LAPORAN PRAKTIKUM
FISIOLOGI TUMBUHAN
PERCOBAAN III
PEMISAHAN PIGMEN-PIGMEN DAUN
NAMA : WINDA AYU SYAFITRI
NIM : H41112268
HARI/TANGGAL : SELASA/19 NOVEMBER 2013
KELOMPOK : III (TIGA)
ASISTEN : NUR FATRIS
LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2013
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Fotosintesis adalah suatu proses yang hanya terjadi pada tumbuhan yang berklorofil dan bakteri fotosintetik, dimana energi matahari (dalam bentuk foton) ditangkap dan diubah menjadi energi kimia (ATP dan NADPH). Energi kimia ini akan digunakan untuk fotosintesa karbohidrat dari air dan karbon dioksida. Jadi, seluruh molekul organik lainnya dari tanaman disintesa dari energi dan adanya organisme hidup lainnya tergantung pada kemampuan tumbuhan atau bakteri fotosintetik untuk berfotosintesis (Devlin, 1975).
Tumbuhan tingkat tinggi mengandung dua macam klorofil yaitu klorofil a dan klorofil b. Klorofil a adalah suatu senyawa kompleks antara magnsium dengan porfirin yang mengandung cincin siklopentanon (cincin V). Keempat atom nitrogennya dihubungkan secara ikatan. Koordinasi dengan ion Mg2+ membentuk senyawa kompleks planar yang mantap. Rantai sampingnya yang bersifat hidrofob adalah suatu terpenoid alkohol dan fitol yang dihubungkan secara ikatan ester dengan gugus propionat dari cincin IV. Klorofil b adalah klorofil kedua yang terdapat pada tumbuhan hijau. Klorofil b juga terikat pada protein didalam sel. Klorofil a dan klorofil b paling kuat menyerap cahaya bagian merah dan ungu spektrum, cahaya hijau yang paling sedikit diserap maka apabila cahaya putih menyinari struktur-struktur yang mengandung klorofil seperti misalnya daun maka sinar hijau akan dikirimkan dan dipantulkan sehingga strukturnya tampak berwarna hijau. Karoten termasuk ke dalam kromoplas yaitu plastida yang berwarna dan mengandung pigmen selain klorofil (Khopkar, 1990).
Oleh karena itu kami akan melakukan percobaan ini agar lebih mengetahui tentang pemisahan pigmen-pigmen pada daun.
I.2 Tujuan Percobaan
Melihat pemisahan pigmen-pigmen pada daun.
I.3 Waktu dan Tempat Percobaan
Percobaan ini dilakukan pada hari Selasa, tanggal 19 November 2013, pukul 14.00-17.00 WITA, di Laboratorium Herbarium, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar, Sulawesi Selatan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pada tumbuhan didapatkan bermacam-macam pigmen yang berperan menyerap energi cahaya. Pigmen fotosintetis terdapat dalam kloroplas yang terdiri dari klorofil a, b, santofil, karotenoid, bakterioklorofil pada bakteri. Pigmen ini menyerap warna atau gelombang cahaya yang berbeda-beda. Masing-masing menyerap maksimum pada gelombang cahaya tertentu. Pigmen umumnya mempunyai penyerapan maksimum pada gelombang cahaya pendek dan juga panjang. Untuk memaksimalkan penyerapan energi cahaya, maka pada kloroplas terdapat kelompok pemanen cahaya yang disebut dengan antena yang terdiri dari bermacam-macam pigmen, pigmen yang paling banyak pada kloroplas adalah klorofil. Klorofil merupakan pigmen yang berwarna hijau yang terdapat pada kloroplast. Pigmen ini berguna untuk melangsungkan fotosintesis pada tumbuhan . Aneka bentuk dan ukuran kloroplast ditemukan pada berbagai tumbuhan (Salisbury and Ross, 1995).
Fotosintesis terjadi pada semua bagian berwarna hijau pada tumbuhan karena mamiliki kloroplas, tetapi tempat utama berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Pigmen warna hijau yang terdapat pada kloroplas disebut dengan klorofil dan dari zat inilah warna daun berasal. Klorofil menyerap energy cahaya yang menggerakkan sintesis molekul makanan dalam kloroplas untuk menghasilkan energi (Campbell, 2002).
