rr.A.l.b.3/3Jurnal Nasional takterakreditasi

Holqmqn Denposor1- 75 Moret 2Oll

r55N2086-5783

Widyo Biologi

I

l

"lii.r.-ii.i:! ::i;i,::..

02 No.01 Maret 2011

Er-ris Dervi Yr-rliana. Ni KetLrt Af u .lLrliasih. Ni Luh Cede

Redaktur Ahli (Pecr

Plof'. Dr. I Deu'a \4ade Tantera l(eratnas.MScDr. I Cede l(etLrt Adiptttra (Prograrn

iSSN No.2085-5783

]IfruDlfA IEEIOL@Gi-X

DEWAN REDAKSI

KetuaI Nl,ouran Arsana

SekretarisI PLrtu Sudiartau.'an

AnggotaSudaryati, I Wayan Suarda, israil Sitepr-r

Riview)(Program Pasca Sarjana UNHI)Srudi Biologi UNHI)

l)r. I Walan Suana, S.Si..M.Si ( Progranr Stttdi Biologi UNRAI\1)

Jurnal Widya l3iologi. (ISSN No.2086-5783) diterbitlian oleh Program Studi Bir -- '

Matentatiha dan Ilntu pengetahLran Aianr Unilersitas FIinclLr Inclone-sia Dettpasar. -.'- -infbrntasi ilrliali bidang biologi baik yang bempa hasiI pc'nelitiatr atattpurr ltaj ian pLi-itak:,

Jurnal Widl,a Biologi menerinra nashah dari dosen. peneliti. nrahasisrva lrallpttlt l,rri^. . -pernah diterbitkan dalanr publiliasi lain dengan ketentuan seperli tercarttlllr patla i'-.-., . :jLrrnaI irri.

LangganarrJuntal Widi'a Biologi terbit dua uouror dalarr satu tahut.r (Maret dan Oktobet'). L.ttr i-., ,. :

tahuu (terrrasuk ongl<os kirirn) sebagai beriltut:1. Leurbaqa.lnstitusi : Rp. 150.000,- (seratus lirrra puluh riblr lLrpiah i

l. Individu/PribadiI \lahasisu a

: Rp.75.000,- (tLliuh puluh Linra iibttltrpiah): Rp.30.000,- (tiga pulLrli ribLrrupiah)

Pembayaran dapat dilal<ukan dengan cara: a) Pembayaran langsung, b) rvesel pos. Salinan bukipembay'aran (b) harap diltirimkan ke redaksi.

Alamat RcclaksiProgram Studi 13iologi FMIPA UNf'll

i I Sanealarreit. Tem bau-Per-ratih, Denpasar, Bal i

F -nr ai I : rvidy'ab io logi(al-1'ahoo.co. id

VoL 02 No 01 Maret 2011 ISSN No.2086-5783

WIDYABIOLOGI

METABOLISME ZAT BESI PADA TUBUH MANUSIALuhSeriAni ............ 1-9

AK'IIVITAS SITOKIN PROINFLAMAS I AKIBATOLAHRAGABERLtrBIHI NyornanArsana ....,... 10-20

AKTIVITAS SITOTOKSIK BEBtrRAPA EKSTRAK RUMPUT I,AUTTERHADAP SEL MYELOMA NS- 1

I Wayan Sudira ....21-26

STUDI HISTOLOGI ABOMASUM SAPI BALINi L,trh Eka Setiasih 2"/-31

UNSIJR HARA, BL]AII DAN METABOLIT SEKLINDERPADA TANAMANI Gede KetutAdiputra .......... .32-40

L'JI KUAI.ITAS SIT.'A1] TANAI{ SA\\AH AKiBAI PEMBERIAN PUPUK ORGANIKE.DewiYuliana.,.....".. 41-48

P E )'IGARIJI{ PEMBERI AN JENI S MAI'ANAI{ TAMBAHANIERHADAP PRODIJKSI TELUR JANGKzuK (Grylhrs sp.)I\\avanSuarda ..,49-54

P E "\ IANFAA TAN FI, O R{ DAN FALINA S EB A GAI ATRAKS I: i. OWISA]A DI OBYEK WISATAALAS KEDATON TABANAN, BALI. ,{etr-rt Strndra ..... 55-62

