HASIL DAN PEMBAHASAN
B. Sifat Fisik dan Kimia Buah Manggis
Buah manggis yang disukai konsumen memiliki kulit yang tipis dan tidak keras, sehingga mudah dibuka. Aplikasi Ca pada umumnya tidak menurunkan sifat fisik buah manggis seperti ukuran diameter dan edible portion buah manggis, serta tidak meningkatkan ketebalan kulit dan kekerasan buah manggis (Tabel 4).
Tabel 4 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap sifat fisik buah manggis umur 15-16 MSA
Perlakuan Diameter buah
(cm) Edible portion (%) Ketebalan kulit buah (cm) Kekerasan kulit buah (kg) Transversal Longitudinal Kontrol 5.21±0.14 4.84±0.10 31.28±3.64 0.70±0.06 0.81±0.06 CaCl2 0.25 M 5.07±0.40 4.74±0.31 29.81±1.27 0.71±0.06 0.84±0.03 CaCl2 0.5 M 5.25±0.21 4.77±0.09 31.52±0.90 0.68±0.09 0.83±0.03 CaCl2 1 M 5.13±0.13 4.76±0.05 31.61±0.71 0.72±0.07 0.82±0.03 Ca(OH)2 0.25 M 5.29±0.47 4.84±0.23 29.84±1.87 0.70±0.06 0.82±0.03 Ca(OH)2 0.5 M 5.30±0.41 4.74±0.36 30.15±1.42 0.70±0.07 0.84±0.03 Ca(OH)2 1 M 5.25±0.17 4.79±0.12 29.97±0.59 0.70±0.06 0.79±0.06
Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi)
Aplikasi Ca secara eksternal tidak mempengaruhi kekerasan kulit dan ukuran buah manggis. Hal ini berbeda dengan penelitian aplikasi Ca pada buah mangga yang meningkatkan kekerasan buah (Le-Van et al. 2006), sedangkan pada buah tomat justru menurunkan kekerasan buah (Hao & Papadopoulos 2000). Aplikasi Ca secara eksternal pada buah ceri manis juga tidak mempengaruhi ukuran buah (Callan 1986), berbeda pada buah pear yang mampu meningkatkan ukuran buah (Raese & Drake 1995).
Rasio PTT/TAT merupakan salah satu parameter yang dipakai sebagai indikator kualitas buah manggis. Semakin tinggi nilai rasio PTT/TAT maka mutu
buah untuk dikonsumsi akan semakin baik. Aplikasi Ca secara eksternal tidak menurunkan PTT dan tidak meningkatkan total asam tertitrasi TAT (Tabel 5).
Tabel 5 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap sifat kimia (PTT, TAT dan rasio PTT/TAT) buah manggis umur 15-16 MSA
Perlakuan PTT (0brix) TAT (%) Rasio PTT/TAT
Kontrol 19.15±1.22 0.65±0.07 29.46 CaCl2 0.25 M 19.33±1.16 0.65±0.06 29.74 CaCl2 0.5 M 18.88±1.13 0.64±0.05 29.50 CaCl2 1 M 18.81±1.36 0.64±0.06 29.39 Ca(OH)2 0.25 M 19.44±1.19 0.65±0.07 29.91 Ca(OH)2 0.5 M 19.37±1.80 0.67±0.67 28.91 Ca(OH)2 1 M 18.94±1.11 0.66±0.04 28.70
Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi).
PTT : Total Padatan Terlarut, TAT : Total Asam Tertitrasi
Aplikasi Ca secara eksternal tidak mengurangi rasa manis (PTT) dan tidak meningkatkan rasa asam (TAT) buah manggis. Hal ini berbeda dengan penelitian Callan (1986) yang melaporkan bahwa aplikasi Ca(OH)2 pada buah ceri manis
meningkatkan PTT dibanding kontrol. Aplikasi Ca secara eksternal justru menurunkan PTT pada buah apel (Moor et al. 2006), dan pada buah tomat (Hao & Papadopoulos 1990). Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh karakteristik kimia buah yang berbeda antara buah manggis, ceri manis, apel dan tomat.
