PENENTUAN KADAR KLOROFIL SECARA SPEKTROSKOPI
ABSTRAK
Praktikum ini memiliki tujuan
utama yaitu untuk mempelajari dan memberikan latihan cara penggunaan
spektofotometer. Dimana untuk keperluan ini, penentuan kadar klorofil adalah
salah satu contoh dalam penggunaan Spektofotometer ini. Spektofotometer yang
akan digunakan dalam praktikum ini adalah BAUSCH & LOMB SPECTRONIC 20
SPECTROPHOTOMETER. Parameter yang dianalisis adalah kandungan klorofil a, dan klorofil b,
serta klorofil total. Semua tanaman hijau
mengandung klorofil a dan krolofil b. Rumus empiris klorofil adalah
C55H72O5N4Mg (klorofil a) dan C55H70O6N4Mg (klorofil b). Klorofil a dan b berperan dalam proses fotosintesis
tanaman. Klorofil b berfungsi sebagai antena fotosintetik yang mengumpulkan
cahaya kemudian ditransfer ke pusat reaksi. Salah
satu cara untuk dapat menentukan kadar klorofil adalah dengan metoda
spektofotometri. Dari hasil
pengukuran dengan spektrofotometer, daun tengah memiliki kandungan klorofil
yang paling tinggi dibanding daun muda dan daun tua. Sedangkan kadar klorofil
terendah dimiliki oleh daun muda. Karena pada daun muda, daunnya masih berwarna
hijau muda.
Kata kunci: klorofil, spektrofotometer, daun, dan
fotosintesis
LATAR BELAKANG
Klorofil adalah pigmen hijau fotosintetis
yang terdapat dalam tanaman, Algae dan Cynobacteria. Nama
"chlorophyll" berasal dari bahasa Yunani kuno : choloros= green
(hijau), and phyllon= leaf (daun). Fungsi krolofil pada tanaman adalah menyerap
energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam proses fotosintetis yaitu
suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis karbohidrat (gula menjadi
pati), dari gas karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari (Subandi, 2008).
Warna daun berasal dari klorofil, pigmen
warna hijau yang terdapat di dalam kloroplas. Energi cahaya yang diserap
klorofil inilah yang menggerakkan sintesis
molekul makanan dalam kloroplas. Kloroplas ditemukan terutama dalam sel
mesofil, yaitu jaringan yang terdapat di bagian dalam daun. Karbon dioksida
masuk ke dalam daun, dan oksigen keluar, melalui pori mikroskopik yang di sebut
stomata (Campbell, dkk.,
2002).
Kloroplas berasal dari proplastid kecil
(plastid yang belum dewasa, kecil dan hampir tak berwarna, dengan sedikit atau
tanpa membran dalam). Pada umumnya proplastid berasal hanya dari sel telur yang
tak terbuahi, sperma tak berperan disini. Proplastid membelah pada saat embrio
berkembang, dan berkembang menjadi kloroplas ketika daun dan batang terbentuk.
Kloroplas muda juga aktif membelah, khususnya bila organ mengandung kloroplas
terpajan pada cahaya. Jadi, tiap sel daun dewasa sering mengandung beberapa
ratus kloroplas. Sebagian besar kloroplas mudah dilihat dengan mikroskop
cahaya, tapi struktur rincinya hanya bias dilihat dengan mikroskop elektron
(Salisbury dan Ross, 1995).
Klorofil pada tumbuhan ada dua macam, yaitu
klorofil a dan klorofil b. Perbedaan
kecil antara struktur kedua klorofil pada sel keduanya terikat pada protein.
Sedangkan perbedaan utama antar klorofil dan heme ialah karena adanya atom magnesium
(sebagai pengganti besi) di tengah cincin profirin, serta samping hidrokarbon
yang panjang, yaitu rantai fitol. (Santoso, 2004).
Semua tanaman hijau mengandung klorofil
a dan krolofil b. Krolofil a terdapat sekitar 75 % dari total klorofil. Kandungan
klorofil pada tanaman adalah sekitar 1% basis kering. Dalam daun klorofil
banyak terdapat bersama-sama dengan protein dan lemak yang bergabung satu
dengan yang lain. Dengan lipid, klorofil berikatan melalui gugus fitol-nya
sedangkan dengan protein melalui gugus hidrofobik dari cincin porifin-nya.
Rumus empiris klorofil adalah C55H72O5N4Mg (klorofil a) dan C55H70O6N4Mg
(klorofil b) (Subandi, 2008).
