2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gaharu : Prospek dan Permasalahannya 2.1.1 Gaharu dan Pohon Penghasilnya
Gaharu adalah sejenis kayu dengan berbagai bentuk dan warna yang khas, serta memiliki kandungan kadar damar wangi, berasal dari pohon atau bagian pohon penghasil gaharu yang tumbuh secara alami dan telah mati, sebagai akibat dari proses infeksi yang terjadi baik secara alami atau buatan pada pohon tersebut, dan pada umumnya terjadi pada pohon Aquilaria spp. (Dewan SNI 01-5009.1-1999). Gaharu atau gubal gaharu sebagai resin dari pohon gaharu terdeposit di dalam jaringan kayu, deposit resin ini mengakibatkan adanya perubahan warna kayu dari putih menjadi coklat kehitaman sampai hitam yang tersebar tidak menentu di dalam pohon gaharu (Scuitemaker 1933).
di Indonesia ada 8 genus tanaman penghasil gaharu yaitu Aquilaria, Aetoxylon, Enkleia, Gonystylus, Wikstroemia, Grynops, Delbergia dan Excoccaria
(Sumarna 2002). Aquilaria memiliki 6 spesies penghasil gaharu yaitu A. beccariana, A. cumingiana, A. filaria, A. hirta, A. malaccensis, dan A. microcarpa
(Soehartono 1997).
2.1.2 Manfaat Gaharu
Gaharu telah banyak digunakan selama ribuan tahun yang lalu. Masyarakat cina telah memanfaatkan gaharu untuk obat-obatan (Barden et al. 2000). Gaharu yang berkualitas baik dipergunakan untuk membuat obat beberapa penyakit yang berbahaya seperti asma, radang selaput dada, sakit perut dan untuk memperkuat vitalitas (Lam 2003). Umboh (1998) menambahkan bahwa gaharu juga digunakan sebagai obat rematik, malaria, hamil dan sesudah melahirkan. Selain manfaat di atas, gaharu juga banyak dimanfaatkan untuk keperluan yang lain. Barden et al. (2000) menjelaskan bahwa gaharu dibakar selama festival atau upacara tradisional di Taiwan dan pada upacara koh doh di Jepang. Lam (2003) menambahkan bahwa gaharu digunakan sebagai bahan untuk membuat parfum, sampo, dan sabun kelas tinggi serta dipergunakan untuk dibakar dan membuat dupa (kemenyan).
2.1.3 Permasalahan dalam Mendapatkan Gubal Gaharu di Alam
Gaharu dengan produk gubalnya telah lama diperdagangkan sebagai komoditas elit untuk keperluan industri. Sampai saat ini hampir semua produk gaharu di Indonesia diperoleh dari alam, terutama di daerah Sumatera, Kalimantan, Irian, Nusa Tenggara, Sulawesi, dan Maluku (Amirudin 2001), padahal gaharu yang ditemukan di alam hanya dalam presentase kecil dari pohon gaharu yang ada. LaFrankie (1994) melaporkan bahwa hanya 10 % di antara pohon gaharu dewasa berdiameter lebih dari 20 cm yang memproduksi gaharu dan umumnya pohon tersebut sudah berumur 20-50 tahun.
Barden et al. (2000) menjelaskan bahwa permintaan gaharu masih di atas persediaan yang ada. Kenyataannya produksi gaharu masih sangat tergantung pada hasil hutan. Sampai saat ini eksploitasi pohon gaharu masih berlangsung. Penebangan pohon gaharu bahkan sudah mencapai hutan yang paling dalam dengan wilayah perburuan gubal bergeser dari Sumatera dan Kalimantan ke Irian Jaya. Pengumpul gubal sudah mulai merasakan sulitnya mencari pohon gaharu di hutan dengan kualitas gubal yang baik. Pencarian gaharu di hutan semakin intensif dan penebangan pohon dilakukan secara serampangan tanpa diimbangi dengan penanaman kembali. Akibatnya, semakin sulit memperoleh gaharu di alam.
