PEMANFAATAN FILTRAT KULIT BUAHSyzygium cumini
SEBAGAI PEWARNA ALTERNATIF PREPARAT MITOSIS Achmad Zainal Abidin*, J. Djoko Budiono, Isnawati
Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Penegtahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya,
*e-mail:alahzab_33@yahoo.com Abstrak
Kendala pada pembuatan preparat mitosis ialah harga pewarna baku yang relatif mahal. Penggunaan pewarna alternatif sebagai pengganti zat warna baku inti sel / kromosom dapat menekan biaya pembuatan preparat. Tujuan penelitian ini adalah mendeskripsikan kelayakan pewarna filtrat kulit buah Syzygium cumini sebagai pewarna alternatif pada preparat mitosissquash Allium. Bahan pewarna alternatif dibuat dengan bahan pendukung iron alum [Fe(NH4)(SO4)2•12H2O] sebagai
mordant. Jenis penelitian ini adalah penelitian pengembangan dengan mengacu pada metodeResearch and Development (R&D) yang hanya dilakukan sampai tahap telaah. Data dikumpulkan dengan menggunakan teknik telaah. Hasil penelitian yaitu penggunaan pewarna filtrat kulit buah S. cumini sebagai pewarna alternatif pada preparat mitosissquashAllium memperlihatkan hasil pewarnaan yang sama dengan hematoksilin sebagai pewarna baku inti sel / kromosom yang umum digunakan pada histoteknik. Hasil telaah seluruh preparat menunjukkan penggunaan pewarna hematoksilin sebagai pewarna membuat kromosom tampak berwarna biru kehitaman sedangkan pewarnaan menggunakan filtrat kulit buah S. cumini membuat kromosom tampak berwarna ungu tua di bawah mikroskop. Sitoplasma yang tidak terwarnai dalam satu lapang pandang membuat warna kromosom tampak kontras sehingga kromosom sangat mudah untuk diamati. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa filtrat kulit buahS. cuminidapat digunakan sebagai pewarna alternatif untuk mewarnai inti sel / kromosom pada preparat mitosis squash
Allium.
Kata Kunci: Pewarna alternatif, filtrat kulit buah Syzygium cumini, preparat mitosis
PENDAHULUAN
Pada pembelajaran biologi kelas XII Sekolah Menengah Atas (SMA) terdapat Kompetensi Inti (KI) 3 yang kemudian dikembangkan menjadi Kompetensi Dasar KD 3.8 “mendeskripsikan keterkaitan antara proses pembelahan mitosis dan meiosis dengan pewarisan sifat”. Salah satu sub materi pelajaran biologi yang dibahas dalam KD tersebut adalah proses pembelahan mitosis sel. Materi pembelajaran pembelahan mitosis sel merupakan kumpulan konsep konkret yang dapat dipahami siswa dengan cara melakukan kegiatan pengamatan pembelahan mitosis sel secara langsung melalui media preparat mitosis akar tanaman.
Hal yang diamati pada pada pengamatan preparat mitosis adalah pola kromosom di dalam inti saat proses pembelahan sel. Kromosom merupakan materi genetik yang berperan dalam pewarisan sifat suatu individu. Pemahaman siswa dalam mempelajari pembelahan mitosis sel dipengarui oleh kualitas preparat yang digunakan selama kegiatan pengamatan (Jones dan Rickards, 1991 : 5). Fakta di lapangan menunjukkan preparat mitosis yang disediakan sekolah memiliki kelemahan yaitu inti sel / kromosom pada preparat tidak dapat dilihat dengan jelas disebabkan pewarnaan yang kurang bagus maupun warna yang memudar sehingga guru tidak dapat menjelaskan secara konkret fase pembelahan sel dan bentuk sebenarnya kromosom kepada siswa.
Preparat mitosis dapat dibuat sendiri oleh guru dengan menggunakan bahan dan metodesquash. Metode squash yaitu suatu metode untuk mendapatkan suatu preparat dengan cara meremas suatu potongan jaringan atau suatu organisme secara keseluruhan, sehingga didapatkan suatu sediaan yang tipis yang dapat diamati di bawah mikroskop (Suntoro, 1983 : 14). Tahapan metode squashdalam membuat preparat mitosis yaitu diawali dengan pemilihan bahan, kemudian memfiksasi, hidrolisis, pemulasan, dan yang terakhir pembuatan preparat dengan meremas (squashing) (Jones dan Rickards, 1990 : 4).
Ujung akar tanaman bawang putih (Allium sativum), bawang bombay (A. cepa) dan bawang prei (A. fistulosum) merupakan bahan yang baik untuk diproses menjadi preparat mitosis karena kromosom ketiga spesies dari genus Allium tersebut termasuk bertipe besar serta memiliki jumlah autosom sedikit (2n=16) sehingga kromosom mudah diamati (Fukui, 1996 : 4). Selain itu, tanaman tersebut mudah didapat dan murah.