Klorofil a dan b berperan dalam
proses fotosintesis tanaman. Klorofil b berfungsi sebagai antena fotosintetik
yang mengumpulkan cahaya kemudian ditransfer ke pusat reaksi. Pusat reaksi
tersusun dari klorofil a. Energi cahaya akan diubah menjadi energi kimia di
pusat reaksi yang kemudian dapat digunakan untuk proses reduksi dalam
fotosintesis (Taiz dan Zeiger, 1991).
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap
pembentukan klorofil antara lain gen, bila gen untuk klorofil tidak ada maka
tanaman tidak akan memiliki klorofil. Cahaya, beberapa tanaman dalam
pembentukan klorofil memerlukan cahaya, tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
Unsur N, Mg, Fe merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis
klorofil. Air, bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.
(Subandi, 2008).
Daun dari kebanyakan spesies menyerap
lebih dari 90 % cahaya ungu dan biru, demikian pula untuk cahaya jingga dan
merah. Hampir seluruh penyerapan ini dilakukan oleh pigmen-pigmen pada
kloroplas. Pada membran tilakoid, setiap foton dapat mengeksitasi satu elektron
dari pigmen karotenoid atau klorofil. Klorofil berwarna hijau merupakan bukti
bahwa pigmen ini tidak efektif untuk menyerap cahaya hijau. Cahaya hijau oleh
klorofil dipantulkan atau diteruskan (Lakitan, 2007).
Sel penutup memiliki klorofil di dalam
selnya sehingga dengan bantuan cahaya matahari akan sangat berpengaruh buruk
pada klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan pada sinar kuat akan tampak
berkurang hijaunya. Daun-daun yang terkena langsung umumnya akan tampak
kekuning-kuningan, salah satu cara untuk dapat menentukan kadar klorofil adalah
dengan metoda spektofotometri (Dwijoseputro,
1995).
Spektrofotometri sesuai dengan namanya
adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer akan menghasilkan
sinar dari spektrum dengan panjang gelombang energi secara relatif. Jika energi
tersebut ditransmisikan maka akan ditangkap oleh klorofil yang terlarut
tersebut. Pada fotometer filter sinar dari panjang gelombang yang diinginkan
akan diperoleh dengan berbagai filter yang punya spesifikasi melewati banyaknya
panjang gelombang tertentu (Noggle dan Fritz, 1979).
Nama pigmen
|
Warna Klorofil
|
Klorofil a
|
Kuning - Hijau
|
Klorofil b
|
Blue - Green
|
Karotin
|
Jeruk
|
Xanthophyll
|
Kuning
|
Penghitungan kandungan klorofil
(mg/L) ditentukan dengan rumus :
Klorofil a = 1.07 (OD 663) – 0.094 (OD 644)
Klorofil b = 1.77 (OD 644) – 0.28 (OD 663)
Klorofil total = 0.79 (OD 663) + 1.076 (OD 644) (Setiari,
dkk., 2009).
Klorofil atau pigmen utama
tumbuhan banyak dimanfaatkan sebagai food suplement yang dimanfaatkan
untuk membantu mengoptimalkan fungsi metabolik, sistem imunitas, detoksifikasi,
meredakan radang (inflamatorik) dan menyeimbangkan sistem hormonal (Limantara,
2007).
Praktikum ini memiliki tujuan
utama yaitu untuk mempelajari dan memberikan latihan cara penggunaan
spektofotometer. Dimana untuk keperluan ini, penentuan kadar klorofil adalah
salah satu contoh dalam penggunaan Spektofotometer ini. Spektofotometer yang
akan digunakan dalam praktikum ini adalah BAUSCH & LOMB SPECTRONIC 20
SPECTROPHOTOMETER. Parameter yang dianalisis adalah kandungan klorofil a, dan klorofil b,
serta klorofil total.
MATERIAL DAN METODE
A.
Alat dan bahan
Bahan yang digunakan dalam
praktikum ini adalah bayam (Amaranthus
sp), aseton 60% dan 80%. Dan alat yang digunakan berupa mortar dan alu, gelas
ukur, labu ukur, tabung reaksi, spektrofotometer Genesys 10.
B.
Metode
Untuk
percobaan pengukuran kadar klorofil dilakukan percobaan mengukur kadar klorofil
dari suatu tanaman yang umurnya berbeda-beda. Untuk memperoleh umur yang
berbeda ini diambil patokan :
1.
Daun umur muda diambil daunnya pada pucuk
2.
Daun setengah tua diambil daun nomor 3 dari pucuk
3.
