HASIL DAN PEMBAHASAN
Respon Anatomi terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal
Struktur sekretori getah kuning (sayatan longitudinal) merupakan sebuah saluran yang panjang dan bercabang dengan tipe seperti kanal (Fann 1990), sedangkan berdasarkan hasil sayatan melintang merupakan sebuah lumen besar yang dikelilingi sel epitel yang bersifat spesifik (Dorly et al. 2008). Saluran getah kuning yang terdapat pada perikap buah manggis berumur 10 dan 15-16 MSA tersebar pada bagian eksokarp, mesokarp dan endokarp (Gambar 4).
Gambar 4 Struktur sekretori getah kuning umur 15-16 MSA. A. Bagian Eksokarp, B. Bagian Mesokarp, C. Endokarp, dan D. Aril (Skala: 500 µm, Sumber Dorly et al. 2008).
Saluran getah kuning (lumen besar) berbentuk lingkaran dengan ukuran diameter yang semakin meningkat berturut-turut dari bagian eksokarp, mesokarp ke endokarp pada umur 10 dan 15-16 MSA. Aplikasi kalsium secara eksternal tidak mempengaruhi ukuran diameter saluran getah kuning pada umur 10 MSA (eksokarp, mesokarp dan endokarp). Pada umur 15-16 MSA ukuran diameter getah bagian mesokarp dan endokarp juga tidak dipengaruhi oleh aplikasi kalsium secara eksternal pada permukaan buah muda (2, 4, 6 dan 8 MSA), tetapi pada bagian eksokarp ukuran diameter getah menurun sebesar 26% pada aplikasi Ca(OH)2 konsentrasi 1 M dibanding kontrol (Tabel 1 dan Gambar 5).
B
C A
Tabel 1 Pengaruh aplikasi Ca secara eksternal terhadap diameter saluran getah kuning pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA
Perlakuan Diameter saluran getah kuning (µm) umur 10 MSA
Eksokarp Mesokarp Endokarp
Kontrol 50.50±5.02 68.92±11.36 95.17±28.10 CaCl2 0.25M 46.92±8.13 71.42± 1.61 131.98±26.38 CaCl2 0.5M 40.08±4.45 54.25± 4.75 93.89±20.68 CaCl2 1M 40.42±5.11 49.17± 9.91 84.93±17.15 Ca(OH)2 0.25M 40.92±5.86 61.00±17.44 100.97±29.90 Ca(OH)2 0.5M 48.83±3.76 72.92± 17.17 115.14±16.46 Ca(OH)2 1M 51.83±4.11 62.75± 2.29 94.46± 4.25 Diameter saluran getah kuning (µm) umur 15-16 MSA
Eksokarp Mesokarp Endokarp
Kontrol 49.75±1.25 bc 77.58±13.61 102.58±26.13 CaCl2 0.25M 54.03±4.91 c 74.50±12.19 111.33±29.61 CaCl2 0.5M 42.54±8.60 ab 61.50±12.19 86.89±11.54 CaCl2 1M 50.58±5.51 bc 70.92± 5.20 117.11±11.73 Ca(OH)2 0.25M 47.42±4.47 bc 74.25±10.47 96.53±11.11 Ca(OH)2 0.5M 43.92±1.13 ab 73.75± 7.63 101.26±7.96 Ca(OH)2 1M 36.75±5.56 a 93.42±15.00 141.88±40.71
Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi) angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menujukkan beda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%.
A B
Gambar 5 Efek penyemprotan kalsium terhadap diameter getah (lumen) saluran getah kuning bagian endokarp. A. Kontrol 15-16 MSA, B. Ca(OH)2 1M umur 15-16 MSA (tanda panah menunjukkan struktur sekretori
EC: epithelium cell, LD: yellow latex duct, skala: 30 µm).
Penurunan diameter saluran getah (53%) pada eksokarp selaras dengan penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi pada perlakuan Ca(OH)2 1 M sebesar 26%. Skor getah pada kulit memiliki korelasi (r=0.74, p<0.05) dengan ukuran diameter getah bagian eksokarp. Hal ini menimbulkan dugaan bahwa ukuran diameter saluran getah yang semakin kecil akan cenderung menurunkan skor getah kuning. Lumen saluran getah merupakan tempat penimbunan eksudat
LD LD
EC
getah kuning, semakin kecil diameter sebuah lumen diduga akan mengurangi jumlah eksudat getah.