Kadar dari klorofil yang terkandung dalam suatu organ tumbuhan dapat diukur dengan metoda spektrofotometer. Sel penutup pada lembaran daun yang mengandung klorofil, didalam stroma pada sel tersebut akan berlangsung fotosintesis yang akan menghasilkan karbohidrat (gula). Gula tersebut menyebabkan potensial osmotik cairan sel yang menurun, potensial air juga akan menurun, dengan peristiwa itu timbul tekanan turgor yang dapat menyebabkan terbentuknya stroma (Kimball, 1988).
Klorofil sangat penting bagi tumbuhan untuk melaksanakan fotosintesis dan menghasilkan energi. Untuk itu kita perlu mengetahui banyaknya klorofil yang terdapat pada selembar daun dan kandungan dari klorofil itu sendiri. Oleh karena itu, dilakukanlah praktikum mengenai pigmen fotosintetik ini dengan menggunakan beberapa metoda. Klorofil merupakan pigmen kloroplast yang terdapat dalam plastid. Plastid merupakan struktur khusus, diselimuti oleh system membran rangkap ditemui hanya pada tumbuhan dan beberapa protista. Plastid mengandung ONA dan ribosom yang terbenam (bersama membrane) dalam cair yang disebut stroma (Salisbury dan Ross, 1995).
Sel penutup memiliki klorofil dalam selnya sehingga dengan bantuan cahaya matahari dapat melakukan fotosintesis. Terlalu banyak sinar berpengaruh beruk terhadap klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan pada sinar kuat akam berkurang hijaunya dan daun yang kena sinar matahari langsung pada umumnya berwarna hijau kekuningan. Salah satu cara untuk menentukan kadar klorofil daun dengan metoda atau alat spektofotometer. Spektofotometer temasuk dalam analisa kuantitatif yang di dasarkan pada sifat warna larutan yang terjadi, atau merupakan salah satu pembagian kalorimetri. Disini dipakai alat spektrofotometer. Metoda ini dapat digunakan apabila, sample yang di ukur harus berwarna, kestabilan warna cukup lama, intensitas warna terjadi cukup tajam, warna larutan harus bebas dari gangguan. Warna larutan yang terjadi berbanding lurus dengan kosentrasi larutan (Khopkar, 1990).
Ada dua macam plastid berwarna, yaitu kloroplas yang mengandung klorofil dan berbagai pigmen yang menyertainya dan kromoplast yang mengandung pigmen lain (contohnya pigmen merah pada tomat) (Salisbury dan Ross, 1995).
Klorofil akan memperlihatkan flouresensi berwarna merah yang berarti warna larutan tersebut tidak hijau pada cahaya yang diluruskan dan akan merah tua pada cahaya yang dipantulkan. Pada proses fotosintesis banyak diperlukan senyawa kimia yang penting dalam mengubah cahaya menjadi energi kimia pada tumbuhan tingkat tinggi, adalah pigmen yang terdapat didalam kloroplas, melalui pigmen inilah cahaya memulai proses fotosintesis. Pigmen tersebut dalam kloroplas yaitu pada membran internal yang disebut tilakoid. Pigmen tersebut adalah klorofil a, klorofil b, dan keratinoid (Sasmitamihardjo, 1990).
Klorofil terdapat didalam kloroplas yang merupakan pigmen yang aktif didalam fotosintesis. Klorofi adalah molekul tetra-spiral yang dihubungkan aleh atom Mg, yang berbrntuk oval yang terkandung dalamnya. Penyerapan yang esensial oleh kloroplas didalam menbran tilakoid. Tiap-tiap foton dapat mengelurakan electron kedalam klorofil, klorofil hijau akan menyerapa warna yang panjang gelombangnya pendek, berenergi tinggi yang efektif dalam fotosintesis. Penyerapan terhadap panjang gelombang relatif bervariasi dan dapat diukur denan menggunakan spektrofotometer. Gambaran dari banyaknya penyerapan dari fungsi panjang gelombang disebut dengan spectrum penyerapan (Dwijoseputro, 1980).
Ada 6 tipe klorofil yaitu klorofil a, b, dan c, dorobium serta klorofil 650 dan 660. klorofil a dan b terdapat pada semua organisme yang melakukan fotosintesis. Uluran kloroplas bervariasi pada setiap spesies, pada tanaman tingakat tinggi diameter kloroplas antara 4-6 mm. Kloroplas pad sel polipoid lebih besar dibandingkan tanaman yang selnya bukan polipoid. Perubahan bentuk dan volume kloroplas dapat disebabkan oleh cahaya, keadaan yang gelap kloroplas dapat direduksi dengan penambahan ATP (Devlin, 1975).