Daun dewasa diambil daun nomor 5 ke bawah
Untuk
membandingkan kadar klorofil dari daun-daun tadi digunakan cara pengukuran yang
dilakukan oleh Arnon (1949) yaitu, 1 gram daun yang masih segar dirajang
kecil-kecil. Rajangan diekstrak dengan aseton 60% sebanyak 100 mL, dengan cara
menggerusnya didalam mortal selama 5 menit. Diyakinkan bahwa semua pigmen
klorofil dari daun telah keluar seluruhnya dan hal ini dapat dilihat dari
ampasnya yang berwarna putih. Ekstrak klorofil disaring dengan saringan Buchner
dan selanjutnya dimasukan ke dalam labu ukur 100 ml. Penambahan aseton 80%
hanya diperlukan apabila volume ekstrak dalam labu ukur belum mencapai batas
100 ml. Dengan menggunakan cuvet, Optica Dencity (OD) diukur dari ekstrak
dengan menggunakan panjang gelombang 663 nm dan 645 nm. Konsentrasi klorofil
dapat dihitung dengan rumus Arnon (1949) dengan membandingkan OD pada 663 nm
dan 645 nm dalam sel yang tebalnya 1 cm dengan menggunakan koefisien absorbsi
spesifik yang telah ditentukan oleh Mac Kinner (1941) sebagai berikut :
Klorifil
total (mg/l) = 20,2 D645 +
0.02 D663
Klorofil
a = 12,7 D663
+ 2,69 D645
Klorofil
b = 22,9 D645
+ 0,02 D663
HASIL PENGAMATAN
Tabel 1
Jenis Daun
|
λ = 645 nm
|
λ = 663 nm
|
||
Absorban
|
K x ABS
|
Absorban
|
K x ABS
|
|
Daun muda
|
0,214
|
0,2135
|
0,266
|
0,2661
|
Daun Tengah
|
0,221
|
0,2206
|
0,553
|
0,5527
|
Daun Tua
|
0,151
|
0,1506
|
0,317
|
0,3170
|
Tabel 2
Kandungan
klorofil
|
Daun muda
|
Daun tengah
|
Daun tua
|
Klorofil a
|
3,95386
|
7,61759
|
4,43209
|
Klorofil b
|
4,90592
|
5,07196
|
3,46424
|
Klorofil total
|
4,32812
|
4,47526
|
3,05654
|
Keterangan:
1. Daun tua
2.
|
|
|
3. daun muda
PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini dilakukan
pengamatan penentuan kadar klorofil pada sayuran bayam (Amaranthus sp) secara Spektroskopi.
Berdasarkan literatur, bayam memiliki kandungan klorofil yang cukup tinggi yaitu untuk kandungan klorofil total 23.0222, klorofil a 18.2622 dan
klorofil b 4.7700. Kandungan
klorofil ini cukup tinggi dibanding sayuran lain seperti
kangkung. Pada praktikum ini dilakukan pngamatan terhadap tiga
jenis daun pada bayam berdasarkan perbedaan umurnya yaitu daun muda (pucuk daun), daun setengah tua (daun urutan
ketiga dari pucuk) dan daun tua (daun urutan kelima dari pucuk).
Sebelumnya
dilakukan ekstraksi pada ketiga jenis
daun tersebut. Selanjutnya
menghitung kadar klorofil dengan menggunakan spektrofotometer. Alat yang digunakan untuk
mengamati kadar klorofil pada praktikum ini yaitu
Spectronic 20 Spektrofotometer. Prinsip kerjanya adalah menentukan kadar
klorofil dengan spektrum cahaya (panjang gelombang) tertentu
yang dipancarkan ke molekul klorofil didalam alat
tersebut. Senyawa
tertentu hanya menyerap foton yang bersesuaian dengan panjang gelombang
tertentu dan oleh karena itu setiap pigmen memiliki spektrum absorbsinya yang
unik. Klorofil
a dan klorofil b karena memiliki absorbsi spektrumnya yang kuat pada kisaran
panjang gelaobang 600-700 nm. Klorofil-a (C55H72O5N4Mg)
yang berwarna hijau tua dan klorofil-b (C55H70O6N4Mg)
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).
a. Daun
muda
Daun
muda dari Amaranthus sp umumnya
memiliki warna yang lebih muda dibandingkan dengan daun setengah tua dan daun
dewasa serta memiliki kandungan klorofil yang berbeda-beda. Setelah dilakukan
pengukuran terhadap konsentrasi klorofilnya pada tabel 2 diperoleh klorofil a sebesar
3,95386 mg/l dan klorofil b sebesar 4,90592 mg/l. adapun klorofil totalnya adalah 4,32812 mg/l. Hal ini
menunjukan bahwa jumlah klorofil terbanyak pada daun muda adalah klorofil b.
b.
Daun setengah tua
Pada daun setengah tua yang
berwarna hijau tua ternyata mengandung
klorofil total dengan konsentrasi 4,47526 mg/l
dan klorofil a 7,61759 mg/l
serta klorofil b 5,07196 mg/l.