I.\R,.\.KTERISI'TK IKLIM DAN CUACA DALAM PELAKSANAAN:.TL .\L BERDASARKAN KAI,ENDER SAKA DI BALI'".rer.rt.\)'r-rJuliasih 63-69

-:. 1 \\F.{{IAN TUMBUHAN SEBAGAI BAHAN OBATTRADISIONAI,- . ]II S \ \ I.{NL Ii{YA, KECAMATAN TAMPAKSIRING' -r :r,r P{E\ C}I.{NYAR-BALI

I -.r:-: (-r;ti'i 7A-75

U1YSUR HARA, BUAH DAN METABOLIT SEKUNDERPADA TANAMAI\

I Gede Ketut AdiputraProgram Studi Biologi, FMIPA, Universitas Hindu Indonesia,

Jl. Sangalangit, Terribau, Penatih, Denpasar.

ABSTRAKBuah dihasilkan tanaman setelah pembungaan dan metabolisrne hasil fotosintesis sukrosa

pada buah menghasilkan berbagai senyawa bermanfaat baik sebagai gizi rnakanan lnaupull

sebagai senyawa yang dapat menyembuhkan peny'akit. Pada fase penghasilan buah, tanaman

memerlukan banyak unsur hara yang diambil melalui akar. Apabila buah kemudian dipanen,

maka unsur hara yang diambil tersebut akan dipindahkan dari lahan sehingga terjadilah

perniskinan unsur hara pada lahan. Penurunari ketersediaan uttsur hara ini akan segera

rnenurunkan produksi, baikjumlah rraupun kualitas karetta pertumbuhan datr reproduksi pada

dasamya adalah reaksi metabolisme. Proses rnetabolisme itri tnemerlukan berbagai kondisi

lilgkungan agar reaksi dapat berlangsuns secara oplimal. Upal'a rneningkatkan produksi

perkebunan secara berkelanjutan akan sulit dilakukan apabila kondisi lingkungan seperti

pemiskinan unsur hara tidak teratasi. Hal ini disebabkan karena ttnsur hara adalah substrat

bagi synthesis senyarva organik r ang dihasilkan melalui fotosintesis. Sedangkan hasilfotosintesis

iniseianjutnya disintesa rnenjadi berbagai senyawa organik, baik yang berupa metabolil primer

malpu[metabolit sekender. Oleh karena itu, kekurangan unsur hara akan segera berakibat

pada harrrbatan peffuntbuhan maupun hambatan produksi rletabolit. Hambatan produksi ini

ielaljut*ya akan rnengurangi jumlah substrat yang dapat digunakan untuk menghasilkan

senyawa bemranfaat I ang harus disintesis pada buah. Paper ini menguraikan tentang hubungan

antara ketersediaal gnsur hara dan kgalitas buah, produksi metabolit sekender padatanaman,

sefta rnanfaat rnetabolite sekender bagi tanaman dan manusia.

Kata kunci '. Llnsur lrtra, melabolit sekuncler buah

ABSTK4CTFrttits crre for.metl b1t plants ctfter inflorescence and sucrose ntetabolism in fruit produce

t,ariorrs kincls of compounds. These comltounds are very important as component ofhumcm cliel or c,oulcl be u,sed J'or pharmaceutical agent. During the formation of fruit,plants reqtrire cr high antount of nutrient taken up fi"om soil via the root systems. After'rlte

frttit is then hart,estecl, nutrient previously taken up then transported ottt from the

fartn antl resulted in corttinuous decreasecl of nulrient avuilable. Tlte decreasing amottnt

of nutrient avttilable sub,sequently af/bcted plant production whether quantitalive or

[tralitcttit,elv bectnrse this activity is basically a metabolic reaction. Therefore, for an

iptimal rcfie o.f metabolisnt, plants recluire various environmental conditions thcrt enable

the nrcfabolic r.eaction to be proceed at oplirnal level. This implies that sttstainablefarmingwould hardly to be achieved if nulrient ovailable in the farm con not be restmed v'hether

by cleliberate addition of fertilizer or by regulation of nutrient available in the fann.The sustainetl nutient ot,ailable is very important since ruutrient is the substrate fororganic contpounds that is used for sucrose production. This sucrose is then tnetabolized

to-procluce whether prirucry or secondary metaboliles. Thus, nutrient available cottld

directly al.fected det,eloprnent or production oJ'rnetabolites in fruit. This paper describes

the relationships beht,een nutrient availoble and fruit quality, production of sec,ondaty

metaholites in plants ancl the significant of secondary metabolites for human and plants.