Zat warna yang umum digunakan dalam pemulasan inti sel / kromosom pada preparat mitosis yaitu hematein yang harganya relatif mahal sekitar Rp 7,798,000 / 25 gram (http://www.merckmillipore.com). Pewarna baku yang digunakan merupakan pewarna basa yang dapat berafinitas dengan kromosom di dalam nukleus yang bersifat asam sehingga kromosom terpulas dan dapat diamati melalui mikroskop. Untuk menekan biaya maka diperlukan pewarna alternatif yang memiliki fungsi yang sama dengan pewarna baku. Pewarna alternatif dapat diperoleh dari filtrat kulit buahSyzygium cuminiyang sudah matang dan berwarna ungu tua.
Filtrat kulit buah Syzygium cumini mengandung sianidin yaitu aglikon antosianidin yang dapat digunakan untuk mewarnai kromosom. Sianidin mempunyai ikatan rangkap terkonjugasi (inti benzen) yang merupakan gugus
chromophore (-C=O-). Sianidin juga mempunyai subtituen hidroksi (-OH) yang merupakan gugus auxochrome. Chromophore dapat mengabsorbsi radiasi pada daerah ultraviolet dan daerah sinar tampak, adanya gugus auxochrome di dalam gugus chromophore akan memengaruhi pergeseran batokromik-pergeseran panjang gelombang yang lebih panjang sehingga dapat mengintensifkan warna (Watson, 2005 : 108).
Sianidin adalah glukosida dari antosianidin yang tergolong senyawa flavonoid. Senyawa flavonoid merupakan contoh senyawa metabolit sekunder yang banyak ditemukan pada tanaman. Sebagai kelompok antosianin maka stabilitas sianidin dipengaruhi oleh pH, temperatur, cahaya, oksigen serta faktor lainnya seperti ion logam. Ion logam yang sering ditemukan mengubah warna ialah ferri, magnesium dan aluminium (Manitto, 1981).
METODE
Penelitian ini termasuk penelitian termasuk penelitian pengembangan dengan mengacu pada metode Research and Development (R&D) yang terbagi dalam sepuluh tahap, yaitu: potensi dan masalah, pengumpulan informasi, desain produk, telaah desain produk, revisi desain produk, uji coba produk, revisi produk, uji coba pemakaian, revisi produk, dan produksi masal (Sugiyono, 2010 : 407). Namun, pada penelitian ini hanya dilakukan sampai tahap telaah desain produk.
Pada tahap potensi masalah bertujuan untuk menganalisis potensi dan masalah yang berkaitan dalam penelitian ini. Tahap pengumpulan informasi bertujuan mengumpulkan berbagai informasi sebagai bahan untuk persiapan perancangan desain produk media preparat mitosis. Tahap desain produk bertujuan untuk merancang desain awal produk media pembelajaran berupa preparat semi permanen mitosis squash yang dibuat dari ujung akar tanaman bawang putih (Allium sativum), bawang bombay (A. cepa), dan bawang prei (A. fistulosum) dengan pewarna filtrat kulit buahSyzygium cuminidan hematoksilin. Tahap telaah desain produk bertujuan untuk menilai desain produk yang telah dihasilkan yaitu berupa media preparat mitosis squash Allium. Media preparat yang telah dibuat dan dipilih akan ditelaah.
Tahapan Desain Produk Sebagai Berikut:
Penentuan Waktu Optimum Pembelahan Mitosis
Studi pendahuluan penentuan waktu optimum pembelahan mitosisAllium sativum, A. cepa danA. fistulosum. Pemotongan akar dilakukan setiap 1 jam berturut-turut selama 24 jam dan dibuat preparat semi permanen, diperoleh waktu pembelahan optimum mitosis ujung akarA. sativum, A. cepadanA. fistulosumyaitu jam 09.00 WIB, jam 12.00 WIB dan 06.00 WIB.
Pembuatan Pewarna Alternatif FiltratSyzygium cuminidan Preparat Mitosis Preparat dibuat dengan menggunakan metode squash. Preparat mitosis dengan pewarna hematoksilin yang dibuat sesuai dengan metode squash Willeydijadikan sebagai pembanding. Pembuatan preparat dengan metode squash Willey
96% sebanyak 4 kali masing-masing 15 menit. Kemudian akar direndam dalam pewarna Hematoksilin Wittman selama 20 menit. Akar yang telah diwarnai kemudian dicuci dengan Glacial Acetic Acid(GAA)(CH3COOH)hingga dampak
negatif hematoksilin hilang. Selanjutnya men-squash akar diatas object glass
hingga hancur dan sel-sel akar menyebar.