Dari hasil tersebut ternyata yang mendominasi
adalah klorofil a dengan konsentrasi
tertinggi. Dibandingkan dengan daun muda, jumlah klorofil pada daun setengah
tua jauh lebih besar. Hal ini dikarenakan adanya peningkatan secara signifikan
pada jumlah klorofilnya sehingga proses fotosintesis tentunya dapat berjalan
lebih optimal.
- Daun dewasa
Pada daun dewasa umumnya
memiliki warna lebih hijau tua. Hasil pengukuran konsentrasi klorofil yang
terkandung di dalam daun ini diperoleh untuk klorofil total sebesar 3,05654 mg/l, klorofil a 4,43209 mg/l dan klorofil b 3,46424 mg/l. Jumlah klorofil b lebih kecil dibandingkan
dengan klorofil a. Jumlah
klorofilnya jauh lebih kecil dari pada daun muda dan setengah tua. Hal ini
disebabkan oleh penuaan dan sedikit demi sedikit jumlah klorofil terus
berkurang hingga akhirnya daun tersebut gugur (absisi). Berkurangnya jumlah
klorofil menyebabkan efektifitas fotosintesisnya berkurang.
Menurut Subandi (2008), semua
tanaman hijau mengandung klorofil a dan klorofil b. Klorofil a terdapat sekitar
75 % dari total klorofil. Begitu juga jika klorofil a dijumlahkan dengan klorofil
b, hasilnya berbeda dimana klorofil totalnya lebih besar dari pada hasil yang didapatkan dengan
perhitungan menggunakan rumus perbandingan optical density. Perbedaan ini
mungkin saja terjadi karena adanya
pigmen klorofil lain selain pigmen klorofil a dan b.
Berdasarkan
pengamatan pada tabel 2 dapat dilihat bahwa daun tengah mengandung pigmen
klorofil total yang paling tinggi dibanding daun muda dan daun tua. Sedangkan
kadar klorofil total terendah dimiliki oleh daun tua. Akan tetapi, daun tua
memiliki kadar klorofil a yang lebih tinggi dari daun muda. Pada daun muda, daunnya
hijau muda. Warna ini ditentukan oleh klorofil b yang terkandung didalamnya
lebih besar dari daun tua. Sedangkan pada daun tengah daun berwarna hijau tua.
Warna ini ditentukan oleh pigmen klorofil a. Sedangkan untuk daun yang tua,
warnanya juga tidak jauh berbeda dengan daun tengah, karena posisinya yang
masih berdekatan. Untuk daun tua yang warnanya hampir menguning, pigmen dominan
adalah xantofil (Subandi, 2008).
KESIMPULAN
Pengukuran jumlah klorofil
dapat dengan dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer BAUSCH & LOMB
SPECTRONIC 20 SPECTOPHOTOMETER dan dibutuhkan
keterampilan dan pengetahuan khusus dalam penggunaannya. Pada daun yang
masih muda konsentrasi klorofil masih rendah, sedangkan daun setengah tua
sangat tinggi dan menurun drastis pada
daun dewasa akibat penuaan. Tingginya
konsentrasi klorofil menunjukkan tingginya penyerapan energi cahaya oleh daun
itu sendiri. Semakain tinggi penyerapan cahaya pada daun maka semakin maksimal kinerja dalam proses
fotosintesisnya.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell,
dkk. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Dwijoseputro,
D. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Jakarta : Gramedia.
Lakitan, Benyamin. 2007. Dasar-Dasar
Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada.
Limantara L. 2007. Mengapa Kita Butuh Makanan Tambahan / Food
Suplemen? (http://pengobatan.wordpress.com/2007/04/14/mengapa-kita-butuh-makanan-tambahanfood-suplemen/) (Diakses tanggal 29 Mei 2011).
Noggle, Ray, R dan Fritzs, J.
George. 1979. Introductor Plant Physiology. New Delhi : Mall of India
Private Ilmited.
Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi
Tumbuhan Jilid 2. Bandung : ITB.
Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi
Tumbuhan Jilid I. Bandung : ITB.
Santoso. 2004. Fisiologi
Tumbuhan. Bengkulu : Universitas Muhammadiyah Bengkulu.
Setiari, Nintya dan
Yulita Nurchayati. 2009. Eksplorasi
Kandungan Klorofil pada beberapa sayuran Hijau sebagai Alternatif Bahan Dasar Food Supplement. BIOMA,
Juni 2009 Vol. 11, No. 1, Hal. 6-10 (15 Mei 2011).
Taiz L. and E.
Zieger. 1998. Plant Physiology.
Sinauer Associates Inc., Publisher. Sunderland. Massachusetts.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar