TINJAUAN PUSTAKA
2.2. Tanaman Rimbang (Solanum torvum swartz)
2.2. Tanaman Rimbang (Solanum torvum swartz)
Tanaman ini termasuk tanaman perdu yang tumbuh tegak dengan tinggi sekitar 3 m. Batang bulat, berkayu, bercabang, dan berduri. Daunnya tunggal, berwarna hijau, ujung meruncing dengan panjang sekitar 27 - 30 cm dan lebar 20 - 24 cm. Bunga majemuk, bentuk bintang, berbulu, bertajuk lima, dan runcing. Bijinya pipih, kecil, licin dan berwarna putih kekuningan. Berakar tunggang menjalar di dalam tanah (Sirait, 2009).
Nama lain rimbang ini adalah terung pipit (melayu), terong pipit, cepokak, pokak (Jawa), takokak (Sunda) . Sedangkan di negara lain sering disebut Turkey berry (Margoting, 2005).
Gambar 2.2. Deskripsi tanaman rimbang
Kingdom : Plantae Subkingdom : Tracheobionta Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Bangsa : Solanales Suku : Solanaceace Marga : Solanum
Jenis : Solanum Torvum Swartz
(www.Plantamor.com.2009)
generatif. Perbanyakan dengan biji dilakukan dengan terlebih dahulu membuang daging buah kemudian disemaikan. Setelah ketinggian benih sekitar 10 cm dipindahkan ke lahan yang telah disiapkan dengan jarak tanaman 70 x 80 cm. Pemeliharaan tanaman cepoka hanya dengan membersihkan gulma dan menggemburkan tanah. Tanaman ini merupakan tanaman yang tahan terhadap penyakit layu, tidak seperti jenis Solanaceae lainnya. Buah pertama cepoka dapat dipanen setelah berumur sekitar 3 - 4 bulan dari waktu tanam (Sirait, 2009). Rimbangmerupakan tanaman semak berakar kuat dan tahan serangan hama, sehingga dapat digunakan sebagai batang bawah pada penyambungan tanaman, yaitu untuk mengatasi penyakit yang mempengaruhi sistem akar, sehingga memungkinkan tanaman berproduksi lebih lama. Buah segar yang hijau dapat dimakan langsung atau digunakan dalam masakan. Ekstrak dari tanaman berguna untuk pengobatan penyakit kulit. Di daerah Sumatera Utara buah rimbang sering ditambahkan kedalam masakan dan menjadi lalapan yang sangat digemari (wikipedia,2009)
Setiap 100 g buah yang dapat dimakan terkandung air 89 g, karbohidrat 7,9 g, protein 2 g, lemak 0,1 g, mineral 1 g kalsium 50 mg, posfor 30 mg, besi 2 mg, vitamin A 225 mg, vitamin B 0,08 mg, dan vitamin C 80 mg (Oey Kam Nio,1992).
Kandungan senyawa kimia lainnya yaitu solasodin 0,84% pada daun, solasonin 0,1% pada buah yang sudah kuning, chlorogenin pada buah mentah dan jurubin pada akar (Sirait, 2009).
2. 3. Bioteknologi Sambung Pucuk ( Grafting ).
Bioteknologi berkaitan dengan reaksi biologis oleh jasad hidup sebagai organisme yang memiliki organel sel, jaringan dan molekul, seperti DNA, RNA, protein dan enzim. Bioteknologi mempunyai banyak cabang, salah satu diantaranya adalah bioteknologi tanaman.
Tanaman produk bioteknologi telah banyak diperdagangkan di berbagai negara. Tanaman hasil bioteknologi menyerupai tanaman asalnya, tetapi memiliki sifat-sifat tertentu yang menyebabkan tanaman lebih baik. Tanaman tersebut memberikan keuntungan bagi petani dan konsumen. Petani memperoleh hasil yang lebih tinggi, sedangkan konsumen memperoleh hasil yang lebih menyehatkan. Ada dua bioteknologi tanaman, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Pada bioteknologi modern penerapan tekhnik biologi molekulernya sudah maju, penggunaan alat sudah cangih tetapi membutuhkan biaya mahal, butuh tenaga ahli dan hasil tidak dapat diprediksi. Contoh nyata pada bioteknologi modern adalah penggunaan tanaman transgenik yang membawa gen ketahanan terhadap hama dan penyakit dengan cara fusi sel, fusi protoplasma dan rekombinasi segmen gen. Sedangkan pada bioteknologi konvensional penerapan tekhnik biologi molekulernya masih terbatas, penggunaan alat sederhana, membutuhkan biaya murah, tidak butuh tenaga ahli dan hasil dapat diprediksi. Contoh dari bioteknologi konvensional adalah penggunaan galur tanaman alami yang belum mengalami modifikasi dengan cara okulasi dan sambung pucuk (wikipedia, 2009)
Sambung pucuk atau grafting adalah seni menyambungkan dua jaringan tanaman hidup sedemikian rupa sehingga keduanya bergabung, tumbuh dan berkembang
sebagai satu tanaman baru. Berdasarkan tekhnik sambungan maka sambung pucuk terbagi atas :
a. Sambung baji (wedge grafting).