Diameter saluran getah (lumen) umumnya meningkat dari umur 10 ke 15-16 MSA. Diameter saluran getah kuning bagian mesokarp cenderung menunjukkan peningkatan selama umur 10 ke 15-16 MSA (Gambar 6).
C D
E F
Gambar 6 Efek penyemprotan kalsium terhadap diameter getah, panjang dan lebar sel epitel saluran getah kuning bagian mesokarp. A. Kontrol 10 MSA, B. Kontrol 15-16 MSA, C. CaCl2 0.5M 10 MSA, D. CaCl2 0.5M 15-16 MSA, E. Ca(OH)2 1M 10 MSA, F. Ca(OH)2 1M umur 15-16 MSA (tanda panah menunjukkan struktur sekretori EC: epithelium cell, LD: yellow latex duct, skala: 30 µm).
LD EC EC A B LD LD LD LD LD D EC EC EC EC
Diameter getah (lumen) bagian mesokarp menunjukkan peningkatan yang konsisten untuk seluruh perlakuan dari umur 10 ke 15-16 MSA. Hal ini berbeda dengan bagian eksokarp peningkatan ukuran diameter getah sebesar 2-10 µm setelah aplikasi CaCl2 0.25 M, 0.5 M, 1 M, dan Ca(OH)2 0.25 M, sedangkan perlakuan kontrol, Ca(OH)2 0.5M dan 1M cenderung menurun 0.7-15 µm. Diameter saluran getah bagian endokarp meningkat 7-47 µm selama umur 10 hingga 15-16 MSA pada perlakuan kontrol, CaCl2 1 M dan Ca(OH)2 1 M, sedangkan untuk perlakuan CaCl2 0.25M, 0.5M, Ca(OH)2 0.25M dan 0.5M cenderung menurun sebesar 4-20 µm.
Lumen saluran getah dikelilingi oleh sel epitel yang bersifat spesifik. Sel epitel tersebut merupakan sel hidup yang mengandung sitoplasma dengan organel seperti plastid, mitokondria, dan aparatus golgi (Dorly et al. 2008). Aplikasi kalsium secara eksternal tidak meningkatkan panjang dan lebar sel epitel saluran getah pada bagian eksokarp, mesokarp dan endokarp buah manggis umur 10 MSA. Aplikasi kalsium secara eksternal juga tidak meningkatkan panjang sel epitel saluran getah baik di bagian eksokarp, mesokarp maupun endokarp pada buah manggis umur 15-16 MSA. Hal ini berbeda dengan ukuran lebar sel epitel saluran getah bagian eksokarp buah manggis umur 15-16 MSA yang cenderung menurun sampai 10.27 µm atau sekitar 26% dibandingkan kontrol setelah aplikasi CaCl2 konsentrasi 0.5M. Pada bagian mesokarp umur 15-16 MSA aplikasi kalsium tidak mempengaruhi peningkatan ataupun penurunan ukuran lebar sel epitel saluran getah. Pada bagian endokarp umur 15-16 MSA, lebar sel epitel saluran getah cenderung meningkat sampai 25.13 µm (sekitar 95%) dibandingkan kontrol (12.87µm) setelah aplikasi Ca(OH)2 konsentrasi 0.25M.
Peningkatan lebar sel epitel saluran getah pada bagian endokarp dan penurunan lebar sel epitel saluran getah tidak selaras dengan penurunan skor getah kuning pada kulit maupun aril buah. Aplikasi kalsium secara eksternal cenderung menurunkan skor getah kuning pada kulit dan aril, sedangkan panjang sel epitel saluran getah tidak menurun secara nyata dibandingkan kontrol dan lebar sel epitel saluran getah hanya menurun di bagian eksokarp dan meningkat hanya di bagian endokarp. Peningkatan panjang dan lebar saluran getah diduga tidak
mempengaruhi penurunan skor getah kuning baik pada kulit maupun aril buah (Tabel 2).