Key words ; Inorganic ntrtrients, secundctry ntetabolites, fruits.

32

Unsur I-lara, Buah dan Metabolit Sekunder padaT'anaman

PENDAHTJLUANBuah-buahan merupakan komoditi penting

bagi perekonomian suatu negara karena dapatmendatangkan devisa cukup besar disampingkeuntungan bagi masyarakat pekebun. Budidayabuah-buahan juga menguntungkan dari segiekologis, terutama buah yang dihasilkan golongan

pohon-pohonan karena tidak menimbulkanancaman terhadap penggundulan lahan atauerosi. Bagi masyarakat Bali, buah dipandangtidak hanya memiliki nilai ekonomi, gizi danekologi, tetapi juga memiliki arti l,husus karenamerupakan salah satu komponen dalampembuatan banten. Semakin disadari pentingnyanilai gizi pada buah-buahan mengakibatkansemakin tingginya permintaan pasar akan buah-buahan.

Tanaman penghasil buah-buahan dapatmengalami perubahan kualitas produksi karenaperubahan ekspresi genetis akibatketidaksesuaian iklim mauprur komposisi unsurhara pada lahan. Penurunan kualitas ini dapatberupa rendahnya nilai gia atzusenyawa yangbermanfaat dan pada akhirnya membuat buatrtersebut tidak bernilai ekonomi, kalah bersaingdengan buah yang memilil<i tampilan ataupun ramyang lebih baik. HaI ini berarti bahwabudidayatanaman ini tidak menguntungkan lagi bagipekebun dan produktivitas lahan. Kemudiandiupayakan dengan mengintroduksi tanamanbaru yang memiliki nilai ekonomi yangmenjanjikan. Perubahan vegetasi tanaman buahini dapat berakibat pada berkurangnya sumbergizi dan bahan obat. Untuk masyarakat Bali,perubahan ini dapat berakibat pada semakinlangkanya bahan baku untuk pembuatan banten.

Salah satu upaya yang dapat dilal<ukan untukmemelihara kualitas buah secara berkelanjutanadalah pemeliharaan kondisi pertumbuhan secara

optimal. Akan tetapi metode yang dapatdigunakan untuk mengetahui kekurangan unsurhara melalui kajian metabolisme karbohidratpadabuah belum banyak diketahui, sehingga kondisipertumbuhan tanaman sulit dimengerti hanyadengan mengobservasi senyawa yang terdapatpada buah. Studi tentang pengaruh lingkunganterhadap kualitas buah terutama penting karenametabolit dapat bervariasi tidak hanya oleh

Adiputra

perbedaan jenis tanaman tetapi juga oleh lokasi,

musim panen dan faktor lingkungan lainnya(Robert, 2A0T. Khusus tentang kualitas buahjeruk, Zekri (2009) secara lebih rincimengemukakan bahwa kualitas buah dipengauhi

oleh cultivar, roatsto ck,iklim, tanah, hama dan

penyakit, pengairan, dan nutisi.Dengandemikiarq unflrkmemeliharanilai gizi

dari buah-buahan yang dikonzunrdi, k{ian tentang

faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kualitrsbuahperlu dilakukanrnrtukmenjaganilai ekonomi

dari buah yang diproduksi dan sekaligusjugameningkatkan kesehatan masyarakat. Tulisan inimembahas tentang unsur lrara, metabolismekarbohidrat pada buah dan produksi metabolites

sekunderpadatanaman.

PEMBAIIASAN

Unsur hara dan produksi karbohidrat padatanaman.