Bahan utama pembuatan pewarna alternatif yaitu kulit buah Syzygium cumini
yang sudah berwarna merah tua keunguan dan jatuh dari pohon. Kulit buah digerus kemudian ditambahkan GAA 95% sebagai pelarut. Hasil campuran kemudian disaring menggunakan kertas saring setelah itu ditambah dengan iron alum [Fe(NH4) (SO4)2 • 12 H2O] dengan perbandingan Filtrat: iron alum (3:1),
diaduk hingga homogen dan berubah warna menjadi ungu tua. Preparat mitosis yang dibuat dengan pewarna filtrat kulit buah S. cumini dibuat sesuai dengan metode squash mengikuti langkah sebagai berikut: Akar yang telah difiksasi lantas dihidrolisis dalam larutan HCl-alkohol 70% selama 1 jam kemudian dibilas dengan alkohol 70%, alkohol 70% : GAA 95% (3:1), alkohol 70% : GAA 95% (1:1) masing-masing selama 1 jam yang terakhir dibilas dengan GAA 95% : aquades (4:5) selama 5 menit. Kemudian akar direndam dalam pewarna filtrat kulit buah S. cumini selama 12 jam. Akar yang telah diwarnai kemudian dicuci dengan GAA hingga dampak negatif pewarna filtrat kulit buah S. cumini hilang. Selanjutnya men-squash akar diatas object glass hingga hancur dan sel-sel akar menyebar.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 1.A. FiltratSyzygium cuminiyang berwarna merah, B. Penambahan mordaniron alum, C. FiltratS. cuminibeberapa saat setelah ditambahkan dengan
iron alumberwarna ungu tua yang siap digunakan untuk pewarnaan kromosom
Pada tahap pembuatan preparat, dibuat preparat mitosis squash Allium
menggunakan bahan utama Allium sativum, A. cepa dan A. fistulosum. pewarna hematoksilin maupun filtrat Syzygium cumini (Tabel1). Preparat dengan pewarna hematoksilin digunakan sebagai pembanding dalam melihat hasil dari pewarnaan preparat dengan pewarna filtrat kulit buah S. cumini. Waktu acuan pemotongan akar mengikuti waktu saat ditemukan Indeks Mitosis terbesar pada setiap spesies.
Tabel 1.Tabulasi hasil pembuatan media preparat mitosissquashmenggunakan pewarna hematoksilin dan pewarna filtrat kulit buahSyzygium cumini
Gambar 2.Foto obyek preparat mitosissquashmeristem ujung akarAllium sativumdengan pewarna hematoksilin (A) maupun pewarna filtrat kulit buah
Syzygium cumini(B) perbesaran 640 X.
No. Bahan Utama Pewarna Label Unit
1. Allium sativum FiltratHematoksilinSyzygium cumini 10,11,121,2,3 33
2. Allium cepa FiltratHematoksilinSyzygium cumini 13,14,154,5,6 33
3. Allium fistulosum FiltratHematoksilinSyzygium cumini 16,17,187,8,9 33
Total jumlah preparat (unit) 18
A B C
Profase Metafase Telofase
Gambar 3.Foto kromosom hasil pewarnaan hematoksilin maupun filtrat kulit buahSyzygium cuminimenggunakan mikroskop perbesaran 640 X.
Beradasarkan hasil telaah penyerapan warna dan gambar (Gambar 2 dan 3) tampak pewarna hematoksilin maupun filtrat kulit buahSyzygium cuminimemulas kromosom selAlliumdengan kuat sehingga kromosom tampak terlihat jelas dalam satu lapang pandang. Penggunaan hematoksilin sebagai pewarna membuat kromosom tampak berwarna biru kehitaman sedangkan pewarnaan menggunakan filtrat kulit buah S. cumini membuat kromosom tampak berwarna ungu tua di bawah mikroskop. Sitoplasma, membran plasma, dinding sel dan bahan inklusi yang tidak terwarnai dalam satu lapang pandang membuat warna kromosom tampak kontras sehingga kromosom sangat mudah untuk diamati.
dan basa lewis dimana asam lewis adalah senyawa yang bertindak sebagai penerima pasangan bebas sedangkan basa lewis adalah senyawa yang bertindak sebagai penyumbang pasangan elektron (Day dan Underwood, 1998).
Pada proses pemulasan kromosom, mordan iron alum akan melepaskan ion Fe3+dan akan membentuk kompleks cyanidin Fe ((CyFe)2+). (CyFe)2+ bertindak
sebagai penyumbang elektron dengan adanya elektron bebas dari atom Fe akan menyumbangkan satu ion Fe3+ (bertindak sebagai basa Lewis) pada fosfat anion
(bertindak sebagai asam Lewis). Kompleks pewarna sianidin yang mengikat mordan Fe ini disebut ligan, Fe3+akan bertindak sebagai pengkelatpada senyawa
kelat (ikatan kompleks pewarna sianidin, mordanironalum dan fosfat anion pada polinukleotida).