b. Sambung baji terbalik (interved wedge grafting) c. Sambung cumeti
d. Sambung celah lidah (whip and tongue grafting)
Sambung baji merupakan cara penyambungan yang paling mudah dilakukan. Cara ini paling banyak dilakukan oleh penangkar bibit. Sambung baji dapat dilakukan dengan memotong atau menyayat batang bawah dan batang atas dengan potongan bentuk baji/ mata kampak/ bentuk huruf V. Calon batang atas yang telah dipotong dimasukan ke celah batang bawah kemudian diikat.
b
a c
Gambar 2.3. Sambung pucuk dengan tekhnik baji. (a = batang bawah, b = batang atas dan c = penyambungan batang bawah dengan batang atas)
Tanaman sebelah atas disebut entris atau scion, tanaman batang bawah disebut understam atau rootstock. Menurut Ashari (1995), batang bawah pada umumnya
mempengaruhi batang atas dan sebaliknya batang atas juga dapat mempengaruhi batang bawah. Pengaruh batang bawah terhadap batang atas antara lain:
a. Mengontrol kecepatan tumbuh batang atas dan bentuk tajuknya. b. Mengontrol pembungaan.
c. Mengontrol jumlah tunas dan hasil batang atas.
d. Mengontrol ukuran buah, kualitas buah, kemasakan buah. e. Agar resisten terhadap hama dan penyakit tanaman.
Menurut Ashari (1995) sel-sel parenkim batang atas dan batang bawah masing-masing mengadakan kontak langsung, saling menyatu dan membaur. Sel parenkim tertentu mengadakan diferensiasi membentuk kambium sebagai kelanjutan dari kambium batang atas dan batang bawah yang lama. Pada akhirnya terbentuk jaringan/pembuluh dari kambium yang baru sehingga proses translokasi hara dari batang bawah ke batang atas dan sebaliknya dapat berlangsung kembali. Agar proses pertautan tersebut dapat berlanjut, sel atau jaringan meristem antara daerah potongan harus terjadi kontak untuk saling menjalin secara sempurna. Ashari (1995) mengemukakan bahwa hal ini hanya mungkin jika kedua jenis tanaman cocok (kompatibel) dan irisan rata, serta pengikatan sambungan tidak terlalu lemah dan tidak terlalu kuat, sehingga tidak terjadi kerusakan jaringan.
Setelah dilakukan penyambungan sel-sel batang bawah dan sel-sel batang atas yang dilapisi oleh membran plasma yang terdiri dari senyawa fospat dan protein integral masing-masing tetap melakukan pembelahan sel dan saling berinteraksi dengan bantuan enzim difospatase. Semakin besar tanaman maka semakin tebal lapisan sel yang berinteraksi sehingga terjadi perpaduan yang kokoh antara batang atas dan
batang bawah. Setelah terjadi perpaduan proses transportasi zat hara dan air serta produk biosintesis dalam tanaman kembali berlangsung sebagaimana mestinya (Finean JB, 1979)
Kompatibilitas adalah kemampuan dua jenis tanaman yang disambung untuk menjadi satu tanaman baru. Kedua tanaman yang disambung akan menghasilkan persentase kompatibilitas tinggi jika masih dalam satu spesies atau bahkan satu famili, tergantung jenis tanaman masing-masing (Ashari, 1995). Sebaliknya menurut Hartmann et al (1997) Inkompatibilitas antar jenis tanaman yang disambung dapat dilihat dari kriteria sebagai berikut :
a. Tingkat keberhasilan sambungan rendah.
b. Pada tanaman yang sudah berhasil tumbuh, terlihat daunnya menguning, rontok, dan mati tunas.
c. Mati muda, pada bibit sambungan .
d. Laju pertumbuhan antara batang bawah dengan batang atas berbeda.
e. Terjadinya pertumbuhan yang berlebihan pada batang atas maupun batang
bawah.
2. 4. Karbohidrat.
