengandung lemak tak jenuh sedangkan fraksi padat lebih banyak mengandung lemak jenuh (Syahputra, 2008).

   Karotenoid dan antosianin dapat berfungsi sebagai antioksidan dari patogen, agens fotoprotektif, dan fotooksidasi yang berguna melindungi benih dari radiasi. Menurut Serghein (2008) kandungan antosianin dan konsentrasi flavonoid dapat membantu tanaman terlindung dari paparan radiasi tidak baik dari sinar matahari, ini dibuktikan dari peningkatan kandungan antosianin dan konsentrasi flavonoid yang meningkat pada kacang polong yang disinari UV secara penuh. Flavonoid dapat menyerap gelombang cahaya dengan  panjang 220-30 mm.

    Berbeda dengan antosianin, jumlah dari klorofil dan karotenoid menurun akibat paparan dari UV. Produksi flavonoid memerlukan gula  sebagai sumber fosfoenolpirufat dan eritrosa-4-fosfat yang menyedaiakan beberapa atom karbon yang diperlukan flavonoid untuk cincin-B (Salisbury, 1992).

   Antosianin terdapat di dalam air sel vakuola, biasanya terlarut.  Antosianin bersifat glikosida. Antosianin berwarna merah pada pH asam, berwarna biru pada pH basa, dan berwarna ungu pada pH netral (Dwidjoseputro, 1990).

2.3 Antosianin

Antosianin merupakan salah satu bagian penting dalam kelompok pigmen setelah klorofil. Antosianin larut dalam air, menghasilkan warna dari merah sampai biru dan tersebar luas dalam buah, bunga, dan daun. Antosianin umumnya ditemukan pada buah-buahan, sayuran, dan bunga, contohnya pada kol merah, anggur, strawberry, cherry, dan sebagainya  (Jackman & Smith 1996).

Secara kimia, antosianin merupakan hasil glikosilasi polihidroksi dan atau turunan polimetoksi dari garam 2-benzopirilium atau dikenal dengan struktur flavilium. Akibat kekurangan elektron, maka inti flavilium menjadi sangat reaktif dan hanya stabil pada keadaan asam (Harbore 1967).

Terdapat delapan belas bentuk antosianin, namun hanya enam yang memegang peranan penting dalam bahan pangan, yaitu sianidin, malvidin, petunidin, pelargonidin, delfinidin, dan peonidin. Struktur antosianin merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi stabilitas warna antosianin. Jumlah gugus hidroksi atau metoksi pada struktur antosianidin akan mempengaruhi warna antosianin jumlah gugus hidroksi yang dominan menyebabkan warna cenderung biru dan relatif tidak stabil. Sedangkan jumlah gugus metoksi yang dominan akan meyebabkan warna merah dan relatif stabil  (Jackman & Smith 1996). Menurut Markakis (1982), molekul antosianin disusun dari sebuah aglikon (antosianidin) yang teresterifikasi dengan satu atau lebih gula (glikon). Terdapat 5 jenis gula yang biasa ditemui pada molekul antosianin, yaitu glukosa, rhamnosa, galaktosa, xilosa, fruktosa, dan arabinosa. Dalam tanaman, antosianin biasanya berda dalam bentuk glikosida yaitu ester dengan satu molekul monosakarida disebut monoglukosida, biosida atau diglukosida jika memiliki dua molekul gula, dan triosa jika memiliki tiga molekul gula (Delgado &Vargas 2000).

Sifat dan warna antosianin di dalam jaringan tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jumlah pigmen, letak dan jumlah gugus hidroksi dan metoksi, dan sebagainya (Markakis 1982). Konsentrasi pigmen yang tinggi dalam jaringan akan menyebabkan warna merah hingga gelap, konsentrasi sedang akan mengakibatkan warna ungu, dan konsentrasi rendah akan menyebabkan warna biru (Winarno 1992).

Ada beberapa hal yang mempengaruhi kestabilan antosianin, antara lain secara enzimatis dan non enzimatis. Secara enzimatis, kehadiran enzim antosianase atau polifenol oksidase mempengaruhi kestabilan antosianin karena bersifat merusak antosianin. Faktor-faktor yang mempengaruhi lestabilan antosianin secara non enzimatis antara lain pengaruh pH, cahaya, dan suhu (Elbe & Schwartz 1996).

Degradasi warna antosianin oleh enzim antosianase ditunjukkan oleh Huang (1995). Enzim yang diisolasi dari Aspergillus niger menyebabkan degradasi warna pada pigmen antosianin dari blackberry, cyanidin-3-monoglukosida. Enzim antosianase mengkatalisa hidrolisis dari antosianin menjadi aglikon dan pecahan gula. Reaksi yang terjadi adalah cyanidin-3-monoglukosida dipecah oleh antosianase menjadi cyanidin dan glukosa.

Siegel (1971) mengemukakan bahwa kestabilan antosianin berefek terhadap ketahanan warna merah pada tart chery. Untuk mempertahankan kestabilan warna, sebelum mengalami proses lebih lanjut, buah chery dibekukan terlebih dahulu dan ketika dibutuhkan, chery mengalami pemanasan terlebih dahulu untuk merusak enzim antosianase.

Faktor pH mempengaruhi kestabilan warna antosianin. Menurut Markakis (1982), antosianin lebih stabil dalam larutan asam dibanding dalam larutan alkali atau netral. Pada larutan asam, antosianin bersifat stabil, pada larutan asam kuat antosianin sangat stabil. Dalam suasana asam, antosianin berwarna merah-oranye sedangkan dalam suasana basa antosianin berwarna biru-ungu atau kadang-kadang  kuning (Eskin 1979). Perubahan warna tersebut terjadi karena perubahan struktur molekul antosianin akibat pengaruh pH.

Daravingas dan Cain (1986) mengemukakan bahwa penurunan pH secara nyata akan memperlambat laju kerusakan antosianin yang berasal dari raspberry. Sisrunk dan Cash (1986) berusaha meningkatkan kestabilan antosianin dari sari buah arbei dengan metode penurunan pH, selanjutnya ia mengatakan bahwa metode penurunan pH merupakan metode terbaik untuk mempertahankan stabilitas warna antosianin.

Cahaya mempunyai dua pengaruh yang saling berlawanan terhadap antosianin, yaitu berperan dalam pembentukan antosianin dalam proses biosintesisnya tetapi juga mempercepat laju degradasi warna antosianin. Van Burent (1968) melaporkan bahwa asilasi, metilasi bentuk diglikosida menjadikan antosianin lebih stabil terhadap cahaya, sedangkan diglikosida yang tidak terasilasi lebih tidak stabil demikian juga dengan monoglikosida. Palamidis dan Markakis (1975) mendapatkan bahwa cahaya dapat mempengaruhi antosianin dalam minuman berkarbonat. Tinsley et al (1960) menyatakan bahwa suhu mempunyai pengaruh nyata terhadap destruksi antosianin dan laju destruksi antosianin merupakan reaksi ordo satu. Meschter (1953) melakukan pemanasan pada sari buah arbei pada suhu 100°C selama 1 jam menyebabkan destruksi antosianin hingga 50%, hal ini berarti waktu paruh antosianin pada suhu 100°C adalah 1 jam.


Baca Juga :