LAPORAN PRAKTIKUM METABOLISME TUMBUHAN

ANALISIS KANDUNGAN KLOROFIL PADA DAUN

Oleh:RUTH MADUMA D. SIANTURI

P051090071

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL SPS INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PROGRAM MULTI DISIPLINMAYOR BIOTEKNOLOGI

BOGOR2010

I. PENDAHULUAN

A. Dasar Teori

Daun memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut: 1) sebagai tempat terjadinya

proses fotosintesis, 2) di daun terdapat stomata yang berfungsi sebagai organ

respirasi, 3) tempat terjadinya transpirasi (penguapan), 4) tempat terjadinya gutasi,

5) sebagai alat perkembangbiakan vegetatif (Abdulrahman 2006). Pada umumnya

daun berwarna hijau. Warna hijau daun itu disebabkan oleh kandungan kloroplas

di dalam sel-sel daun. Di dalam kloroplas terdapat klorofil (Cristy et al. 2010).

Kloroplas merupakan plastida yang mengandung pigmen hijau daun yang disebut

klorofil (Kimball 1992).

Klorofil adalah pigmen hijau fotosintetis yang terdapat dalam tanaman,

Algae dan Cynobacteria. nama "chlorophyll" berasal dari bahasa Yunani kuno :

choloros = green (hijau), and phyllon= leaf (daun). Fungsi krolofil pada tanaman

adalah menyerap energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam proses

fotosintetis yaitu suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis karbohidrat

(gula menjadi pati), dari gas karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar

matahari. (Subandi, 2008).

Klorofil atau pigmen utama tumbuhan banyak dimanfaatkan sebagai food

suplement yang dimanfaatkan untuk membantu mengoptimalkan fungsi

metabolik, sistem imunitas, detoksifikasi, meredakan radang (inflamatorik) dan

menyeimbangkan sistem hormonal (Limantara, 2007). Klorofil juga merangsang

pembentukan darah karena menyediakan bahan dasar dari pembentuk

haemoglobin (Anonim, 2008). Peran ini disebabkan karena struktur klorofil yang

menyerupai hemoglobin darah dengan perbedaan pada atom penyusun inti dari

cincin porfirinnya (gambar 1.). Salah satu suplemen makanan yang telah

dikonsumsi adalah liquid chlorophyll atau chlorophyillin yang berbahan dasar dari

ekstrak klorofil daun alfalfa (Medicago sativa L.). Suplemen tersebut telah banyak

diperdagangkan sebagai suplemen siap saji. Selain berbahan dasar tanaman

alfalfa, suplemen siap saji berbahan dasar klorofil juga sudah diproduksi dari alga

contohnya Spirulina sejenis alga biru hijau, dan Chlorella sejenis alga hijau

(Anonim, 2008).

Gambar 1. Perbedaan Struktur Molekul Klorofil dan Hemoglobin

Klorofil merupakan pigmen hijau tumbuhan dan merupakan pigmen yang

paling penting dalam proses fotosintesis. Sekarang ini, klorofil dapat dibedakan

dalam 9 tipe : klorofil a, b, c, d, dan e. Bakteri klorofil a dan b, klorofil

chlorobium 650 dan 660. klorofil a biasanya untuk sinar hijau biru. Sementara

klorofil b untuk sinar kuning dan hijau. Klorofil lain (c, d, e) ditemukan hanya

pada alga dan dikombinasikan dengan klorofil a. bakteri klorofil a dan b dan

klorofil chlorobium ditemukan pada bakteri fotosintesin. (Devlin, 1975).

Klorofil pada tumbuhan ada dua macam, yaitu klorofil a dan klorofil b.

perbedaan kecil antara struktur kedua klorofil pada sel keduanya terikat pada

protein. Sedangkan perbedaan utama antar klorofil dan heme ialah karena adanya

atom magnesium (sebagai pengganti besi) di tengah cincin profirin, serta samping

hidrokarbon yang panjang, yaitu rantai fitol. (Santoso, 2004). Kloroplas berasal

dari proplastid kecil (plastid yang belum dewasa, kecil dan hampir tak berwarna,

dengan sedikit atau tanpa membran dalam). Pada umumnya proplastid berasal

hanya dari sel telur yang tak terbuahi, sperma tak berperan disini. Proplastid

membelah pada saat embrio berkembang, dan berkembang menjadi kloroplas

ketika daun dan batang terbentuk. Kloroplas muda juga aktif membelah,

khususnya bila organ mengandung kloroplas terpajan pada cahaya. Jadi, tiap sel

daun dewasa sering mengandung beberapa ratus kloroplas. Sebagian besar

kloroplas mudah dilihat dengan mikroskop cahaya, tapi struktur rincinya hanya

bias dilihat dengan mikroskop elektron. (Salisbury dan Ross, 1995).