Karbohidrat adalah sumber energi utama bagi hampir seluruh penduduk dunia khususnya bagi penduduk negara yang sedang berkembang. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan. Karbohidrat juga mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya rasa,warna dan tekstur buah (Winarno, 1992)
Karbohidrat adalah senyawa yang terdiri dari polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton yang dapat digolongan menjadi tiga yaitu monosakarida, 0ligosakarida dan polisakarida.
Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6 atom karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (-OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Struktur glukosa dan fruktosa digunakan sebagai dasar untuk membedakan antara gula reduksi dan gula non-reduksi. Penamaan gula reduksi ialah didasarkan pada adanya gugus aldehid (–CHO) dan keton (C=O) yang dapat mereduksi larutan Cu2+ menjadi Cu+ yang ditandai dengan terbentuknya endapan merah bata. Monosakharida yang mengandung enam karbon mempunyai formula molekul C6H12O6. Termasuk di dalamnya glukosa (juga dikenal sebagai dekstrosa) yang terdapat pada tumbuhan, buah yang masak, madu, jagung manis, dan sebagainya.
Gambar 2.4. struktur monosakarida
Glukosa Fruktosa Ribosa
Oligosakarida merupakan golongan karbohidrat yang molekulnya terdiri dari 2 sampai 10 unit monosakarida dan dapat larut dalam air serta banyak terdapat di alam diantaranya sukrosa. Sukrosa terdapat dalam buah-buahan masak, dan getah pohon serta tersebar luas di alam. Maltosa ditemukan dalam biji yang sedang tumbuh dan mengandung dua molekul glukosa. Laktosa adalah gula susu dan hanya terdapat dalam susu (atau hasil-hasil dari susu).
Polisakarida merupakan senyawa yang terdiri dari gabungan molekul monosakarida yang berjumlah banyak (lebih dari 10 unit monosakarida) sehingga senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida yang penting adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati/serat.
Biosintesis karbohidrat yaitu proses anabolisme atau pembentukan karbohidrat dari senyawa air dan karbondioksida dengan menggunakan energi cahaya yang dikenal
juga dengan fotosintesis. Baik karbohidrat ataupun oksigen yang dihasilkan fotosintesis, merupakan senyawa kimia yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup. Fotosintesis pada tumbuhan bersifat autotrof yang berarti dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari : cahaya/ khlorofil
6H2O + 6CO2 6H12O6 + 6O2
lukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa
dkk (2002), pada dasarnya rangkaian reaksi fotosintesis dapat
4. 1. Reaksi Terang.
cahaya diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada C
G
dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. 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 kloroplas. Didalam khloroplas terdapat pigmen pemberi warna hijau yang disebut klorofil. Klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Cahaya akan menuju mesofil tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis.
Menurut lestari, R.
dibagi dua yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
2.
Di dalam daun,
pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Molekul klorofil pada fotosistem I
menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nanometer. Molekul klorofil fotosistem II menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis. Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, sehingga melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
Pada saat yang sa juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.
2. 4. 2. Reaksi Gelap
ATP dan NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang memicu berbagai reaksi biokimia. Pada tumbuhan terjadi reaksi gelap pada siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida membentuk ribulosa dan akhirnya menjadi glukosa. Reaksi ini disebut reaksi gelap adalah karena tidak bergantung pada cahaya.
Gambar 2.6. Reaksi gelap pada fotosintesis ma dengan ionisasi fotosistem II, cahaya
Reak
2 dikonversi menjadi molekul organik (fixation) melalui pe
3-phosphoglycerate menerima tambahan fosfat membentuk
1,3-spat).
enjadi RuBP melalui reaksi yang
idrat terjadi dengan reaksi:
+
+ 12e
si gelap dapat dibagi atas tiga tahap, yaitu :
a. Fiksasi karbon.
Sebuah molekul CO
ngikatan ke gula 5C (ribulose bisphosphate) yang dikatalisasi enzim RuBP carboxylase (Rubisco). Selanjutnya gula 6C dipecah menjadi 3-phosphoglycerate. b.Reduksi CO2.