Warna hijau pada kloroplas disebabkan oleh adanya empat tipe utama pigmen didalamnya yaitu klorofil a, dan klorofil b, berwarna hijau karena bnayak menyerapa warna lembayung dan merah dan memancarkan sinar hijau, selain klorofil da xantofil dan karoten. Benda-benda berwarna menyerap cahaya dengan berbagai panjang gelombang sampai pada tingkat tertentu, dan warna yang timbul pada warna tersebut adalah cahaya yang diserap paling sedikit. Pada proses fotosintesis warna yang paling sedikit diserap adalah warnadengan cahaya hijau, warna inilah tersebar dipantulkan oleh tumbuhan sehingga tampak warna hijau (Sastamitamihardjo, 1990).
Untuk memisahkan zat-zat warna yang terdapat pada suatu tumbuhan dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi teknik kromatografi merupakan teknik yang banyak digunakan. Kromatografi pertama kali diberikan oleh Michael Tswett, seorang ahli botani Rusia, pada tahun 1906. Kromatografi berasal dari bahasa Yunani 'Kromatos' yang berarti warna dan 'Graphos' yang berarti menulis. Kromatografi merupakan metode pemisahan yang sederhana. Kromatografi mencakup berbagai proses yang berdasarkan pada perbedaan distribusi dari penyusunan cuplikan antara dua fasa, salah satu diantaranya bergerak secara berkesinambungan dalam arah tertentu dan di dalamnya zat-zat itu menunjukkan perbedaan mobilitas disebabkan adanya perbedaan dalam absorpsi, partisi, kelarutan, tekanan uap, ukuran molekul atau kerapatan muatan ion dinamakan kromatografi sehingga masing-masing zat dapat diidentifikasi atau ditetapkan dengan metode analitik (Anonim, 1995).
Pada dasarnya, teknik kromatografi ini membutuhkan zat terlarut terdistribusi di antara dua fase, satu diantaranya diam (fase diam), yang lainnya bergerak (fase gerak). Fase gerak membawa zat terlarut melalui media, hingga terpisah dari zat terlarut lainnya yang tereluasi lebih awal atau lebih akhir. Umumnya zat terlarut dibawa melewati media pemisah oleh cairan atau gas yang disebut eluen. Fase diam dapat bertindak sebagai zat penyerap atau dapat betindak melarutkan zat terlarut sehingga terjadi partisi antara fase diam dan fase gerak (Anonim, 1995).
Prosedur kromatografi masih dapat digunakan, jika metode klasik tidak dapat dilakukan karena jumlah cuplikan rendah, kompleksitas campuran yang hendak dipisahkan atau sifat berkerabat zat yang dipisah. Kromatografi ada bermacam-macam diantaranya kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis, penukar ion, penyaringan gel dan elektroforesis (Anonim, 1995).
Kromatografi Kertas merupakan kromatografi cairan-cairan dimana sebagai fasa diam adalah lapisan tipis air yang diserap dari lembab udara oleh kertas jenis fasa cair lainnya dapat digunakan. Teknik ini sangat sederhana. Prinsip dasar kromatografi kertas adalah partisi multiplikatif suatu senyawa antara dua cairan yang saling tidak bercampur. Jadi partisi suatu senyawa terjadi antara kompleks selulosa-air dan fasa mobil yang melewatinya berupa pelarut organik yang sudah dijenuhkan dengan air atau campuran pelarut (Anonim, 1995).