Pemanfaatan gaharu dewasa ini dan pada masa yang akan datang akan semakin meningkat, sedangkan persediaan di alam terbatas karena produksinya di alam cukup lama (Susmianto 2001). Peningkatan perdagangan gaharu di pasar internasional makin memicu kehawatiran akan punahnya spesies tanaman ini, jika produksi, perdagangan, dan pemanfaatan tidak segera diatur.
2.1.4 Pembentukkan Gubal Gaharu dan Indikasinya
Gaharu atau gubal gaharu terbentuk sebagai respon pohon gaharu terhadap infeksi patogen yang mengakibatkan keluarnya resin. Resin yang terbentuk tidak dikeluarkan dari pohon, melainkan disimpan pada jaringan kayu sehingga jaringan kayu putih yang bertekstur halus menjadi gelap dan keras (Situmorang & Rahayu 2004). Menurut Ng et al. (1997) bahwa pembentukkan gaharu berkaitan dengan gejala patologis yang diawali dengan serangan cendawan.
Acremonium sp. merupakan salah satu cendawan yang terbukti dapat menginduksi terbentuknya senyawa gaharu pada pohon Aquilaria (Rahayu et al. 1999). Ramadani et al. (2005) juga melaporkan bahwa pelet Acremonium sp.
dapat menginduksi pembentukkan gubal gaharu pada pohon A. crassna umur 1 sampai 3 tahun.
Gaharu biasanya terbentuk setelah satu periode yang lama setelah terinfeksi. Bentuk dan ukuran gaharu pada A. crassna tergantung pada ukuran luka akibat infeksi dan waktu infeksinya (Lam 2003). Terjadi perubahan warna kayu dari putih menjadi coklat pada cabang yang telah diinduksi dengan
Acremonium sp. selama 3 bulan (Ramadani et al. 2005). Pada pohon gaharu umur 4-7 tahun, gejala pembentukkan gubal terlihat setelah 1 tahun induksi dan pada pohon gaharu yang lebih muda (umur 2 tahun), induksi pembentukkan gubal memerlukan periode inkubasi antara 2 – 4 bulan (Rahayu et al. 1999). Jika pohon gaharu terinfeksi cendawan patogen selama 8 bulan maka akan terbentuk kemedangan, jika berlangsung 10-12 bulan maka akan terbentuk gubal gaharu dan jika berlangsung selama 2 tahun akan terbentuk gaharu kelas super (Anonim 1995). Parman & Rachman (1996) menyatakan pohon gaharu umur 3-4 tahun yang diinokulasi dengan Fusarium lateritium selama 2 bulan menunjukkan adanya gejala gaharu walaupun kadarnya masih rendah.
Pohon gaharu yang telah terinfeksi Acremonium sp. akan mengalami klorosis pada daun di bagian apikal pada cabang yang terinfeksi. Klorosis merupakan gejala awal dalam pembentukkan gubal gaharu (Rahayu et al. 2001). Hal yang sama juga dilakporkan oleh Ramadani et al. (2005) bahwa terjadi klorosis daun pada cabang A. crassna pada satu dan dua minggu setelah diinokulasi dengan pelet Acremonium sp. Selain itu menurut Agrios (2005) infeksi cendawan dapat mengakibatkan klorosis pada daun dan nekrosis pada daerah terinfeksi.
2.1.5 Kandungan Terpenoid pada Gubal Gaharu
Salah satu senyawa terpenoid komponen gubal gaharu adalah sesquiterpenoid (Ishihara et al. 1991). Sesquiterpen adalah salah satu metabolit sekunder golongan terpen yang mengandung 15 atom karbon dalam bentuk tiga
unit fusi C5 (Taiz & Zeiger 2002). Sesquiterpen (sesquiterpenoid) merupakan salah satu dari beberapa metabolit sekunder dari kelompok terpenoid yang berasal dari biosintesis isopentenil dan dimetilalil pirofosfat (Gambar 1) (Brown 1999). Sesquiterpenoid pada pohon gaharu dibentuk melalui jalur asam mevalonat (Gambar 2) (Huang 2001).
