PIGMEN FOTOSINTESISDinda Dewi Rengganis (1507100008)

Program Studi Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Sepuluh Nopember2010

AbstrakPraktikum yang berjudul pigmen fotosintesis ini bertujuan untuk memisahkan pigmen

fotosintesis dengan metode kromatografi. Pada praktikum ini digunakan tiga jenis tanaman yang memiliki warna daun yang berbeda, antara lain daun yang berwarna hijau, daun berwarna kuning dan daun berwarna merah. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui perbedaan pigmen pada daun yang dimiliki setiap tumbuhan. Untuk mengetahui pigmen fotosintesis, dilakukan dengan cara menumbuk daun di mortar, setelah hancur diberi alcohol sebanyak 25 ml, kemudian dibiarkan sampai ampas mengendap. Setelah mengendap, ekstrak dituang ke botol, kertas saring dicelupkan dan digantung di mulut botol. Ditunggu sampai terlihat pemisahan pigmen. Hasil yang didapatkan adalah pada daun hijau didapatkan gradasi warna hijau ke kuning, pada daun kuning didapatkan warna kuning, dan pada daun merah didapatkan warna merah, hijau dan kuning.Kata kunci: pigmen fotosintesis, metode kromatografi

AbstractThe aim of photosynthesis pigment’s practical is to segregate photosynthesis pigment with

chromatographic method. We used 3 leaf’s colour, red, green, and yellow’s leaf, to know the differences of leaf’s pigment. s done by pounding the leaves in the mortar, once destroyed were given alcohol as much as 25 ml, then allowed to settle grounds. After settling, the extract is poured into the bottle, filter paper is dipped and hung in the mouth of the bottle. Wait until you see the separation of pigments. The results obtained are found in green leaf shades of green to yellow, the yellow leaves get yellow, and red leaf found in red, green and yellow.Keywords: photosynthesis pigment, chromatographic method

PENDAHULUAN1. Fotosintesis

Fotosintesis merupakan suatu proses dimana zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil diubah menjadi zat organik dengan pertolongan sinar. Pengubahan energi sinar menjadi energi kimia dan kemudian pengubahan energi kimia ini menjadi energi kerja pada peristiwa respirasi (Dwijoseputro, 1990). Fotosintesis meliputi reaksi oksidasi air (pemindahan elektron disertai pelepasan O2

sebagai hasil samping) dan reduksi CO2 untuk membentuk senyawa organik seperti karbohidrat dengan menggunakan energi cahaya (Salisbury & Ross, 1995).

Faktor utama yang menentukan laju fotosintesis: Intensitas cahayaLaju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya. Konsentrasi karbondioksidaSemakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis. SuhuEnzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis

meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim. Kadar airKekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang. Tahap pertumbuhanPenelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh (Anonim, 2010).

Proses fotosintesis melalui 2 tahap, yaitu: Reaksi terang: Tahap pertama dari sistem fotosintesis adalah reaksi terang, yang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO2 dari udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid yang terdiri dari sistem cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa elektron, dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP+ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH (Anonim, 2010). Reaksi gelap: merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson. Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah

senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap (Anonim, 2010).

2. Pigmen dalam TumbuhanPigmen-pigmen di dalam lamela

kloroplas sebagian besar berupa dua macam klorofil (a dan b) dan dua macam pigmen kuning sampai oranye yang diklasifikasikan sebagai karotenoid (karoten dan xantofil). Apabila suatu pigmen seperti klorofil atau karptenoid menyerap suatu foton, energi menaikkan suatu elektron dari tingkat energi yang paling rendah ke energi yang lebih tinggi (tereksitasi) (Gardner, 1991).

3. Metode kromatografiKromatografi kertas merupakan salah

satu metode pemisahan berdasarkan distribusi suatu senyawa pada dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Pemisahan sederhana suatu campuran senyawa dapat dilakukan dengan kromatografi kertas, prosesnya dikenal sebagai analisis kapiler dimana lembaran kertas berfungsi sebagai pengganti kolom (Dedy, 2009).