Cara melakukannya, ciplikan yang mengandung campuran yang akan dipisahkan diteteskan/diletakkan pada daerah yang diberi tanda di atas sepotong kertas saring dimana ia akan meluas membentuk noda yang bulat. Bila noda telah kering, kertas dimasukkan dalam bejana tertutup yang sesuai dengan satu ujung, dimana tetesan cuplikan ditempatkan, tercelup dalam pelarut yang dipilih sebagai fasa bergerak (jangan sampai noda tercelup karena berarti senyawa yang akan dipisahkan akan terlarut dari kertas). Pelarut bergerak melalui serat dari kertas oleh gaya kapiler dan menggerakkan komponen dari campuran cuplikan pada perbedaan jarak dalam arah aliran pelarut. Bila permukaan pelarut telah bergerak sampai jarak yang cukup jauhnya atau setelah waktu yang telah ditentukan, kertas diambil dari bejana dan kedudukan dari permukaan pelarut diberi tanda dan lembaran kertas dibiarkan kering. Jika senyawa-senyawa berwarna maka mereka akan terlihat sebagai pita atau noda yang terpisah. Jika senyawa tidak berwarna harus dideteksi dengan cara fisika dan kimia. Yaitu dengan menggunakan suatu pereaksi-pereaksi yang memberikan sebuah warna terhadap beberapa atau semua dari senyawa-senyawa. Bila daerah dari noda yang terpisah telah dideteksi, maka perlu mengidentifikasi tiap individu dari senyawa. Metoda identifikasi yang paling mudah adalah berdasarkan pada kedudukan dari noda relatif terhadap permukaan pelarut, menggunakan harga Rf (Anonim, 1995).
BAB III
METODE PERCOBAAN
III.1 Alat
Alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu, tabung reaksi, gelas kimia, sumbat tabung, rak tabung, mortar, penumbuk, corong, gelas ukur, pipet skala, batang pengaduk, gunting, pipet tetes dan kamera.
III.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu, daun tanaman miyana Coleus sp., daun bayam Amaranthus sp., larutan aseton, kertas saring, kertas kromatografi, larutan dietil eter, label dan kapas.
III.3 Prosedur Kerja
Menumbuk daun tanaman miyana Coleus sp. dan daun bayam Amaranthus sp. masing-masing 3 lembar secara terpisah dengan mortar dan lumpang yang terpisah sampai halus.
Menitikkan 5 tetes aseton ke dalam hasil gerusan.
Menyaring filtrat hasil gerusan menggunakan kertas saring.
Membuat eluen menggunakan larutan aseton dan larutan dietil eter.
Menitikkan 1 mL larutan aseton dan 9 mL larutan dietil eter ke dalam gelas piala hingga membentuk larutan dengan perbandingan 1 mL aseton : 9 mL dietil eter.
Menggunting 2 lembar kertas kromatografi hingga sesuai dengan tabung reaksi.
Mentotolkan filtrat daun miyana Coleus sp. dan filtrat daun bayam Amaranthus sp. di kertas kromatografi secara terpisah.
Memasukkan larutan eluen ke dalam tabung reaksi hingga mencapai batas yang ditentukan.
Memasukkan kertas kromatografi yang telah ditotolkan ke dalam tabung reaksi yang telah berisi eluen, sesuaikan agar kertas tidak terendam dalam eluen.
Menutup tabung reaksi menggunakan sumbat tabung dan kapas.
Mengamati perubahan yang terjadi hingga terlihat noda mencapai batas atas yang telah ditentukan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Tabel Pengamatan
Eluen
Nama Bahan
Warna
1 Aseton : 9 Dietil eter
Miyana Coleus sp.
Hijau Muda
Bayam Amaranthus sp.
Hijau Tua
IV.2 Pembahasan
Menurut teori, semua tanaman hijau mengandung klorofil. Warna daun berasal dari klorofil, yaitu pigmen wrna hijau yang terdapat di dalam kloroplas. Warna hijau pada kloroplas disebabkan oleh adanya empat tipe utama pigmen didalamnya yaitu klorofil a, dan klorofil b, berwarna hijau karena banyak menyerap warna lembayung dan merah dan memancarkan sinar hijau, selain klorofil juga terdapat xantofil dan karoten. Benda-benda berwarna menyerap cahaya dengan berbagai panjang gelombang sampai pada tingkat tertentu, dan warna yang timbul pada warna tersebut adalah cahaya yang diserap paling sedikit. Pada proses fotosintesis warna yang paling sedikit diserap adalah warna dengan cahaya hijau, warna inilah tersebar dipantulkan oleh tumbuhan sehingga tampak warna hijau (Campbel dkk., 2002).
Dari data yang diperoleh, hasil totolan daun miyana Coleus sp. pada kertas kromatografi menunjukkan adanya klorofil yang ditandai dengan warna hijau muda setelah dibiarkan selama beberapa menit..
Hasil totolan daun bayam Amaranthus sp. pada kertas kromatografi berwarna hijau tua stelah dibiarkan selama beberapa menit. Ini menunjukkan bahwa klorofil hanya dapat larut pada aseton dan turunannya. Berbeda dengan air, klorofil tidak dapat dapat larut dalam air karena air bersifat hidrofilik.