Gambar 1. Biosintesis pada kelompok terpenoid (Brown 1999) Isopentenil pirofosfat
Dimetilalil pirofosfat
Monoterpen laktosa (iridoid) Monoterpenoid (C10) Geranil pirofosfat (C10) Sesquiterpen laktosa Sesquiterpenoid Farnesil pirofosfat (C15) Triterpenoid (C30) Geranil -geranil pirofosfat l
(C20)
Saponins, phytosterols Diterpenoids (C20)
(Giberilin, resin asid)
Limonoid, cardenolides, quassinoid,
Gambar 2. Jalur utama biosintesis metabolit sekunder (Huang 2001)
Terpen berperan penting terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman dan merupakan prekursor terhadap biosintesis asam absisat. Salah satu contoh senyawa terpen adalah sesquiterpen. Senyawa ini berfungsi sebagai materi
CO2 + H2O
Senyawa aromatic (fenolik)
Jalur pentose phosphate
Asam amino Karbohidrat Siklus TCA Asam piruvat Asetil Co A Jalur asam sikimat
Jalur asam malonat Glikolisis
Jalur asam mevalonat
Asam lemak
Asam mevalonat fenol
Isopentenil pirofosfat
Monoterpen Geranil pirofosfat
Sesquiterpen Farnesil pirofosfat
pertahanan (toksin) terhadap cendawan patogen dan bakteri serta menghasilkan aroma wangi sehingga dikenal sebagai sesquiterpen aromatik (Taiz & Zeiger 2002). Pada umumnya setiap tanaman menghasilkan sesquiterpen aromatik yang berbeda-beda. Pada kapas dihasilkan sesquiterpen aromatik yang dikenal sebagai “gossipol” (Picman 1986), sedangkan pada gaharu dikenal sebagai ”jinkohol” (Nakanishi et al. 1981).
Hasil percobaan Yoneda et al. (1984) menunjukkan bahwa sesquiterpen yang dihasilkan pada A. malaccensis lebih lengkap dan mengandung agarospirol serta jinkohol yang lebih tinggi dibandingkan A. agallocha asal India (Tabel 1).
Tabel 1. Kandungan sesquiterpen pada gubal gaharu (Yoneda et al. 1984)
No Komponen Persentasi Minyak Esensial
A. agallocha A. malaccensis 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 β – Agarofuran α – Agarofuran Non- ketoagarofuran (-)-10-Epi-y-eudesmol Agarospirol Jinkohol I Jinkohol-eremoi Kusunol Dihydrokaranone Jinkohol II Oxo-agarospirol 0,6 - 0,6 - 4,7 - 4,0 2,9 2,4 - 5,8 - 1,3 - 6,2 7,2 5,2 3,7 3,4 - 5,6 3,1
2.1.6 Mutu Gubal gaharu
Dalam dunia perdagangan, produk gaharu bisa berupa bagian kayu, serbuk dan kadang berupa cairan atau minyak. Warna bagian kayu bervariasi dari coklat sampai gelap atau mendekati hitam. Produk yang lebih gelap mengandung minyak lebih banyak atau kualitasnya lebih tinggi bila dibandingkan dengan produk gaharu yang warnanya lebih terang (coklat). Pembagian kelompok produk gaharu yang menggambarkan kualitas (mutu) ternyata berbeda-beda antar daerah. Soehartono dan Mardiastuti (1997) memberikan contoh bahwa di Kalimantan Barat pengelompokkan gaharu menjadi 9 kelompok yaitu dari kualitas super A sampai kemedangan kropos/ terburuk. Di Kalimantan Timur dan Riau gaharu dibagi menjadi 8 kelompok mulai dari mutu super A sampai mutu kemedangan
(terburuk). Klasifikasi dan standar mutu gaharu telah ditetapkan beberapa kriteria berdasarkan SNI (01-5009.1-1999). Dalam standar tersebut produk gaharu dan sejenisnya (Tabel 2) dikelompokkan berdasarkan kriteria mutu yang telah ditentukan (Tabel 3–5).