Struktur klorofil berbeda-beda dari struktur karotenoid, masing-masing

terdapat penataan selang-seling ikatan kovalen tunggal dan ganda. Pada klorofil,

sistem ikatan yang berseling mengitari cincin porfirin, sedangkan pada karotenoid

terdapat sepasang rantai hidrokarbon yang menghubungkan struktur cincin

terminal. Sifat inilah yang memungkinkan molekul-molekul menyerap cahaya

tampak demikian kuatnya, yakni bertindak sebagai pigmen. Sifat ini pulalah yang

memungkinkan molekul-molekul menyerap energi cahaya yang dapat digunakan

untuk melakukan fotosintesis. (Santoso, 2004). Klorofil akan memperlihatkan

fluoresensi, berwarna merah yang berarti warna larutan tersebut tidak hijau pada

cahaya yang diluruskan dan akan merah tua pada cahaya yang dipantulkan.

(Noggle dan Fritz, 1979).

Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari

spektrofotometer dan fotometer akan menghasilkan sinar dari spektrum dengan

panjang gelombang energi secara relatif. Jika energi tersebut ditransmisikan maka

akan ditangkap oleh klorofil yang terlarut tersebut. Pada fotometer filter sinar dari

panjang gelombang yang diinginkan akan diperoleh dengan berbagai filter yang

punya spesifikasi melewati banyaknya panjang gelombang tertentu. (Noggle dan

Fritz, 1979).

Sejak tipe-tipe atom atau molekul yang sedikit berbeda pada tingkat

energinya, yang substansi menyerap cahaya dengan suatu karakteristik panjang

gelombang yang berbeda. Ini biasanya ditunjukkan selama penyerapan sinar pada tiap

gelombangnya. Sebagai contoh, klorofil a sangat kuat pada panjang gelombang 660

nm pada sinar merah dan paling rendah pada panjang gelombang 430 nm pada sinar

biru. Ketika gelombang itu berpindah maka sinar yang ada di sebelah kiri adalah sinar

hijau yang bisa kita lihat. (Guiltmond and Hopkins, 1983). Sel penutup memiliki

klorofil di dalam selnya sehingga dengan bantuan cahaya matahari akan sangat

berpengaruh buruk pada klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan pada sinar

kuat akan tampak berkurang hijaunya. Daun-daun yang terkena langsung

umumnya akan tampak kekuning-kuningan, salah satu cara untuk dapat

menentukan kadar klorofil adalah dengan metoda spektofotometri (Dwijiseputro,

1994).

B. Tujuan

Tujuan dari kegiatan praktikum kali ini ialah menganalisis kandungan

klorofil pada berbagai jenis daun, yaitu daun Coleus sp., daun Jarak Pagar,

daun Bayam Merah, daun Suji, daun Ilir.

II. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan pada kegiatan praktikum kali ini, antara lain adalah

1) mortar, 2) labu ukur, 3) kertas saring whatman No. 42, 4)spektrofotometer, 5)

corong, 6) timbangan analitik, dan 7) batang pengaduk.

Bahan yang digunakan ialah Aseton 80%, 5 jenis daun dewasa segar,

antara lain ialah daun jenis Coleus sp., daun Jarak Pagar, daun Bayam Merah,

daun Suji, dan daun Ilir.

III. METODE KERJA

Metode kerja yang dilakukan dalam analisis kandungan klorofil pada

praktikum kali ini ialah sebagai berikut.

1. Daun segar yang telah disediakan dipotong kecil, dipotong dan diambil

tanpa tulang daun secara komposit sebanyak 2 gram dan dimasukkan ke

dalam mortar.

2. Potongan daun tersebut dihancurkan menggunakan mortar sampai halus.

3. Aseton 80% ditambahkan secukupnya hingga jeringan menjadi homogen,

lalu diaduk.

