7 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Preparat Section dan Metode Pembuatan Preparat Section Tumbuhan Menurut (Latifa, 2015), preparat adalah sampel spesimen yang diletakkan atau dioleskan pada permukaan gelas obyek (object glass) atau slides, dengan atau tanpa pewarnaan, yang selanjutnya dapat diamati di bawah mikroskop. Metode section tumbuhan merupakan salah satu metode yang digunakan dalam pembuatan preparat jaringan tumbuhan untuk mengamati struktur-struktur jaringan tumbuhan dalam bentuk irisan penampang melintang ataupun membujur (Wahyuni, 2015). Section tumbuhan adalah pengirisan objek-objek yang besar dan tebal baik tumbuhan maupun hewan agar jaringan dan sel-selnya dapat terlihat di bawah mikroskop. Setelah objek melalui tahap fiksasi, objek memerlukan penunjang untuk memudahkan pengirisan dan biasanya menggunakan lilin atau parafin. Fungsi parafin adalah untuk merendam dan mengeblok objek yang diperlukan dan kemudian diiris (Yundani & Moebadi, 2011).
Metode section tumbuhan dapat digunakan pada semua tumbuhan yang akan dijadikan sebagai objek preparat. Sehingga menjadikan tumbuhan markisa dapat dijadikan sebagai objek praparat section. Section preparation digunakan untuk objek-objek yang besar dan tebal, baik tumbuhan maupun hewan, supaya jaringan dan sel-selnya dapat dilihat dibawah mikroskop perlu ditipiskan dengan jalan diiris-iris menjadi bagian-bagian yang kecil dan tipis. Banyak tumbuhan dan hewan yang jaringannya sangat lunak atau lembek sehingga kurang baik jika diiris, ini perlu dikeraskan atau dikakukan terlebih dahulu (Yundani & Moebadi, 2011). Metode section merupakan metode dengan fiksasi (tergantung bahan), jika bahannya tumbuhan membutuhkan fiksasi yang lebih lama ± 3 hari. (Latifa, 2015). Tujuan dari pembuatan preparat menggunakan metode section tumbuhan agar mempermudah dalam pengamatan struktur- struktur jaringan tumbuhan dalam bentuk irisan melintang maupun membujur (Wahyuni, 2015).
8 2.2 Pewarna Alami
Zat warna alami adalah zat warna (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan, hewan, atau dari sumber-sumber mineral (Koswara, 2009). Pigmen pewarna alami lebih aman digunakan jika perubahan PH, proses oksidasi, pengaruh cahaya dan pemanasan, tidak tinggi, maka pewarna alami akan stabil (Nugraheni, 2012).
Pewarna alami merupakan alternatif pewarna yang tidak toksik, dapat diperbaharui (renewable), mudah terdegradasi dan ramah lingkungan (Yernisa, 2013). Pada tulisan ini disajikan dan dibahas zat pewarna alami yang meliputi sejarah, sumber, penggolongan, cara memperoleh, kandungan senyawa kimia, dan penggunaan zat pewarna alami pada berbagai industri. Hal ini untuk memberikan informasi tentang zat pewarna yang aman, ramah lingkungan untuk digunakan pada proses pengolahan atau pembuatan produk industri, baik pada pangan, obat- obatan, kosmetika dan industri lainnya.
Menurut (Koswara, 2009), beberapa pigmen alami yang sering digunakan yaitu: Antosiani adalah zat warna yang dapat larut di air yang berwarna oranye, biru dan merah. Biasanya ditemukan dalam rasberry, anggur, bunga ros, apel, dan tumbuhan lainnya. Warna yang biasanya diekspresikan oleh buah maupun sayur tidak ditimbulkan satu macam antosianin namun sampai 15 macam yaitu peonidin, sianidin, pelargonidin, dan lain-lain yang tergolong glikosida-glikosida antosianidin. Pigmen akan berwarna merah pada pH asam dan akan berwarna biru pada pH basa. Anthocyanidins termasuk kedalam flavonoids yang sangat berwarna. Anthocyanin adalah glikosida dari antosianidin merupakan kelas fenolik memberikan warna biru-merah-oranyeungu. Sampai saat ini, lebih dari 540 pigmen antosianin telah diidentifikasi, sebagian besar merupakan variasi struktural dari glikosidiksubstitusi pada posisi 3 dan 5 dan kemungkinan asilasi residu gula dengan asam organik (Rymbai, Sharma, & Srivastav, 2011). Zat warna alami adalah zat warna (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan, hewan, atau dari sumber-sumber mineral (Koswara, 2009). Pigmen pewarna alami lebih aman digunakan jika perubahan PH, proses oksidasi, pengaruh cahaya dan pemanasan, tidak tinggi, maka pewarna alami akan stabil (Nugraheni, 2012).