Tabel 2. Klasifikasi produk gaharu dan sejenisnya
No Jenis Ket. Mutu Lambang
1 Gubal Gaharu : Mutu utama Mutu pertama Mutu kedua Mutu super Mutu AB
Mutu sabah super
U I II 2 Kemedangan : Mutu pertama Mutu kedua Mutu ketiga Mutu keempat Mutu kelima Mutu keenam Mutu ketujuh
Mutu TGA atau TK.I Mutu SB.I Mutu TAB Mutu TGC Mutu M1 Mutu M2 Mutu M. I II III IV V VI VII 3 Abu gaharu : Mutu utama Mutu pertama Mutu kedua Mutu utama Mutu pertama Mutu kedua U I II
Tabel 3. Persyaratan Mutu Gubal Gaharu
No Karakteristik Mutu U I II 1 Bentuk - - - 2 Ukuran P L T 4-15 cm 2-3 cm ≥ 0,5 cm 4-15 cm 2-3 cm ≥0,5 cm ≥ 15 cm - -
3 Warna Hitam merata Hitam
kecoklatan
Hitam kecoklatan
4 Kandungan damar wangi Tinggi Cukup Sedang
5 Serat Padat Padat Padat
6 Bobot Berat Agak berat Sedang
Tabel 4. Persyaratan Mutu Kemedangan No Karakater Mutu I II II IV V VI VII 1 Warna Coklat kehitaman Coklat bergaris hitam Coklat bergaris putih tipis Kecoklatan bergaris putih tipis Kecoklatan bergaris putih lebar Kebiru-biruan bergaris hitam tipis Putih kebiuan 2 Kandungan damar wangi
Tinggi Cukup Sedang Sedang Sedang Kurang Kurang
3 Serat Agak padat Agak
padat Agak padat Kurang padat Kurang padat Jarang Jarang
4 Bobot Agak berat Agak
berat
Agak berat
Agak berat Ringan Ringan Ringan
5 Aroma
(dibakar)
Agak kuat Agak
kuat
Agak kuat
Agak kuat Kurang
kuat
Kurang kuat
Kurang kuat
Tabel 5. Persyaratan Mutu Abu Gaharu
No karakter Mutu
Utama Pertama Kedua
1 Warna Hitam Coklat
kehitaman
Putih
kecoklatan/kekuningan
2 Kandungan
damar wangi
Tinggi Sedang Kurang
3 Aroma
(dibakar)
Kuat Sedang Kurang
Sumber : Klasifikasi dan persyaratan mutu produk gaharu (SNI 1999).
2.2 Cendawan Penginduksi Pembentukkan Gubal Gaharu
Berbagai macam penyakit pada tumbuhan termasuk pohon gaharu disebabkan oleh berbagai jenis mikroba patogen. Agrios (2005) menjelaskan bahwa patogen-patogen tersebut terdiri dari cendawan, bakteri, virus dan protozoa. Richard (2003) menyebutkan bahwa cendawan dari kelompok
Chytridiomycetes, Deuteromycetes, Ascomycetes dan Basidiomycetes banyak menimbulkan gangguan pada tanaman tertentu.
Acremonium dan Fusarium merupakan cendawan busuk batang yang telah terbukti dapat menginduksi pembentukkan gaharu atau gubal gaharu (Rahayu 2007). Fusarium lateritium dapat menginduksi pembentukkan gubal gaharu pada
Aquilaria sp. setelah diinokulasikan satu tahun namun kualitasnya rendah (Subeham et al. 2005). Acremonium telah dilaporkan mempunyai kemampuan untuk menginduksi pembentukkan senyawa aromatik pada kalus dan pohon A.