4. Supernatan dari dalam mortar dipindahkan ke dalam labu ukur

menggunakan corong yang telah dilapisi kertas saring.

5. Aseton 80% kembali ditambahkan pada sisa jaringan dalam lumping dan

prosedur ekstraksi di atas diulangi sampai mencapai volume 100 ml.

6. Unttuk pengenceran ekstrak klorofil dalam labu ukur diambil sebanyak 5

ml dan dipindahkan ke labu ukur yang baru berukuran 50 ml dan

ditambahkan aseton 80% sampai volume mencapai 50 ml.

7. Ekstrak klorofil yang telah diencerkan tersebut diukur absorbannya

menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 645, 652, dan

663 nm.

8. Hasil pengukuran menggunakan spektrofotometer dimasukkan ke dalam

rumus sebagai berikut.

KIa = (0,0127 λ663 – 0,00269 λ645)

KIb = (0,0229 λ645 – 0,00468 λ663)

Ktotal = KIa + KIb

C = 0,0202 D645 + 0,00802 D663 (g/L) dengan memasukkan faktor

pengenceran maka diperoleh jumlah klorofil per bobot daun segar contoh.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengukuran kandungan klorofil pada beberapa daun diantaranya

ialah: daun Coleus sp., daun Jarak Pagar, daun Bayam Merah, daun Suji, dan daun

Ilir yang diukur menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang yang

berbeda-beda yaitu 645, 652, dan 663 nano meter dijelaskan pada tabel 1 di bawah

ini.

Tabel 1. Hasil spektrofotometer ekstrak klorofil

Nama Daun VisualisasiPanjang Gelombang (nm)

645 652 663

Coleus sp. Kuning bercak hijau 0.019 0.030 0.050

Jarak pagar Hijau 0.073 0.105 0.192

Bayam Merah Merah marun 0.059 0.068 0.088

Suji Hijau 0.130 0.187 0.312

Ilir Merah, ungu marun 0.083 0.116 0.190

Coleus sp. Kuning bercak hijau 0.038 0.055 0.095

Makin besar panjang gelombang yang digunakan pada pengukuran

spektofotometer menunjukkan semakin besarnya angka kandungan klorofil hasil

ekstraksi karena pada panjang gelombang 645 dan 663 nano meter menunjukkan

puncak dari absorbansinya.

Klorofil a, klorofil b, total klorofil dan jumlah klorofil perbobot daun segar

dapat dihitung berdasarkan data yang diperoleh dari pengukuran ekstrak klorofil

menggunakan spektrofotometer (tabel 2) tersebut dimasukkan ke dalam rumus

sebagai berikut:

KIa = (0,0127 λ663 – 0,00269 λ645)

KIb = (0,0229 λ645 – 0,00468 λ663)

Ktotal = KIa + KIb

Untuk jumlah klorofil perbobot daun segar:

C = (0,0202 λ645) + (0,00802 λ663) x FP x 1

bobot daun (mg klorofil/g bobot segar

contoh)

FP = 50

1000x

10050

Tabel 2. Jumlah klorofil a, klorofil b, total klorofil dan jumlah klorofil perbobot

daun segar

Nama Daun Klorofil a

(g/L)

Klorofil b

(g/L)

Total klorofil

(g/L)

Bobot klorofil perbobot

daun segar (mg/g)

Coleus 0.000584 0.000201 0.000785 0.03924

Jarak Pagar 0.002242 0.000773 0.003015 0.150722

Bayam Merah 0.000959 0.000939 0.001898 0.094878

Suji 0.003613 0.001517 0.00513 0.256412

Ilir 0.00219 0.001012 0.003201 0.16002

Coleus 0.001104 0.000426 0.00153 0.076475

Hasil pengukuran terhadap kandungan klorofil menunjukkan bahwa semua

sampel tanaman yang diuji memiliki kandungan klorofil yang cukup tinggi juga

dapat dilihat dari gambar 2 di bawah ini.

Coleus Jarak Pagar

Bayam Merah

Suji Ilir Coleus 2

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

Klorofil a

Klorofil b

Klorofil total

Gambar 2. Grafik Klorofil a, klorofil b, dan total klorofil.