Menurut (Koswara, 2009), beberapa pigmen alami yang sering digunakanmyaitu:
9 Antosianin
Antosianin merupakan kelompok pigmen yang berwana merah sampai biru, tergolong dalam subtipe senyawa organik dari keluarga flavonoid. Antosianin mudah ditemukan pada bagian tumbuhan seperti daun, buah, kelopak bunga dan umbi. Berdasarkan penelitian (Afandy et al., 2017), maka dari itu pigmen antosianin lebih mudah didapatlkan dan lebih murah. Hal ini membuat antosianin digunakan untuk pembanding warna sintetik yaitu safranin. Melihat harga safranin yang merupakan zat warna kimia ini lebih mahal dipasaran harga zat warna kimia di pasaran cukup mahal, misalnya harga dari bahan pewarna safranin yaitu Rp.
2.384.000/25 g (Batan, 2012).
2.3 Ubi Jalar Ungu (Ipomea batatas) 2.3.1 Klasifikasi Ipomea batatas
Klasifikasi Tanaman Ubi Jalar Ungu Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi: Spermatophyta (Menghasilkan biji) Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil) Sub Kelas : Asteridae
Ordo : Solanales
Famili : Convolvulaceae (suku kangkung-kangkungan) Genus : Ipomoea
Spesies : Ipomoea batatas Poir (Anonim, 2014) .
2.3.2. Morfologi Ubi Jalar Ungu (Ipomea batatas L.)
Menurut Rukmana (1997), pada bagian batang yang berbuku-buku tumbuh daun bertangkai agak panjang secara tunggal. Daun berbentuk bulat sampai lonjong dengan tepi rata atau berlekuk-lekuk dangkal sampai berlekuk dalam sedangkan bagian ujung daun meruncing. Helaian daun berukuran lebar, menyatu mirip bentuk jantung, tetapi ada yang bersifat menjari. Daun berwarna hijau tua
10 atau hijau kekuning-kuningan. 6 Tanaman ubi jalar termasuk tumbuhan semusim (annual) yang mempunyai susunan tubuh utama terdiri dari batang, ubi, daun, bunga, buah dan biji (Rukmana, 1997).
Bagian batang yang berbuku-buku tumbuh daun bertangkai agak panjang secara tunggal. Daun berbentuk bulat sampai lonjong dengan tepi rata atau berlekuk dangkal sampai berlekuk dalam, sedangkan bagian ujung daun meruncing. Helaian daun berukuran lebar, menyatu mirip bentuk jantung, namun ada pula yang bersifat menjari. Daun biasanya berwarna hijau tua atau kekuningkuningan. Dari ketiak daun akan tumbuh karangan bunga. Bunga ubi jalar berbentuk terompet, tersusun dari lima helai daun mahkota, lima helai daun bunga, dan satu tangkai putik. Mahkota bunga berwarna putih atau putih keunguunguan. Bunga ubi jalar mekar pada pagi hari mulai pukul 04.00-11.00.
Gambar 2.1 Ubi Jalar Ungu (Ipomea batatas) Sumber: kompasiana.com (2019).
Tanaman ubi jalar termasuk tumbuhan semusim (annual) yang memiliki susunan tubuh utama terdiri dari batang, ubi, daun, bunga, buah, dan biji. Batang tanaman berbentuk bulat, tidak berkayu, berbuku-buku, dan tipe pertumbuhannya tegak atau merambat (menjalar). Panjang batang tanaman bertipe tegak antara 1 m- 2 m, sedangkan pada tipe merambat (menjalar) antara 2 m-3 m. Ukuran batang dibedakan atas tiga macam, yaitu besar, sedang, dan kecil. Warna batang biasanya hijau tua sampai keungu-unguan (Rukmana, 1997).