Respon Fisiologi Aplikasi Kalsium Secara Eksternal
Efek aplikasi kalsium secara eksternal mampu menurunkan skor getah kuning pada aril dan pada kulit manggis, tetapi tidak meningkatkan akumulasi kalsium pada perikap. Penyemprotan kalsium secara eksternal pada buah manggis juga tidak meningkatkan kalsium struktural (Ca pektat dan Ca fosfat) pada perikap secara nyata dibandingkan kontrol (Gambar 9 dan 10). Penyemprotan kalsium juga tidak meningkatkan konsentrasi kalsium total pada buah leci (Huang et al. 2008). Hal ini berbeda pada buah apel, penyemprotan kalsium nitrat justru efektif meningkatkan konsentrasi kalsium buah (Lotze & Theron 2007). Faktor yang menyebabkan tidak meningkatnya konsentrasi kalsium total perikarp buah manggis adalah kegagalan aplikasi kalsium menjadi bagian struktural dinding sel. Faktor utama yaitu sulitnya penyerapan kalsium pada permukaan buah. Kohl (1961) menghitung penyerapan Ca yang disemprotkan ke permukaan buah sangat
kecil <1µg/cm2, akibatnya efek penyemprotan kalsium ke buah sangat terbatas, dan peningkatan Ca total buah tidak lebih dari 0.1-0.5mg/100gr bobot buah basah. Hal inilah yang menyebabkan kalsium total tidak meningkat secara signifikan (Gambar 9).
Gambar 9 Efek 4 kali penyemprotan kalsium klorida (CaCl2) dan kalsium
hidroksida (Ca(OH)2 pada tahap perkembangan buah manggis yang
berbeda terhadap konsentrasi kalsium total pada perikarp manggis umur 15-16 MSA (Rata-rata±standar eror).
Keterangan perlakuan (1: kontrol, 2: CaCl2 konsentrasi 0.25M, 3:
CaCl2 konsentrasi 0.5M, 4: CaCl2 konsentrasi 1M, 5: Ca(OH)2
konsentrasi 0.25M, 6: Ca(OH)2 konsentrasi 0.5M, 7: Ca(OH)2
konsentrasi 1M).
Faktor lain yang menyebabkan tidak terjadi peningkatan kalsium total pada perikarp buah manggis umur 15-16 MSA yaitu mekanisme aktif yang mengerakkan kalsium dari permukaan buah ke dalam jaringan buah sangat kurang. Hal ini disebabkan kalsium merupakan unsur yang sedikit mobil dan mekanisme translokasinya masih belum jelas. Penyerapan kalsium adalah proses pasif yang tergantung pada pembukaan stomata. Stomata pada buah umumnya densitasnya lebih rendah dari pada daun dan seringkali tidak fungsional (Huang et al. 2008), meskipun demikian aplikasi kalsium tersebut telah dapat menekan munculnya getah kuning pada manggis.
Kandungan kalsium total pada buah dapat dipisahkan ke dalam beberapa fraksi kelarutan dan akibat aktivitas fisiologi yang berbeda. Kalsium yang terlarut air (Ca terlarut), berasosiasi dengan komponen asam organik, klorida (CaCl2),
nitrat (Ca(NO3)2) dan dapat bertukar dan diserap oleh pektin (Ca pektat). Ca
0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 1 2 3 4 5 6 7 K on se n tr asi Ca tot al (% ) Perlakuan
tersebut dipertimbangkan sebagai aktifitas fisiologi pada tanaman dan terikat lemah. Sebaliknya Ca dalam bentuk ikatan kuat, seperti Ca fosfat, karbonat dan oksalat (Saure 2005). Pengukuran berbagai bentuk kalsium seperti Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat, Ca oksalat dilakukan pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA (Gambar 10).
Gambar 10 Efek 4 kali penyemprotan CaCl2 dan Ca(OH)2 konsentrasi 0.25M,
0.5M dan 1 M pada perikarp buah manggis yang umur 10MSA dan 15-16MSA terhadap konsentrasi beberapa bentuk kalsium di perikap buah manggis. A. Konsentrasi Ca terlarut, B. Ca pektat, C. Ca fosfat dan D. Ca oksalat (Nilai Rata-rata±Standar Error).