Kandungan klorofil a lebih besar dari kandungan klorofil b dari tiap-tiap

daun, hal ini disebabkan karena adanya perbedaan dalam absorbsi cahaya, dan

juga peranan klorofil a dalam menangkap radiasi cahaya matahari berperan

sebagai pusat reaksi sedangkan peran klorofil b sebagai antena. Oleh sebab itu

dalam absorbsi cahaya klorofil b dibutuhkan lebih sedikit. Klorofil a menyerap

cahaya dengan rentang panjang gelombang yang lebih pajang dibandingkan

dengan klorofil b (Anggarani 2005) pembentukan klorofil a dipengaruhi oleh

adanya cahaya yang mereduksi protoklorofilida menjadi klorofil a, yang

kemudian dioksidasi mejadi klorofil b. Terbentuknya klorofil b yang lebih banyak

pada keadaan ternaungi diduga karena adanya ketidakseimbangan pembentukan

klorofil a akibat pengurangan intensitas radiasi. Sementara konversi menjadi

klorofil b relatif tidak dipengaruhi oleh intensitas secara langsung (Lawlor 1987),

Struktur dasar klorofil a dan b adalah seperti porfirin, terdiri dari empat cincin

pirol dengan atom Mg di tengahnya. Rumus empiris klorofil a C55H72O5N4Mg dan

klorofil b adalah C55H70O6N4Mg. Perbedaan kedua rumus tersebut terletak pada

cincin ketiga, dimana pada posisi tersebut klorofil a memiliki satu gugus metil (-

CH3) sedangkan klorofil b memiliki gugus aldehid (-CHO). Pada kebanyakan

tumbuhan tinggi dan ganggang hijau, klorofil a dan b terdapat dalam

perbandingan 3:1.

Total klorofil tiap daun berbeda-beda, urutan klorofil total dari yang

rendah sampai yang tertinggi ialah daun Coleus Sp, Bayam merah, Jarak pagar,

Ilir, dan Suji dengan kandungan masing-masing 7,85x10-4 dan 1,53x10-3 g/L;

1,898x10-3 g/L; 3,015x10-3 g/L; 3,201x10-3 g/L; dan 5,13x10-3 g/L. Perbedaan total

klorofil tiap daun berbanding lurus dengan bobot klorofil perbobot daun segar

dapat dilihat pada gambar 3.

Coleus Jarak Pagar

Bayam Merah

Suji Ilir Coleus 2

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Bobot Klorofil perbobot daun segar

bobot klorofil perbobot daun segar

Gambar 3. Bobot klorofil perbobot daun segar.

Daun Coleus sp. memiliki bobot klorofil terendah yaitu sebesar 0,03924

dan 0,076475 mg klorofil/g bobot segar diikuti dengan daun Bayam merah

sebesar 0.094878 mg klorofil/g bobot segar, daun Jarak Pagar dengan bobot

klorofil sebanyak 0.150722 mg klorofil/g bobot segar, per 1 gram daun ilir

memiliki kandungan klorofil sebanyak 0,16002 mg klorofil/g bobot segar, dan

kadungan klorofil tertinggi adalah daun Suji yaitu 0,256412 mg klorofil/g bobot

segar. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain umur tanaman, umur

daun, morfologi daun serta faktor genetik. Biber (2007) menyatakan bahwa umur

daun dan tahapan fisiologis suatu tanaman merupakan faktor yang menentukan

kandungan klorofil. Tiap spesies dengan umur yang sama memiliki kandungan

kimia yang berlainan dengan jumlah genom yang berlainan pula. Hal ini

mengakibatkan metabolisme yang terjadi juga berlainan terkait dengan jumlah

substrat maupun enzim metabolismenya.

Sel penutup memiliki klorofil di dalam selnya sehingga dengan bantuan

cahaya matahari akan sangat berpengaruh buruk pada klorofil. Larutan klorofil

yang dihadapkan pada sinar kuat akan tampak berkurang hijaunya. Hal ini juga

dapat menjadi penyebab kandungan klorofil tiap daun berbeda-beda, sedangkan

perbedaan kandungan klorofil sesama Coleus sp. disebabkan oleh faktor

penggerusan dan penyaringan saat ekstraksi klorofil. Klorofil terdapat di dalam

sel supaya klorofil keluar dari dalam sel maka dilakukan penggerusan, oleh sebab

itu semakin halus hasil penggerusan maka akan semakin banyak dinding sel yang

hancur sehingga makin banyak klorofil yang keluar dari sel. Penyaringan harus

dilakukan secara hati-hati agar semua klorofil yang keluar dari sel dapat berpindah

ke dalam labu ukur bersama dengan ditetesinya aseton 80% tidak ada yang

tertinggal pada kertas saring ataupun pada ekstrak daun, indikasi berhasilnya

ekstraksi klorofil yaitu ampas gerusan daun akan berubah warna dari hijau

menjadi abu-abau atau coklat.