crassna, A. malaccensis, dan A. microcarpa yang berumur sekitar 2 tahun (Khayrunnisa et al. 1999; Rahayu et al. 1999). Hasil induksi tunas A. crassna
(klon AC 8 dan AC 14) dan A. filaria (klon Afl. 8) dengan Acremonium (isolat F, G, L, dan M) menunjukkan bahwa hanya isolat F dan M yang mampu menginduksi pembentukkan senyawa aromatik pada media Murashige Skoog modifikasi 50, 75, dan 100 % (Isnaini 2003). Hasil uji laboratorium terhadap kultur tunas 13 klon Aquilaria spp. (A. crassna, A. filaria, A. malaccensis, dan A. microcarpa) yang diinduksi dengan Acremonium isolat (F dan M) secara kultur ganda pada media dasar MS mod dengan konsentrasi atau pH berbeda menunjukkan bahwa klon A. malaccensis (Ama 7, Ama 13), dan A. microcarpa
(Ami 2064) berpotensi menghasilkan metabolit sekunder yang lebih harum daripada klon-klon lain (Isnaini 2004).
Hasil penelitian lain juga memperjelas bahwa Acremonium mampu
menginduksi pembentukan senyawa gaharu. Inokulasi Acremonium sp. pada
A. malaccensis (klon Ama1, Ama 7 dan Ama 13), A. microcarpa (klon Ami 5, Ami 8 dan P6), A. crassna (klon Ac 14) dan Gyrinops verstegii (klon Af1.8) mampu mempengaruhi kebugaran dan menginduksi wangi pada semua tunas gaharu tersebut (Rahayu & Situmorang 2004).
Cendawan yang menginfeksi tanaman dan menyebabkan penyakit dapat mengganggu aktivitas bahkan mematikan jaringan atau sel-sel tanaman dengan beberapa mekanisme. Mekanisme tersebut mencakup kekuatan mekanik, enzim, dan toksin (Williams 1979). Kekuatan mekanik terutama digunakan oleh patogen dalam proses infeksi menembus permukaan tubuh inang (Brown 1980).
Enzim-enzim hidrolitik yang menghidrolisis pektin, selulosa, lemak, dan protein menjadi monomernya, berperan dalam proses infeksi. Cendawan patogen mensekresikan enzim ekstraseluler yang cukup untuk memaserasi jaringan pada stadia infeksi lanjut. Di antara enzim hidrolitik, pektinase merupakan enzim yang dihasilkan oleh hampir seluruh cendawan patogen (Williams 1979).
Aktivitas suatu enzim hidrolitik sering didukung oleh beberapa enzim. Sebagai contoh, glukanase, glukan-selobiohidrolase (CBH), dan β-glukosidase (β-G) merupakan enzim-enzim yang berperan dalam degradasi selulosa. Glukanase sendiri terdiri atas eksoglukanase dan endoglukanase (EG). Enzim-enzim pektin
metil esterase (PME), poligalakturonase (PG), pektin metil galaktorunase (PMG), pektin transeliminase (PTE) dan pektin acid transeliminase (PATE) merupakan pendukung aktivitas pektinolitik (Goodman et al. 1986 ; Dahm & Strzelczyk 1987).
Toksin merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan cendawan patogen yang berpengaruh merusak terhadap satu atau lebih fungsi penting dalam sel-sel tanaman inang. Toksin ada yang bekerja mengubah fungsi membran plasma sehingga mengakibatkan kebocoran elektrolit dari dalam sel, ada pula yang mempengaruhi fungsi kloroplas atau aktivitas mitokondria. Jenis-jenis Fusarium
dilaporkan menghasilkan toksin yang berbeda-beda (Williams 1979; Goodman et al. 1986). Semua cendawan-cendawan patogen termasuk Fusarium dan
Acremonium menghasilkan suatu senyawa toksin (mikotoksin) yang sangat kuat yang dapat mematikan sel-sel inang (pohon) (Richard 2003). Mikotoksin yang dihasilkan oleh cendawan patogen termasuk Fusarium dan Acremonium
merupakan senyawa yang amat membahayakan pohon inang termasuk jika masuk ke dalam tubuh hewan dan manusia (Agrios 2005).