Keterangan perlakuan (1: kontrol, 2: CaCl2 konsentrasi 0.25M, 3:
CaCl2 konsentrasi 0.5M, 4: CaCl2 konsentrasi 1M, 5: Ca(OH)2
konsentrasi 0.25M, 6: Ca(OH)2 konsentrasi 0.5M, 7: Ca(OH)2
konsentrasi 1M).
Aplikasi kalsium secara ekternal tidak meningkatkan akumulasi Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat dan Ca oksalat secara nyata pada umur 10 MSA. Pada umur 15-16 MSA akumulasi Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat dan Ca oksalat cenderung meningkat setelah aplikasi kalsium secara eksternal, walaupun tidak secara nyata bila dibandingkan dengan kontrol (Gambar 10).
Kalsium terlarut, Ca pektat dan fosfat mengalami peningkatan dari 10 MSA ke 15-16 MSA, sebaliknya Ca oksalat menunjukkan kecenderungan
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca ( %) Ca terlarut 10 MSA Ca terlarut 15-16 MSA 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca ( %) Ca pektat 10 MSA Ca pektat 15-16 MSA 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca ( %) Perlakuan Ca fosfat 10 MSA Ca fosfat 15-16 MSA 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca ( %) Perlakuan Ca oksalat 10 MSA Ca oksalat 15-16 MSA A B C D
penurunan (Gambar 10). Kecenderungan yang sama juga ditunjukkan oleh peneliti lain, pada aplikasi kalsium klorida secara eksternal pada buah leci menunjukkan konsentrasi Ca terlarut dan Ca struktural (Ca pektat dan fosfat) meningkat dari umur 5 ke umur 8 MSA, sedangkan Ca oksalat menurun (Huang et al. 2008).
Kalsium terlarut merupakan kalsium yang terlarut dalam air. Ca pektat merupakan asosiasi yang terbentuk antara Ca yang terikat pektat, yang membentuk ikatan silang komponen penyusun lamela tengah dari dinding sel. Kalsium fosfat merupakan asosiasi kalsium yang terikat dengan fosfat. Fosfat merupakan salah satu komponen unsur yang menyusun membran sel, asam nukleat dan ATP. Ketiga jenis kalsium tersebut memiliki peran penting dalam proses fisiologi, terutama Ca pektat dan Ca fosfat yang berperan dalam menyusun dinding sel dan membran sel. Kalsium terlarut di dalam sel diperlukan untuk menyampaikan pesan di dalam sitoplasma sel.
Kalsium terlarut, Ca pektat dan fosfat merupakan kalsium yang lebih mudah larut sehingga menjadi bentuk yang mudah tersedia bagi tanaman untuk aktivitas fisiologi. Pada umur 10 MSA merupakan fase pertumbuhan cepat pada manggis, sedangkan umur 15-16 MSA merupakan fase pematangan. Kebutuhan Ca saat fase pertumbuhan cepat untuk aktifitas fisiologis dan komponen pembentuk struktur sel (dinding sel, membran sel, asam nukleat) lebih banyak dibandingkan saat fase pematangan. Kalsium dalam bentuk tersedia digunakan untuk proses tersebut, sehingga konsentrasi Ca pada umur 10 MSA lebih rendah dari pada umur 15-16 MSA.
Hasil penelitian menunjukkan akumulasi Ca oksalat cenderung lebih tinggi pada buah yang muda (10 MSA) dibanding saat buah matang (15-16 MSA). Kalsium oksalat disimpan dalam jumlah besar pada seluruh parenkim buah muda dan mungkin akan diuraikan lagi, kecuali jika kelarutannya rendah dan remobil (Saure 2005). Kalsium merupakan unsur immobil yang transportasinya melalui xilem, tetapi dapat melintasi floem secara simplas. Transportasi melalui floem dapat terjadi jika terdapat sinyal ketersediaan konsentrasi Ca2+ bebas dalam sitoplasma yang rendah, sehingga akan menjadi faktor pembatas yang menyebabkan Ca sedikit mobil (Raven 1977).