Produksi biomasa pada tanaman sangatbergantung pada ketersediaan unsur hara,disamping lingkungan fisik yang harus sesuai

Unsir hara makro terutama digunakan tananununtuk mensintesis senyawa organik, sedangkan

unsur hara mikro sebagian besar berfungsisebagai kofaktor, membantu kerja enzim dalammetabolisme. Masing-masing unsur memilikiperan yang khas dalam penyusunanmakromolekul sehingga kekurangan suatu unsurakan mengakibatkan terjadinya simptomdefisiensi yang khas. Menurut Gardner et al.( 1 99 I ), unsur hara yang diserap tanaman dapatdigolongkan berdasarkan fungsi utamanya yaitu:

Sebagai struktur dasar (C, H dan O),penyimpanan energi dan transfer ikatan energi(N, S, P), keseimbanganmuatanlistrik(K, Ca,

Mg), aktivasi enzim dan transport elekton (Fe,

Mn,Zn, B, Cu, Mo, Cl). Peran yang khas darimasing-masing unsur ini dalam menyusunperangkat berbagai fungsi dalam tanamanselanjutnya mengakibatkan produksi biomasatergantung pada konsenhasi unsur pada tanaman.

t)D

Widya Biologi Vol. 02 No. 01 Maret 2011

Hubungan kuantitatif arfiara unsur haratanaman dengan produksi biomasa telahdirumuskan arfiaralain dengan metode CNL.Pada metode ini, tanaman dikatakan mengalami

kekurangan rursur apabilakonsenffasi suatu unsur

pada tanaman mengakibatkan penurunanproduksi lebih dari 10% (Campbell & Plank,

http :/fwww.ncsgr.com : Lakitan 1993).Rumusan ini, secara kuantitatif menunjukkanadanya hubungan yangjelas antaraunsur hara

dan aktivitas metabolik pada tanaman dalam

menghasilkan senyawa organik. Sementara itu,untuk mengetahui hubungan antara pemberianpupuk dan produksi senyawa organik tanaman,pada suatu lahan, dilakukan penelitian tentang

kadar sukrosa pada tanarnan setelatr pemberian

pupuk. Penelitian ini menunjukkan adanyahubungan antara unsur hara dan laju metabolisme

pada daun dalam penghasilan sukrosa (Adipumet al2$07 ; 2008). Akan tetapi karena fungsi

unsur dalrn penghasilan metabolit

ini berbedq serta konsentrasi optimal suatu unsur

pada tanaman juga berbeda, maka hubungankuantiktifantara produksi sukrosa dan jumlahpupuk yang diberikan tersebut belum dapat

diketahui. Hal ini terlalu sulit karena rursur harayang tersedia pada lahan tidak diketahui,danikimrjugaunsuryarrg diperlukantanamanbaikjumlah maupun jenis. Namun demikian,penelitianini telah dapatmemberi pettnrjuk umum

tentang jumlah pupuk yang dapat diberikan pada

tanaman pada suatu lahan. Petunjuk umumtersebut adalah bahwa penurunan kadar sukrosa

setelah pemberian pupuk menunjukan dosispupuk melewati jumlah yang diperlukan,sedangkan kenaikan produksi sukrosa setelahpemupukan menunj ukan pupuk yang diberikansesuai dengan yang diperlukan tanaman.

Pengaruh pemberian pupuk terutama NPKterhadap aktivitas fotosintesis sebenamya telahbanyak dilakukan, tetapi karenavariasi lahandalam mekanisme penyediaan unsur hara sangat

kompleks, maka jumlah pupuk yang perludiberikan pada tanaman pada suatu lahan tetapmasih belumjelas. Misalnya, Terry & Ulrich

ISSN : 2086-5783

(1973), Sawada et al. (1982) menemukan

bahwa penghentian pemberian fosfor pada

tanaman mengakibatkan penunrnan aktivitasfotosintesis. Sementara Gastal & Lemaire(2002), menemukan bahwa akumulasi biomasa

berhubungan dengan ketersediaan nitrogen,

sedangkan Hong Yan Liu et al. (2006)menemukan bahwa kekurangan unsur hara

potasium dapat menyebabkan penurunanaktivitas fotosintesis. Penelitian tersebutmenunj ukkan bahwa produksi hasil fotosintesis

dapat dipengaruhi oleh perubahan kadar salah

sanr arau beberapa rmsur tanaman. Hal ini berarti

bahwa hasil fotosintesis dapai dipandang sebagai

produk dari rangkaian reaksi kimia yang

komponen-komponen reaksinya tersusun dari

unsur hara. Oleh karena hasil fotosintesis inikemudian digunakan untuk menghasilkan buatr,

maka unsur hara dapat juga berpengaruhterhadap kualitas buah. Pada tanaman advokat