2.3.3 Antosianin Ubi Jalar Ungu
Kestabilan antosianin dipengaruhi oleh pH, oksigen, sulfur dioksida (SO2), protein, dan enzim. Warna yang ditimbulkan oleh antosianin tergantung
11 pada tingkat keasaman lingkungannya. Pigmen ini dapat dijadikan sebagai indikator pH. Pada pH 1 warna yang ditunjukkan adalah merah, pH 4 biru kemerahan, pH 6 ungu, pH 8 biru, pH 12 hijau. Untuk mendapatkan warna yang diinginkan, antosianin harus disimpan menggunakan larutan buffer dengan pH yang sesuai. Saat terlarut di dalam suatu larutan campuran, antosianin akan teroksidasi perlahan-lahan. Antosianin akan hilang warnanya apabila bereaksi dengan sulfur dioksida. Reaksi perubahan warna tersebut bersifat reversible sehingga hanya dengan memanaskan SO2 maka akan seperti semula. Antosianin yang bereaksi dengan protein akan membentuk uap dan endapan (Hambali &
Noermansyah, 2014).
Tabel 2.1 Kekontrasan Antosianin
Jenis Pelarut Larutan Buffer Warna Indikator Umbi Ubi Jalar
Ungu
Warna Indikator Kulit Ubi Jalar
ungu Fraksionasi
Pelarut
pH 1-12 Tidak berwarna Tidak berwarna
Metanol pH 1-9
pH 10-12
Merah Muda Hijau
Merah Muda Hijau Metanol + HCL
1%
pH 1-9 pH 10-12
Merah Muda Hijau
Merah Muda Hijau (Media.neliti, 2019)
Ubi jalar (Ipomea batatas L.) juga merupakan sumber pigmen alami.
Umbi ubi jalar kaya akan βcarotene, sedangkan dedaunan kaya akan xanthophylls.
Dengan demikian, ubi jalar bukan hanya makanan penting bagi manusia tetapi juga untuk unggas. (Ginting, Yulifianti, & Jusuf, 2014). Warna pigmen antosianin merah, biru, violet, dan biasanya dijumpai pada bunga, buah-buahan dan sayur- sayuran. Dalam tanaman terdapat dalam bentuk glikosida yaitu membentuk ester dengan monosakarida (glukosa, galaktosa, ramnosa dan kadangkadang pentosa).
Sewaktu pemanasan dalam asam mineral pekat, antosianin pecah menjadi antosianidin dan gula. Pada pH rendah (asam) pigmen ini berwarna merah dan pada pH tinggi berubah menjadi violet dan kemudian menjadi biru. (Hambali &
12 Noermansyah, 2014). Meskipun kandungan senyawa antosianin di dalam ubi jalar ungu cukup besar, perlakuan pengolahan yang kurang tepat dapat mengurangi jumlah kandungan antosianin di dalam produk olahan. Pengolahan ubi jalar yang biasa dilakukan masih sangat sederhana antara lain digoreng, direbus, dikukus, dibuat menjadi bubur, keripik, dan makanan tradisional lainnya. Semua proses pengolahan tersebut melibatkan penggunaan panas (Husna, Novita, & Rohaya, 2013). Pigmen antosianin dapat dijumpai pada bagian kulit dan daging ubi jalar ungu. Menurut penelitian Mahfudhi (2017), kulit ubi jalar ungu dapat dimanfaatkan sebagai pewarna alami karena kandungan antosianinnya. Menurut hasil penelitian Winarti (2008) Susilawati, dkk.( 2014). Ubi jalar ungu memiliki kandungan antosianin, kandungan antosianinnya berkisar 51,50 mg/100 g sampai dengan 174,70 mg/100g , menunjukkan bahwa kadar antosianin ubi jalar ungu berkisar antara 0,75313 - 1,3170mg/100g dan Menurut Firgianti & Sunyoto (2018) karakteristik kimia ubi jalar ungu pada kadar antosianinnya mendapatkan 97,18 mg/100 g. Maka dari itu ubi jalar ungu berpotensi sebagai pewarna alami.
Ubi jalar ungu mengandung pigmen antosianin yang lebih tinggi dari pada ubi jalar jenis lain (Kumalaningsih, 2006)
2.4. Markisa (Passiflora edulis)
Klasifikasi botani tanaman markisa adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyte Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicotiledoneae Ordo : Paretales Famili : Passifloraceae Genus : Passiflora
Spesies : Passiflora sp (Sharma, 1993).