4. FotosistemFotosistem merupakan tahap pertama

dari proses fotosintesis. Ketika klorofil menyerap energi foton dari cahaya, elektron pada klorofil akan terlepas ke orbit luar (tereksitasi). Elektron ini akan ditangkap oleh penerima elektron yaitu plastokuinon. Jadi unit penangkapan elektron inilah yang disebut dengan fotosistem.

Fotosistem dibedakan menjadi dua, yaitu : Fotosistem 1: dalam fotosistem I, terdapat

molekul klorofil yang berada pada pusat reaksi dari fotosistem I dinamakan P700. Di sebut demikian karena sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang 700nanometer.

Fotosistem 2: dalam fotosistem II, terdapat molekul klorofil yang berada pada pusat

reaksi fotosistem II dan dinamakan P680, karena sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer (Anonim, 2009).

METODOLOGIPraktikum ini dilakukan pada tanggal 15

Nopember 2010 di laboratorium botani Biologi ITS, dengan cara mengambil masing – masing 1 gram daun berbeda warna. Daun yang digunakan adalah daun asoka (Saraca indica), daun pangkas merah, dan daun puring (Codiaeum variegatum). Masing – masing daun digerus di mortar, setelah halus, diberi alcohol sebanyak 25 ml. dibiarkan beberapa saat sampai ampas mengendap. Setelah mengendap, ekstrak dituang ke botol, kemudian kertas saring dicelupkan ke dalam ekstrak, ditunggu hingga ekstrak terserap kertas saring.

HASIL DAN PEMBAHASANPada praktikum ini digunakan tiga jenis

tanaman yang memiliki warna daun yang berbeda, antara lain daun yang berwarna hijau dengan daun asoka (Saraca indica), daun pangkas merah, dan daun puring (Codiaeum variegatum). Praktikum ini dilakukan dengan menggunakan tiga daun dengan warna yang berbeda untuk mengetahui perbedaan pigmen pada daun yang dimiliki setiap tumbuhan. Praktikum ini dilakukan dengan kromatografi untuk memisahkan pigmen-pigmen pada daun.

Pertama-tama daun dipotong kecil-kecil agar mudah dihaluskan. Setelah itu, daun dihaluskan dengan mortar sampai hancur sehingga pigmennya keluar. Daun yang telah hancur ditambahkan dengan alkohol sebanyak 25 ml untuk melarutkan pigmen. Larutan didiamkan agar larutan pigmen dan endapan benar-benar terpisah. Pemisahan pigmen-pigmen pada daun dilakukan dengan metode kromatografi. Menurut Dedy (2009) kromatografi kertas merupakan salah satu metode pemisahan berdasarkan distribusi suatu senyawa pada dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Pemisahan sederhana suatu campuran senyawa dapat dilakukan dengan kromatografi

kertas, prosesnya dikenal sebagai analisis kapiler dimana lembaran kertas berfungsi sebagai pengganti kolom. Metode ini dilakukan dengan cara menjepit kertas saring dendan penjepit dan dicelupkan ke dalam larutan pigmen. Larutan pigmen dibiarkan bergerak pada kertas saring sampai pigmennya naik dan diteruskan sampai tidak terlihat lagi warnanya.