Jika dibandingkan warna totolan pada kertas kromaografi, pigmen klorofil yang dikandung dalam daun bayam Amaranthus sp. lebih banyak dan warnanya hijau tua karena pigmen klorofil lebih dominan dibanding pigmen lainnya. Pigmen klorofil yang dikandung dalam daun miyana Coleus sp. lebih sedikit dan warnanya hijau muda (pudar) karena pigmen klorofil yang dikandung lebih sedikit dibanding pigmen anthoxianin yang lebih dominan, sedangkan Meskipun daun miyana Coleus sp. berwarna ungu, namun tetap memiliki klorofil karena klorofil membantu daun melakukan fotosintesis. Warna hijau klorofil pada daun miyana ini tertutupi oleh pigmen antoxianin yang memberi warna ungu pada daun miyana Coleus sp. tersebut.
Klorofil tidak larut dalam air, melainkan larut dalam etanol, methanol, eter, aseton, bensol dan klorofrom. Untuk memisahkan klorofil a dan klorofil beserta pigmen-pigmen lain karotin, xantofil, organ menggunakan suatu teknik kromatografi.
Cara melakukannya, campuran yang akan dipisahkan diteteskan/diletakkan pada daerah yang diberi tanda di atas sepotong kertas saring dimana ia akan meluas membentuk noda yang bulat. Bila noda telah kering, kertas dimasukkan dalam bejana tertutup yang sesuai dengan satu ujung, dimana tetesan cuplikan ditempatkan, tercelup dalam pelarut yang dipilih sebagai fasa bergerak (jangan sampai noda tercelup karena berarti senyawa yang akan dipisahkan akan terlarut dari kertas). Pelarut bergerak melalui serat dari kertas oleh gaya kapiler dan menggerakkan komponen dari campuran cuplikan pada perbedaan jarak dalam arah aliran pelarut. Bila permukaan pelarut telah bergerak sampai jarak yang cukup jauhnya atau setelah waktu yang telah ditentukan, kertas diambil dari bejana dan kedudukan dari permukaan pelarut diberi tanda dan lembaran kertas dibiarkan kering. Jika senyawa-senyawa berwarna maka mereka akan terlihat sebagai pita atau noda yang terpisah. Jika senyawa tidak berwarna harus dideteksi dengan cara fisika dan kimia. Yaitu dengan menggunakan suatu pereaksi-pereaksi yang memberikan sebuah warna terhadap beberapa atau semua dari senyawa-senyawa. Bila daerah dari noda yang terpisah telah dideteksi, maka perlu mengidentifikasi tiap individu dari senyawa. Metoda identifikasi yang paling mudah adalah berdasarkan pada kedudukan dari noda relatif terhadap permukaan pelarut, menggunakan harga Rf (Anonim, 1995).
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ini yaitu, pigmen klorofil yang dikandung dalam daun miyana Coleus sp. lebih sedikit dan warnanya hijau muda (pudar) karena pigmen klorofil yang dikandung lebih sedikit dibanding pigmen anthoxianin yang lebih dominan, sedangkan pigmen klorofil yang dikandung dalam daun bayam Amaranthus sp. lebih banyak dan warnanya hijau tua karena pigmen klorofil lebih dominan dibanding pigmen lainnya.
V.2 Saran
Sebaiknya, setiap kelompok melakukan percobaan ini agar lebih mengerti jangan hanya dilakukan sekali.
LAMPIRAN
Gambar 1. Noda pada kertas kromatografi
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1995. Farmakope Indonesia Ed. IV. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/kromatografi_kolo/Depkes RI. Diakses pada hari Selasa, tanggal 26 November 2013, pukul 08.30 WITA.
Campbell, Neil A. dan Jane B. Reece., Michael L.C., 2002. Biologi Edisi 8, Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Devlin, R.M., 1975. Plant Phsiology, Third Edition, D. Van Nostrand. Company. New York.
Dwijoseputro, D., 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia. Jakarta.
Khopar, S.M., 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI. Press. Jakarta.
Kimball, J.W., 1988. Biologi Umum. Erlangga. Jakarta.
Salisbury and Ross, 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid II. ITB. Bandung.
Sasmitamiharjdo, D. Siregar., 1990. Dasar- dasar Fisiologi Tumbuhan. ITB. Bandung.