Tabel 2 Pengaruh aplikasi Ca secara eksternal terhadap panjang dan lebar sel epitel saluran getah kuning umur 10 dan 15-16 MSA
Perlakuan Eksokarp
Panjang sel epitel (µm) Lebar sel epitel (µm)
10 MSA 15-16 MSA 10 MSA 15-16 MSA
Kontrol 26.53±0.42 31.00±1.74 11.20±0.72 11.07±0.95 ab CaCl2 0.25M 31.47±8.57 34.21±4.16 12.40±3.93 12.67±1.10 bc CaCl2 0.5M 29.67±4.01 30.40±7.62 11.00±0.80 10.27±0.50 a CaCl2 1M 30.27±1.96 38.20±1.83 10.60±2.77 12.60±0.72 bc Ca(OH)2 0.25M 34.87±1.60 37.25±0.40 13.47±1.67 14.33±0.23 c Ca(OH)2 0.5M 31.20±5.21 37.13±2.80 11.00±1.59 12.07±1.80abc Ca(OH)2 1M 33.93±0.42 38.00±3.14 12.73±2.00 12.80±1.71 bc Mesokarp
Panjang sel epitel (µm) Lebar sel epitel (µm)
10 MSA 15-16 MSA 10 MSA 15-16 MSA
Kontrol 43.40±1.40 59.07±8.90 17.33±0.23 16.53±3.03 CaCl2 0.25M 50.07±13.79 43.67±1.67 15.87±1.62 16.33±1.36 CaCl2 0.5M 44.20±3.98 47.60±3.36 13.93±1.03 14.00±2.42 CaCl2 1M 46.27±5.08 57.60±4.61 14.40±2.23 20.00±1.11 Ca(OH)2 0.25M 47.20±5.92 48.47±12.20 17.67±4.61 18.67±3.33 Ca(OH)2 0.5M 50.20±17.34 55.60±3.70 16.20±5.94 14.33±1.27 Ca(OH)2 1M 45.93±0.76 57.60±11.73 16.80±3.36 19.60±4.68 Endokarp
Panjang sel epitel (µm) Lebar sel epitel (µm)
10 MSA 15-16 MSA 10 MSA 15-16 MSA
Kontrol 47.73±5.12 49.27±4.27 20.93±5.93 12.87±3.10 a CaCl2 0.25M 56.60±8.89 63.00±3.56 18.13±5.12 18.60±4.52 b CaCl2 0.5M 51.60±5.21 66.73±13.10 15.93±2.25 16.20±2.88ab CaCl2 1M 51.40±0.87 71.20±5.25 15.73±1.16 16.87±0.70ab Ca(OH)2 0.25M 60.87±2.48 63.93±3.11 20.87±3.18 25.13±0.70 c Ca(OH)2 0.5M 58.80±2.50 68.67±13.47 19.00±7.60 17.93±3.30ab Ca(OH)2 1M 54.80±4.34 63.07±8.39 17.73±3.06 18.53±2.55 b Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi) angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menujukkan beda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%.
Aplikasi kalsium secara eksternal telah mampu menurunkan skor getah kuning baik pada aril maupun pada kulit buah manggis, akan tetapi ketebalan dinding sel epitel saluran getah berdasarkan pengamatan TEM tidak menunjukkan perbedaan yang berarti (Gambar 7).
A B
C D
Gambar 7 Struktur sekretori getah kuning A. Sayatan transversal dengan mikroskop cahaya perbesaran 1000X, B. Sayatan TEM perbesaran 6000X (sumber Dorly et al. 2008), C. Sayatan TEM transversal dinding sel epitel saluran getah (30000X) perlakuan kontrol, D. Aplikasi CaCl2 (mt: mitochondria, CW: cell wall, V: vacuole, TW:
thickened cell wall, EC: epithelium cell, LD: yellow latex duct, P: plastid, G: golgi apparatus, NC: neighbour cell, LP: yellow latex particles, M: middle lamella, skala: 200 nm).