Tiap molekul
Bisphosphoglycerate (fosforilasi). NADPH dioksidasi menjadi NADP dan elektron yang ditransfer ke 1,3-Bisphosphoglycerate memecah molekul hingga tereduksi menjadi Glyceraldehyde 3-phosphate.
c. Regenerasi RuBP (Ribulosa bipo Glyceraldehyde 3-phosphate dikonversi m melibatkan fosforilasi molekul oleh ATP. Dari uraian diatas maka biosintesis karboh
6H2O 3O2 + 12H+ + 12e 6NADP+ + 12H+ + 12e 6NADPH + 6H 18 ADP + 18P 18ATP 6NADPH 6NADP+ + 6H+ 6CO2 + 12 H+ +12e C6H1206 + 3O2 18ATP 18ADP + 18P 6CO2 + 6H2O C6H1206 + 6O2 +
Menurut Jumin (1989) dari reaksi fotosintesis tersebut ada beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis yaitu intensitas cahaya, konsentrasi karbondioksida, Suhu, kadar air, kadar fotosintat (hasil fotosintesis) dan tahap pertumbuhan. Faktor tersebut akan mempengaruhi kapasitas daun sebagai tempat terjadinya fotosintesis dan buah, batang serta akar sebagai penyimpan hasil fotosintesis (produk biosintesis). Jika intensitas cahaya, konsentrasi karbondioksida dan suhu tersedia pada kondisi tak dibatasi, maka kadar air, kadar fotosintat (produk biosintesis) dan tahap pertumbuhan akan mempengaruhi kapasitas daun, akar, batang dan buah. Banyaknya air sebagai reaktan dan sebagai pelarut zat hara dalam tanaman sangat dipengaruhi oleh sistem perakaran. Makin panjang dan dalam akar menembus tanah makin banyak air yang diserap bila dibandingkan dengan perakaran yang pendek dan dangkal. Makin banyak air maka makin banyak produk biosintesis yang dapat ditranslokasikan melalui floem ke akar, batang dan buah. Pada tahap perkecambahan akar lebih banyak membutuhkan produk biosintesis.
Uji kualitatif terhadap karbohidrat sebagai produk biosintesis dapat dilakukan dengan dua cara yaitu menggunakan reaksi pembentukan warna dan menggunakan cara kromatografi (TLC, GC dan HPLC). Dikarenakan efisiensi pengujian, pada umumnya untuk pengujian secara kualitatif hanya digunakan reaksi pembentukan warna sebagai dasar penentuan kandungan karbohidrat dalam suatu bahan. Sedikitnya ada tujuh reaksi pembentukan warna, yaitu reaksi Molisch, reaksi Barfoed, reaksi Fehling, reaksi Iodium, reaksi Benedict danreaksi Seliwanoff. Reaksi benedict merupakan reaksi yang lebih mudah dan sederhana langkah kerjanya tetapi spesifik untuk kelompok karbohidrat yang mengandung glukosa dan fruktosa. Teori yang mendasarinya reaksi
ini adalah gula yang mengandung gugus aldehida dan keton akan mereduksi ion Cu2+ dalam suasana alkalis menjadi Cu+, yang mengendap sebagai Cu2O (kupro oksida) berwarna merah bata.
Untuk penetapan kadar karbohidrat (uji kuantitatif) dapat dilakukan dengan metode fisika, kimia, enzimatik, dan kromatografi. Dalam metode kimia ada dua cara, yang pertama dengan melihat metode SNI cara uji makanan dan minuman nomor SNI 01-2892-1992. Cara yang kedua dengan menggunakan metode Nelson Somogyi, yakni dengan prinsip reaksi reduksi CuSO4 oleh gugus karbonil pada gula reduksi yang setelah dipanaskan terbentuk endapan kupru oksida (Cu2O) kemudian ditambahkan Na-sitrat dan Na-tatrat serta asam fosfomolibdat agar terbentuk suatu senyawa komplek berwarna biru yang dapat diukur absorbansinya dengan spektrofotometer. Spektrofotometer digunakan karena kemampuannya dalam menganalisis banyak senyawa kimia serta kepraktisannya dalam hal preparasi sampel apabila dibandingkan dengan beberapa metode analisis. Spektrofotometri uv-vis adalah pengukuran serapan cahaya oleh suatu senyawa di daerah ultraviolet (200 – 350 nm) dan sinar tampak (350 – 800 nm). Serapan cahaya uv atau cahaya tampak mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Panjang gelombang cahaya uv atau cahaya tampak bergantung pada mudahnya promosi elektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron, akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang memerlukan energi lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih panjang. Senyawa yang menyerap cahaya dalam daerah tampak (senyawa berwarna) mempunyai elektron
yang lebih mudah dipromosikan dari pada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang lebih pendek
Prinsip penentuan spektrofotometer UV-Vis adalah aplikasi dari Hukum Lambert-Beer, yaitu:
A = - log T = - log It / Io = ε . b . C
Dimana: A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur .
ε = Koefisien ekstingsi.
T = Transmitansi. b = Tebal kuvet yang digunakan.
I0 = Intensitas sinar masuk.
It = Intensitas sinar yang diteruskan.
C = Konsentrasi dari sampel. (Sastrohamidjojo, 1991).
BAB III