2.4.1 Morfologi Markisa
Tanaman markisa merupakan tumbuhan semak atau pohon yang hidup menahun (parrenial) dan bersifat merambat atau menjalar hingga sepanjang 20 m
13 atau lebih. Batang tanaman berkayu tipis, bersulur, dan memiliki banyak percabangan yang kadang-kadang tumbuh tumpang tindih. Pada stadium muda, cabang tanaman berwarna hijau dan setelah tua berubah menjadi hijau kecoklatan.
Daun tanaman sangat rimbun, tumbuh secara bergantian pada cabang atau batang.
(Rukmana, 1997). Bunga markisa merupakan bunga tunggal yang berukuran cukup besar, dengan warna bervariasi, hijau, kuning, ungu atau merah muda.
Bunga markisa memiliki bentuk yang unik dan khas, berbeda dari bunga buah- buahan yang lain. Didalam bunga terdapat sari madu yang menebarkan bau harum. Penyerbukan bunga markisa dapat terjadi melalui penyerbukan sendiri atau dibantu oleh serangga. (Hurtabarat, 2016).
Gambar 2.2 Buah Markisa (Passiflora edulis) Sumber: (Dokumen pribadi, 2020)
Meskipun biologi bunga dari buah markisa kuning telah dipelajari studi rinci belum dilakukan pada struktur stigma. Karya ini adalah bagian dari studi awal tentang karakteristik anatomi bunga dalam markisa, menggambarkan sifat ultrastruktural dan beberapa karakteristik histokimia dan sitokimia.(Souza et al., 2006). Bunga dibuka sekitar tengah hari yang biasanya merupakan waktu terhangat sepanjang hari sampai sore, dan selama periode ini penyerbuk, ketika mengumpulkan nektar, transfer serbuk sari dari satu bunga ke bunga lainnya.
Calyx beruang 3-5 bebas atau pada dasarnya menghubungkan, memisahkan sepric. Benang sari 3-5 dimasukkan baik di bagian bawah perianth, atau di pangkalan atau di atas ginofor; filamen bersubulasi atau filiformis (Patel &
14 Pradesh, 2015). Deskripsi batang markisa berbentuk bulat, lunak, berkayu tipis (Saputri et al., 2018).
Buah markisa memiliki aroma khas yang kuat dan tekstur kental sehingga sesuai sebagai bahan baku pembuatan sirup. Namun tanaman markisa umumnya rentan terhadap serangan layu fusarium dan busuk batang. Varietas markisa yang banyak dibudidayakan petani, antara lain markisa merah memiliki warna merah berbintik putih, dengan aroma jambu biji (Rukmana, 1997). Deskripsi batang markisa berbentuk bulat, lunak, berkayu tipis. Menurut Vanderplank, (2000) Analisis anatomi lamina daun, tangkai daun dan batang, memberikan data dengan kepentingan taksonomis, yang mengarah pada kesimpulan bahwa bahan tanaman milik Passiflora caerulea L., sesuai dengan para penulis dunia genus Passiflora (Şesan et al., 2016).
2.5. Pewarna Sintetis
Zat pewarna sintetis memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan zat pewarna alam yaitu antara lain, mudah diperoleh di pasar, ketersediaan warna terjamin, jenis warna beragam dan lebih praktis serta lebih mudah digunakan (Suarsa, I Wayan, 2011; Kartina, Ashar, & Hasan, 2012), dan lebih murah (Kartina et al., 2012). Di samping itu pewarna sintetis, lebih stabil, lebih tahan terhadap berbagai kondisi lingkungan, daya mewarnainya lebih kuat dan memiliki rentang warna yang lebih luas (Kartina et al., 2012). Limbah pewarna sintetis dapat menyebabkan pencemaran lingkungan dan merupakan bahan berbahaya, karena beberapa pewarna dapat terdegradasi menjadi senyawa yang bersifat karsinogenik dan beracun (Kant, 2012). Selanjutnya Kant, (2012) menyatakan bahwa limbah industri tekstil penuh warna dan bahan kimia organik dari zat pewarna sintetis.