Ketebalan dinding sel epitel saluran getah bagian mesokarp aplikasi CaCl2 konsentrasi 0.5M sebesar 439-454 nm, sedangkan kontrol sebesar 330-639 nm. Aplikasi kalsium klorida secara eksternal telah mampu menurunkan skor getah kuning pada aril tertinggi (28%), walaupun ketebalan dinding sel epitel saluran getah tidak bertambah. Kalsium memiliki peran unik dan penting untuk menstabilkan membran sel, karena kebocoran membran sel sangat dipengaruhi oleh konsentrasi Ca di sekeliling sel (Bangerth 1979). Kalsium menurunkan permeabilitas hidrolik air dari membran sel dan menurunkan tingkat penyerapan air pada buah ceri (Glenn & Poovaiah 1989). Ion kalsium menghambat kerusakan polisakarida yang berikatan dengan pektin (Konno et al. 1984). Kalsium juga
EC LD CW 1 CW 2 CW M M LD
menjaga kekuatan struktur dinding sel dan harus dalam bentuk bebas (Ca2+) yang aktif untuk menurunkan pecah buah pada ceri (Glenn & Poovaiah 1989). Aplikasi kalsium telah mampu menyediakan unsur kalsium dalam sel yang diperlukan untuk menstabilkan membran dan mencegah kerusakan dinding sel. Hal ini penting agar saluran getah tidak mudah mengalami kerusakan akibat perubahan tekanan turgor yang mendadak.
Respon Morfologi Buah Manggis terhadap Aplikasi Kalsium A. Skor Getah Kuning Pada Kulit dan Aril Manggis
Aplikasi kalsium hidroksida (Ca(OH)2 dan kalsium klorida (CaCl2) secara eksternal umumnya mampu menurunkan skor getah kuning pada kulit maupun aril dibandingkan kontrol. Penurunan skor getah kuning pada kulit tertinggi pada perlakuan Ca(OH)2 1 M sebesar 26% dibandingkan kontrol (walaupun tidak secara nyata). Penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi pada perlakuan CaCl2 0.5 M sebesar 28% dibandingkan kontrol. Skor getah kuning pada aril juga menurun berturut-turut 21%, 20%, dan 19% setelah aplikasi Ca(OH)2 0.25M, 0.5M dan 1 M selama 4 kali tahap perkembangan buah umur 2, 4, 6 dan 8 MSA (Tabel 3).
Tabel 3 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap skor getah kuning pada buah Manggis umur 15-16 MSA
Perlakuan Skor getah kuning
Kulit buah Aril buah
Kontrol 2.24±0.24 1.58±0.18 a CaCl2 0.25 M 2.05±0.19 1.33±0.24 ab CaCl2 0.5 M 1.96±0.30 1.13±0.13 b CaCl2 1 M 1.99±0.26 1.35±0.14 ab Ca(OH)2 0.25 M 1.89±0.06 1.25±0.06 b Ca(OH)2 0.5 M 1.98±0.18 1.27±0.31 b Ca(OH)2 1 M 1.66±0.17 1.28±0.07 b
Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi) angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menujukkan beda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%
Penurunan skor getah kuning pada aril lebih diutamakan dari pada skor getah kuning pada kulit buah manggis. Hal ini disebabkan skor getah kuning pada kulit dapat dihilangkan dengan membersihkan getah permukaan buah dengan kain lap atau mencongkelnya. Berbeda dengan getah kuning pada aril buah yang sulit
untuk dihilangkan dan dapat menyebabkan rasa pahit, tidak enak dan tidak layak untuk dikonsumsi.
Aplikasi Ca(OH)2 dan CaCl2 memberikan respon yang berbeda dalam menurunkan skor getah kuning pada kulit dan pada aril. Kalsium hidroksida lebih efektif menurunkan skor getah kuning secara nyata dibandingkan kontrol, tetapi tidak efektif menurunkan skor getah kuning pada aril (Tabel 6 pada Lampiran 3). Berdasarkan hasil uji lanjut kontras ortogonal menunjukkan adanya tren linier (Tabel 7 pada lampiran 3) antara aplikasi Ca(OH)2 dengan penurunan skor getah kuning pada kulit buah manggis. Hal ini berarti peningkatan konsentrasi Ca(OH)2 dari 0 sampai 1 M yang diaplikasikan pada permukaan buah muda cenderung menurunkan skor getah kuning pada kulit buah manggis. Tren linier tersebut didukung dengan hubungan korelasi linier negatif (R2=0.56, r=-0.74, p<0.05) antara konsentrasi Ca(OH)2 dengan skor getah kuning pada kulit (Gambar 8).
Gambar 8 Hubungan antara skor getah kuning pada kulit (∆) dan skor getah kuning pada aril (0) pada buah manggis umur 15-16 MSA dengan konsentrasi kalsium yang diaplikasikan 4 kali pada permukaan buah muda manggis (2, 4, 6 dan 8 MSA). A. Ca(OH)2, B. CaCl2.