Kalsium oksalat menunjukkan akumulasi yang paling banyak (sekitar 50- 60%) dalam jaringan buah manggis, dibandingkan Ca terlarut, pektat dan fosfat (Gambar 10). Kalsium oksalat adalah mineral paling melimpah pada jaringan tanaman. Kalsium oksalat bersinergi dengan komponen terpenoid, yang berfungsi sebagai pertahanan dari herbivora dan insektisida (Korth et al. 2006). Kalsium oksalat membentuk ikatan yang paling kuat dan paling sulit terlarut dibandingkan dengan Ca terlarut, pektat dan fosfat (Saure 2005), hal inilah yang menyebabkan akumulasi Ca oksalat lebih banyak.
Korelasi Antara Skor Getah dan Konsentrasi Kalsium Pektat pada Perikarp Peningkatan konsentrasi Ca pektat cenderung meningkat dengan penurunan skor getah kuning pada kulit setelah aplikasi Ca(OH)2. Hubungan antara skor
getah kuning pada kulit dengan konsentrasi Ca pektat menunjukkan kecenderungan korelasi negatif (R2=0.37, r=-0.61, p<0.05). Konsentrasi Ca pektat tidak berkorelasi dengan skor getah kuning pada aril setelah aplikasi CaCl2
(R2=0.25, r=-0.50, p>0.05), tetapi menunjukkan korelasi pada taraf kepercayaan 10%. Konsentrasi Ca pektat pada perikarp yang semakin meningkat, cenderung mengurangi munculnya getah kuning. Hal ini membuktikan bahwa Ca pektat merupakan struktur dinding sel (lamela tengah) yang melindungi keluarnya getah dari saluran sekretori. Saluran getah kuning sudah dijumpai pada umur -1 MSA (Rai et al. 2006) dan masih ada sampai buah manggis matang (umur 15-16 MSA). Tipe saluran getah kuning adalah saluran (kanal) bercabang dan ruang sekretorinya terbentuk secara skizogen (Fahn 1990). Saluran getah kuning merupakan sebuah lumen besar yang dikelilingi sel epithelium yang spesifik (Dorly et al. 2008). Sel epithelium dengan struktur dinding sel yang kuat, mampu mencegah keluarnya getah dari lumen.
KESIMPULAN
Kesimpulan
Efek 4 kali aplikasi kalsium secara eksternal pada permukaan buah manggis muda (umur 2, 4, 6 dan 8 MSA) secara umum mampu menurunkan skor getah kuning baik pada kulit maupun aril buah manggis. Jenis kalsium yang diaplikasikan (Ca(OH)2 dan CaCl2) memberikan respon yang berbeda terhadap
penurunan skor getah kuning. Ca(OH)2 konsentrasi 1M lebih efektif menurunkan
skor getah kuning pada kulit sebesar 26%, sedangkan aplikasi CaCl2 konsentrasi
0.5 M lebih efektif menekan skor getah kuning pada aril sebesar 28% dibanding kontrol.
Respon morfologi dari sifat fisik (diameter buah, edible portion, tebal kulit dan kekerasan buah) dan sifat kimia (total padatan terlarut dan total asam tertitrasi) buah manggis tidak terpengaruh oleh aplikasi kalsium secara eksternal. Respon fisiologi menunjukkan hubungan korelasi negatif antara Ca pektat dengan skor getah kuning. Konsentrasi Ca pektat yang semakin meningkat cenderung menurunkan skor getah kuning. Aplikasi kalsium secara eksternal tidak meningkatkan Ca total perikap buah secara signifikan. Respon anatomi menunjukkan ketebalan dinding sel epitel saluran getah bagian mesokarp perlakuan CaCl2 0.5 M adalah 439-454 nm, sedangkan kontrol 330-639 nm.
Saran
Aplikasi Ca(OH)2 konsentrasi 0.25 M disarankan untuk diaplikasikan
secara eksternal pada permukaan buah manggis muda selama empat kali pada umur 2, 4, 6 dan 8 MSA. Hal ini dikarenakan Ca(OH)2 lebih mudah larut dalam
air dan mudah didapat di toko kimia atau toko bangunan dengan harga yang relatif murah (15 ribu rupiah/kg). Kalsium hidroksida dengan dosis rendah telah mampu menurunkan secara nyata skor getah kuning pada aril dibandingkan kontrol.