WH Perkin tahun 1856 M, menemukan pewarna sintetis yang memberikan berbagai macam warna dengan rentang luas dan bernuansa terang. Akibatnya penggunaan pewarna sintetis menggeser penggunaan pewarna alami. Namun demikian pewarna sintetis bersifat racun dan berefek samping bagi semua mahluk hidup (Kant, 2012).
2.6. Pemanfaatan sebagai Sumber Belajar Biologi
15 Sumber belajar dapat berupa alat peraga, misalnya media asli berupa preparat awetan. Preparat sebagai sumber belajar dapat dikembangkan dalam sumber belajar untuk kegiatan praktikum dalam materi biologi (Sains) kelas XI. Materi yang dapat ditujang yaitu “Struktur dan Fungsi Tumbuhan” dengan KD yang harus dicapai itu tercantum dalam KD 3.3. Menganalisis keterkaitan antara struktur sel pada jaringan tumbuhan dengan fungsi organ pada tumbuhan (Kurniawati, Zaenab, & Wahyuni, 2015).
Salah saru pemanfaatan sebagai sumber belajar biologi yang memuat gambar-gambar dalam memahami struktur dan fungsi pada jaringan tumbuhan adalah menggunakan Atlas Preparat Batang Markisa. Suatu gambar atau foto bisa memberikan gambaran yang nyata untuk menunjukkan objek sesungguhnya, memberikan makna pembelajaran yang diberikan lebih hidup dan tepat dibandingakan dengan kata-kata atau penjelasan sehingga akan merangsang kemampuan berpikir siswa dalam belajar (Komalasari, 2011). Menurut penelitian Meisaroh, (2016) Atlas dapat meningkatkan hasil belajar dan motivasi belajar siswa. Demikan pula pengamatan jaringan tumbuhan di laboratorium, diperlukan sumber belajar Atlas Preparat sehingga membantu siswa-siswa dalam menganalsis bagian-bagian jaringan tumbuhan dengan benar.
1.7.Pengaruh Suhu Ekstrak Kulit Ubi Jalar Ungu (Ipomea batatas L.) Menurut Hendry dan Houghton (1996), suhu penyimpanan maupun suhu proses pengolahan mempengaruhi degradasi antosianin, sehingga pada suhu pengolahan yang tinggi dan selama penyimpanan akan membuat degadrasi antosianin pada pewarnaan. Perlakuan suhu digunakan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap kualitas ketahanan pewarnaan preparat. Laju kerusakan (degradasi) antosianin cenderung meningkat selama proses penyimpanan yang diiringi dengan kenaikan suhu. Penurunan absorbansi ini disebabkan karena terjadinya kerusakan gugus kromofor pigmen yang menyebabkan pemucatan warna.
Wahyuni (2015) yang menerangkan bahwa terserapnya warna pada preparat dapat terjadi karena adanya reaksi elektrostik antara muatan ion-ion zat warna dan bagian sel yang berbeda sehingga jaringan terwarnai, dan kualitas
16 kejelasan pewarnaan pada preparat dapat dilihat berdasarkan dari irisan pada sediaan, zat warna dapat diserap oleh jaringan yang terdapat pada bagian sediaan, dan juga zat warna dapat dibedakan secara kontras pada bagian-bagian yang mengandung inti, selulosa, dan lignin (Moebadi & Yudani., 2011).
2.8 Kerangka Konseptual
Kerangka Konseptual dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
Gambar 2.3. Kerangka Konsep
Preparat batang markisa
Kualitas preparat (kekontrasan dan kejelasan)
Sumber belajar Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan Ekstrak kulit ubi jalar
ungu Kandungan antosianin
Dipengaruhi oleh suhu
Peningkatan suhu menyebabkan pemucatan warna akibat kerusakan gugus kromofor pigmen.
Pewarna alami
17 29. Hipotesis Penelitian
1. Ada Pengaruh suhu terhadap kualitas ketahanan hasil pewarnaan preparat organ batang markisa (Passiflora Edulis) menggunakan pewarna alami dari ekstrak kulit ubi jalar ungu (Ipomea batatas) sebagai sumber belajar biologi.
2. Hasil penelitian dimanfaatkan sebagai sumber belajar dalam pembelajaran biologi SMA kelas XI IPA Materi yang dapat ditujang yaitu “Struktur dan Fungsi Tumbuhan”.