Jadi mikotoksin yang dihasilkan oleh Fusarium dan Acremonium akan mengganggu bahkan mematikan sel atau jaringan pohon gaharu sehingga pohon gaharu akan melakukan pertahanan dengan mengeluarkan senyawa sesquiterpenoid yang merupakan senyawa gaharu atau gubal gaharu yang memiliki aroma wangi.
2.3Jasmonat
Jasmonat khususnya asam jamonat dan metil ester (metil jasmonat) merupakan penghubung antara serangga (patogen lain) dan ketahanan (resisten) terhadap penyakit (William et al. 2004). Menurut Babst et al. (2005), metil jasmonat (MeJA) merupakan fitohormon endogen.
MeJA memiliki peran dalam meregulasi beberapa proses fisiologis tanaman, misalnya merangsang pertumbuhan akar dan transportasi karbon tanaman (Babst et al. 2005), induksi pematangan buah, sinyal regulasi ekspresi gen pada proses penuaan daun dan bunga (Srivastava 2002), dan sinyal transduksi respon ketahanan tanaman terhadap cekaman biotik dan abiotik (Yang et al.
1997). MeJA akan menjadi komponen yang lebih aktif jika diberikan dalam bentuk fitohormon eksogen (Srivastava 2002).
MeJA dan etilen berperan sebagai komponen sinyal kunci untuk menginduksi mekanisme pertahanan dan pertahanan sistemik meliputi lintasan-lintasan fenilpropanoid dan terpenoid resin pada konifer (Hudgins & Franceschi 2004). Michiho (2005) melaporkan bahwa pemberian MeJA 0,1 mM dapat menginduksi terbentuknya senyawa terpenoid pada kalus A. sinensis, kemudian Rahayu et al. (2009a) melaporkan bahwa pemberian satu kali MeJA 750 mM cenderung mendorong untuk meningkatkan intensitas perubahan warna, memperpanjang dan memperlebar zona perubahan warna, serta kandungan sterol pada A. microcarpa.
2.4Asam Salisilat
Asam salisilat merupakan derivat senyawa fenolik tanaman yang terdistribusi pada berbagai bagian penting tanaman budidaya, dan mempunyai peran penting dalam pengaturan pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Raskin 1995).
Asam salisilat dilaporkan memenuhi kriteria sebagai hormon tumbuhan dan dapat merangsang pertumbuhan tunas kultur kulit tembakau (Salisburry & Ross 1985; Davies 1995). Asam salisilat diidentifikasi sebagai
senyawa florigen yang dapat memacu pembentukan
batang dan bunga Sauramatum guttatum, meningkatkan toleransi panas pada bibit mustard dan memberikan perlindungan terhadap tekanan temperatur rendah pada jagung. Asam salisilat yang dikombinasikan dengan kinetin dan Indole Acetic Acid (IAA) dapat merangsang pertumbuhan tunas dan umbi kentang (Davies 1995). Penelitian Raskin (1995) menunjukkan bahwa asam salisilat juga dapat meningkatkan aktivitas nitrat reduktase pada semaian bibit jagung. Asam salisilat dan 100 mM Na dapat meningkatkan aktivitas isoenzim aldehid-oksidase pada aklimatisasi tanaman tomat. Peranan asam salisilat yang diberikan secara eksogen dalam memacu pertumbuhan bibit pisang Ambon Curup diduga mengikuti peran yang ditunjukkan oleh aplikasi zat pengatur tumbuh (ZPT). Asam salisilat dengan konsentrasi antara 124,48 mM - 211,58 mM mampu
meningkatkan pertumbuhan bibit pisang Ambon Curup (Mukhtasar et al. 2004). Asam salisilat selain memiliki fungsi di atas, juga mempunyai fungsi yang lain. Conrath et al. (1995) menyebutkan bahwa asam salisilat atau 2-hidroksi-benzoat merupakan salah satu molekul signal untuk terjadinya aktivasi sistem pertahanan tanaman.