Hasil praktikum pigmen fotosintesis adalah daun yang berwarna hijau (Saraca indica) menghasilkan larutan yang berwarna hijau tua. Pada kertas saring terlihat warna hijau tua kemudian warna kuning, hal tersebut menunjukkan adanya klorofil a (C55H72O5N4Mg) yang berwarna hijau tua dan pigmen karotenoid yang berwarna kuning. Warna yang terserap pertama kali oleh kertas saring adalah warna hijau yang menunjukkan bahwa pigmen daun tersebut (klorofil a) terletak pada susunan paling atas. Warna daun berwarna hijau karena pigmen yang mendominasi adalah klorofil a. Menurut Kimball (2005) klorofil a dan b paling kuat menyerap cahaya merah dan ungu sedangkan cahaya hijau paling sedikit diserap. Karena itu bila cahaya putih menyinari struktur-struktur yang mengandung klorofil, maka sinar hijau dikirimkan dan dipantulkan sehingga hasilnya struktur-struktur tersebut berwarna hijau. Hal inilah yang menyebabkan daun Saraca indica berwarna hijau. Menurut literatur, rumus empiris klorofil adalah C55H72O5N4Mg (klorofil a) dan Xantofil {C40H54(OH)2} (Subandi, 2008). Dari rumus empiris tersebut, kita dapat diketahui berat molekul klorofil a yaitu 892.

Gambar spectrum serap klorofil

Pada daun berwarna merah, menghasilkan warna larutan merah keunguan. Kertas saring menunjukkan warna merah berada paling bawah, kemudian berturut – turut hijau, biru, dan kuning. Hal tersebut menunjukkan daun mempunyai pigmen antosianin, klorofil b, fitokrom dan xantofil.

Sedangkan pada daun berwarna kuning hanya ditemukan warna kuning yang terserap kertas saring. Hal ini menunjukkan bahwa daun hanya mengandung pigmen karotenoid.

Spectrum serap karotenoid

Seperti yang kita ketahui bahwa rumus kimia dari pigmen-pigmen tersebut antara lain Xantofil {C40H54(OH)2}, Klorofil a {C55H72O5N4Mg}, Klorofil b {C55H70O6N4Mg}, dan Karoten {C40H56}. Jadi, dapat kita simpulkan bahwa berat molekul Karoten lebih kecil disusul oleh Xantofil, Klorofil a, dan berat molekul terbesar adalah Klorofil b (dapat dilihat dari banyaknya atom C dan atom O), sehingga urutan pigmen yang menempuh jarak terjauh adalah Karoten, Xantofil, Klorofil a, dan Klorofil b (Anonim, 2010).

KESIMPULANKesimpulan dari praktikum ini adalah

terdapat 4 pigmen dasar pada tumbuhan yaitu klorofil (a dan b) dan dua macam pigmen kuning sampai oranye yang diklasifikasikan sebagai

karotenoid (karoten dan xantofil). Daun Saraca indica mempunyai pigmen klorofil a dan karotenoid, daun pangkas merah mempunyai pigmen antosianin, klorofil b, fitokrom dan xantofil. Sedangkan pada daun Codiaeum variegatum hanya mempunyai pigmen karotenoid.

DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2009. diakses dari

http://anisnuryasmine.blogspot.com/2009_06_01_archive.html pada 20 Nopember 2010 pukul 19.07 WIB

Anonim. 2010. Reaksi terang gelap fotosintesis. Diakses dari http://biologigonz.blogspot.com/2010/02/reaksi-terang-gelap-fotosintesis.html pada 20 Nopember 2010 pukul 19.07 WIB

Anonim. 2010. Kromatografi. Diakses dari http://dnabio71kromatografi.blogspot.com pada tanggal 20 Nopember 2010 pukul 19.07 WIB

Anonim. 2010. Diakses dari http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis pada tanggal 21 Nopember 2010 pukul 20.10

Anonim. 2010. Diakses dari http://metabolismelink.freehostia.com/reaksi_terang.html pada tanggal 21 Nopember 2010 pukul 17.05

Dedy. 2009. Kromatografi Kertas. http://dedy21.com/2009/03/13/kromtografi-kertas/. Diakses pada tanggal 21 Nopember 2010 pukul 16.00 WIB

Gardner, F. P., R. B. Pearce, dan R.L. Mitchell. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press: Jakarta

Salisbury, F. B. dan C. W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. ITB: Bandung