V. SIMPULAN

1. Total klorofil tiap daun berbeda-beda, urutan klorofil total dari yang

rendah sampai yang tertinggi ialah daun Coleus Sp, Bayam merah, Jarak

pagar, Ilir, dan Suji dengan kandungan masing-masing 7,85x10-4 dan

1,53x10-3 g/L; 1,898x10-3 g/L; 3,015x10-3 g/L; 3,201x10-3 g/L; dan

5,13x10-3 g/L.

2. Daun Coleus sp. memiliki bobot klorofil terendah yaitu sebesar 0,03924

dan 0,076475 mg klorofil/g bobot segar diikuti dengan daun Bayam merah

sebesar 0.094878 mg klorofil/g bobot segar, daun Jarak Pagar dengan

bobot klorofil sebanyak 0.150722 mg klorofil/g bobot segar, per 1 gram

daun ilir memiliki kandungan klorofil sebanyak 0,16002 mg klorofil/g

bobot segar, dan kadungan klorofil tertinggi adalah daun Suji yaitu

0,256412 mg klorofil/g bobot segar.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Abdulrahman, D. 2006. http://books.google.co.id/books?id=rXGB-E027RoC&pg=PT46&dq=klorofil+daun&hl=id&ei=ugwXTNetIISwrAed7umqCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CDoQ6AEwBQ#v=onepage&q=klorofil%20daun&f=false.

Anggarani, SD. 2005. Analisis Aspek Agronomi dan Fisiologi Kedelai (Glycine max (L)Merr.) Pada Kondisi Cekaman Intensitas Cahaya Rendah. [Skripsi]. IPB:Bogor. 59 hal

Anonim, 2008. Spirulina, kaya klorofil dan serat, http://www.rmexpose.com/detail.php?id=7523&judul=%3Cfont%20size=1%20color=red%3EHEALTH%20TODAY%3C/font%3E%3Cbr%3E%20Spirulina,%20Kaya%20Klo rofil%20dan%20Serat.

Biber, P.D. 2007. Evaluating a Chlorophyll Content Meter on Three Coastal Wetland Plant Species. Journal of Agricultural, Food and Environmental Sciences. Volume 1, Issue 2.

Cristy, Evan, Gerry, dan Jodry. 2010. Struktur dan Fungsi Tumbuh-tumbuhan. http://group6sdh.wordpress.com/2010/03/.

Devlin, Robert M. 1975. Plant Physiology Third Edition. New York : D. Van Nostrand.

Dwijoseputro. 1994. Pengantar Fisiologi Tanaman. Jakarta : Gramedia

Dwijoseputro, D. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Jakarta : Gramedia.

Guttman, Burton S. Dan and John, W. Hopkins. 1983. Understanding Biology. New York : Harcourt Brace Jovanovich, Inc.

Kimball WJ. 1992. Jilid 1. Biologi. Tjitrosomo SS, Sugiri N, penerjemah. Jakarta: Erlangga.Terjemahan dari : Biology.

Lawlor, D.W. 1987. Photosynthesis: Metabolism, Control, and Physiology. John Wiley and Sons, Inc. New York. 262 pp.

Limantara L. 2007. Mengapa Kita Butuh Makanan Tambahan/Food Suplemen?. http://pengobatan.wordpress.mengapa-kita-butuh-makanan-tambahan-food- Suplemen

Noggle, Ray, R dan Fritzs, J. George. 1979. Introductor Plant Physiology. New Delhi : Mall of India Private Ilmited.

Santoso. 2004. Fisiologi Tumbuhan. Bengkulu : Universitas Muhammadiyah Bengkulu.

Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung : ITB.

-------------------------------. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung : ITB.

Subandi, Aan. 2008. Metabolisme. http://metabolisme.blogspot.com/2007/09.