Suasana asam, mencegah terjadinya ikatan antara logam dengan jaringan tapi dapat memperkuat ikatan di dalam nukleus daripada lainnya. Gugus fosfat pada kromosom lebih bersifat asam daripada gugus protein pada sitoplasma dan jaringan. Saat proses pemulasan kompleks (CyFe)2+akan terikat pada fosfat anion
DNA (Kiernan, 2010). Satu elektron pada ion Fe3+ pada pewarna (CyFe)2+ akan
berikatan dengan atom-atom O pada fosfat anion membentuk ikatan kovalen. Ikatan yang terjadi antara ikatan tunggal atom O anion pada fosfat dengan logam Fe adalah ikatan ionik, sedangkan ikatan rangkap dua atom O pada fosfat dengan logam Fe adalah ikatan kovalen koordinasi dengan atom O sebagai penyumbang elektron. Ikatan yang terjadi seperti ini disebutkelatseperti pada Gambar 5 (Baker, 1958 : 218).
Gambar 5.Mekanisme reaksi antara pewarna cyanidin (CyFe)2+dengan fosfat
Pada aspek penilaian tingkat kejelasan warna hematoksilin maupun filtrat kulit buah Syzygium cumini terdapat beberapa preparat yang warnanya tampak kurang jelas. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh terlalu lamanya waktu saat tahap hidrolisis sehingga mengurangi afinitas pewarna terhadap kromosom (Setyawan dan Sutikno, 2000). Warna yang tampak kurang jelas juga dapat disebabkan oleh terdegradasinya warna dari pigmen hematoksilin maupun sianidin. Hematoksilin dan sianidin merupakan senyawa flavonoid, stabilitas warna senyawa flavonoid utamanya antosianin cenderung tidak stabil disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya pH, temperatur, cahaya dan oksigen (Robinson, 1991 : 201). Pada pengamatan terhadap warna, adanya sinar matahari menyebabkan degradasi pigmen yang ditunjukkan penurunan absorbansi dimana secara visual warna tampak semakin memudar dibandingkan pada saat awal pembuatan preparat. PENUTUP
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa filtrat kulit buah Syzygium cumini layak sebagai pewarna alternatif untuk pembuatan preparat mitosis squash dapat diketahui dari hasil telaah preparat mitosis squash Allium sativum, A. cepa, A. fistulosum yang memperlihatkan hasil pewarnaan yang sama dengan hematoksilin sebagai pewarna baku inti sel / kromosom yang umum digunakan pada histoteknik. Kelayakan media preparat mitosis yang menggunakan pewarna filtrat kulit buah S. cumini dapat diketahui dari hasil telaah seluruh preparat mitosis squash Allium sativum, A. cepa, A. fistulosum (Preparat 10, 11, 12, 13, 14, 15, dan 16) menunjukkan kromosom tampak berwarna ungu tua di bawah mikroskop. Sitoplasma yang tidak terwarnai dalam satu lapang pandang membuat warna kromosom tampak kontras sehingga kromosom sangat mudah untuk diamati.
Ucapan Terima Kasih
DAFTAR PUSTAKA
Agustin, Wiji. 2009. Pengembangan Media Preparat Mitosis untuk Mendukung Pembelajaran Biologi Berbahasa Inggris Pada konsep Pembelahan Sel.
Skripsitidak diterbitkan. Surabaya: Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Surabaya.
Baker, John R. 1958. Principles of Biological Microtechnique a Study of Fixation and Dyeing. Great Britain: Richard Clay and Company Ltd.
Day, R.A. dan Underwood, A.L. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Terjemahan oleh Iis Sopyan. 2001. Jakarta: Erlangga.
Fukui, Kiichi. 1996. “Plant Chromosomes at Mitosis”. Dalam Fukui, Kiichi dan Nakayama, Shigeki (Eds). 1996. Plant Chromosomes Laboratory Methods. United States of America: CRC Press, Inc.
Jones, Robert Neil dan Rickards, Geoffrey Keith. 1991. Practical Genetics. England: Open University Press.
Kiernan, John A. 2010. “General Oversight Stains for Histology and Histopathology”. Dalam Kumar, George L. dan Kiernan, John A. (Eds). 2010.
Education Guide: Special Stains and H&E. California: Dako.
Loveless, A. R. 1983. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. Terjemahan oleh Kartawinata, K., Danimiharja, S., Soetisna, U. 1987. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Manitto, Paolo. 1981. Biosintesis Produk Alami. Terjemahan oleh Koensoemardiyah.1992. Semarang: IKIP Semarang Press.
Robinson, Trevor. 1991.Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. Terjemahan oleh Kokasih Padmawinata. Bandung : FMIPA ITB.
Sugiyono. 2010. Metode Penelitian Pendidikan: Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta.