Aplikasi CaCl2 lebih efektif menurunkan skor getah kuning pada aril buah dibandingkan kontrol, tetapi tidak efektif menurunkan skor getah kuning pada kulit buah (Tabel 8 pada Lampiran 3). Penurunan skor getah kuning pada aril dengan konsentrasi CaCl2 menunjukkan tren kuadratik (Gambar 8). Hal ini berarti bahwa penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi hanya pada konsentrasi 0.5 M, tetapi jika konsentrasi CaCl2 yang diaplikasikan pada permukaan buah
y = -0.507x + 2.161 R² = 0.556 y = -0.237x + 1.447 R² = 0.182 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 Sk o r g et a h k un ing
Konsentrasi Ca(OH)2yang diaplikasikan [M] y = 0.600x2- 0.845x + 2.235 R² = 0.212 y = 1.252x2- 1.504x + 1.596 R² = 0.542 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 Sk o r g et a h k un ing CaCl2[M] A B
muda dengan konsentrasi yang kurang dari 0.5 M atau lebih dari 0.5 M kurang efektif dalam menurunkan skor getah pada aril (Gambar 8).
Perbedaan respon (penurunan skor getah kuning) terhadap aplikasi Ca(OH)2 dan CaCl2 secara eksternal pada permukaan buah muda menimbulkan dugaan bahwa jenis kalsium yang diaplikasikan dan konsentrasinya mempengaruhi penetrasi masuknya kalsium ke dalam buah. Kalsium klorida sangat higroskopis, penetrasi ke dalam buah lebih baik walaupun tingkat penetrasi dipengaruhi oleh kelembaban dan konsentrasi (Schonherr 2000). Kalsium hidroksida sulit larut pada air pada konsentrasi tinggi, sehingga sulit masuk ke dalam kulit buah. Residu adalah masalah potensial pada penyemprotan Ca(OH)2 yang tertinggal pada permukaan perikarp (Callan 1986). Hal ini didukung oleh hasil pengamatan distribusi kalsium perikap leci dengan sinar X menunjukkan kalsium tertinggal di eksokarp (Huang et al. 2008). Penetrasi dan penyerapan kalsium ke dalam kulit buah sangat sulit. Penyerapan kalsium serta kandungannya pada setiap bagian buah menunjukkan adanya ketidak seragaman. Pada buah matang konsentrasi kalsium tertinggi pada kulit buah dan terendah pada daging buah (Saure 2005)
Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap skor getah kuning umur 15-16 MSA menunjukkan adanya perbedaan skor getah pada kulit dan pada aril (Tabel 1). Hasil penelitian menunjukkan tidak ada korelasi antara skor getah yang terdapat pada kulit bagian luar dengan skor getah pada aril (korelasi Pearson diperoleh nilai korelasi R2=0.08, r=0.29, p>0.05). Hal ini disebabkan perbedaan faktor penyebab getah antara getah pada bagian aril buah dengan pada kulit buah. Penyebab getah pada bagian aril lebih disebabkan faktor endogen (fisiologi), sedangkan getah pada kulit disebabkan faktor endogen dan eksogen.
Faktor endogen (aktivitas fisiologi) disebabkan perubahan tekanan turgor akibat perubahan kandungan air tanah yang ekstrim pada fase manggis berbuah sehingga terjadi kerusakan dinding sel epitel saluran getah kuning (Syah et al. 2007). Perkembangan manggis juga mempengaruhi kemunculan getah pada aril, diduga ada tekanan dari dalam terhadap jaringan diantara kulit dan aril menyebabkan pecahnya dinding sel epitel saluran getah (Dorly et al. 2008). Pecah buah pada ceri manis juga disebabkan faktor tekanan internal seperti perubahan
tekanan osmotik, turgor dan potensial air, yang secara tidak langsung mempengaruhi permeabilitas kutikula, ketegaran dan struktural dinding sel (Callan 1986).
Faktor eksogen disebabkan gangguan mekanis seperti tusukan/gigitan serangga, benturan dan cara panen yang menyebabkan kerusakan dinding sel epitel saluran getah bagian eksokarp (Verheij 1997). Faktor eksogen (lingkungan) seperti curah hujan yang berlebihan, kekeringan (Huang et al. 2005), temperatur tinggi dan kelembaban relatif yang rendah juga turut memicu pecah buah pada leci (Kanwar el al. 1972).
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.