ditemukan bahwa apabila tanaman mengalami

stres sebelum panen maka buah yang dipanen

akan mengalanibrowning lebih cepat (Bower

& Cutting, 19S7). Laporan yang lebih rincitentang pengaruhunsur hara dankualitas buah

dikemukakan oleh Zekri et al (2A0\, apabila

tanaman diberi tambahan rxlsurN, P dan K maka

buah akan menghasilkan lebih banyak TSS (roral

saluble solid). Hal ini berarti bahwa kualitas

buah akan menurun jika ketersediaan unsur hara

pada lahan berkurang atau sebaliknyajika unsur

hara yang tersedia cukup banyak maka kualitas

buah akan lebih baik. Penelitianyang dilakukanpada tanaman nenas menemukan bahwapemberian tambahan unsur hara nitrogenmenyebabkan keasaman buah menj adi berktrangyang disebabkan oleh menurururya asam bebas

pada buah tersebut (Bhugaloo 1 998).

Untuk mengetahui kualitas buah-buahan,

terutamayang dihasilkan di Indonesi4 makaperlu

dilakukan kaj ian tentang ketersediaan unsur hara

yang diperlukan untukmenghasilkanbuah dengan

kualitas yang baik. Sebagai indikator terhadap

kualitas ini dapat digunakan salah satu dari

34

-

l

l

i

Unsur Harq Buah dan Metabolit Sekunder padaTanaman

senyawa yang termastk soluble solid seperti

soluble sugar.Penyimpanan karbohidrat pada buah

Buah merupakan tempat akumulasi hasil

fotosintetik yang tidak disintesa menjadi molekul

strukfural tanaman. Oleh karena itu, hasil

fotosintesis yang tersimpan pada buah ini dengan

mudah dapat diuraikan kembali meniadi molekul

sederhana seperti gula atau sukrosa. Hal iniberbeda dengan hasil fotosintesis yangditranslokasikan ke bagian tanarnan yang sedang

tumbuh dimana hasil fotosintesis diubah menjadi

molekul struktural seperti li gnin, sellulosa dan

polimer lainnya. Molekul struktural ini tidakmungkin dimanfaxkan sebagai bahan makanan

bagimanusia-

Sebelum sampai ke buah, hasil fotosintesis

ditranslokasikan sebagian besar dalam bentuk

sukrosa baik ke bagian tanaman yang sedang

tunbuhmaupunke bagianpenyimpnanmakanrt

{Zie gler, I 97 3) . Tran sl okasi hasil foto sinte sis

kedalam buah dikenal dengan nama phlaem

unloading,melibatkan enam sucros a synthase

unfirk mengontol pengiriman sukrosa kedalam

buah. Senyawa ini selanjufirya diubah menjadi

senyawa yan g inert secara osmotik seperti zat

tepung, sementara enzim yang berperan untuk

mengontrol akumulasi tepung adalah ADP-glukosa pirofosforilase (l'{' tchobo et al 1999).

Namun demikian, dalam buah dijumpai

berbagai senyawa yang bervariasi menurutjenis

tanaman. Hal ini menunjukkan bahwa pada buah

terjadi metabolisme akliftidak hanya untuk dapat

tujadinya akumulasi hasil fotosintesis, tetapi juga

untuk membuat berbagai senyawa lain. Pada

tanaman dari famili Rosaceae, sukrosa dapat

mengalami perubahan menjadi sorbitol, glukosa

atau fiuktosa. Pada pematangan buah, suktosa

disintesa kemb ali dali po ol fnrktosa dan glukosa

dan disimpan didalam vakuola. Setelah buah ini

masak, sukrosa dapat mengalir keluar menuju

sitosol karena rusaknya membran pada proses

pernasakan buah (Yamaki, 1 995). Pada tanaman

manggq peningkatan kadar zat tepung didalam

mesocarp terjadi pada saat pematangan buah

Adiputra

secara fisiologis. Hal ini berarti bahwa sukrosa

yang ditranslokasikan ke buatr mangga disimpan

dalam bentuk zat tepung. Pada buah apel,

penyusunan zat tepung diatur oleh enzim

phosphoglucomutase (Bertiter, 2A0q.Disamping enzim pengatur, pada fase

pematangan buah ditemukan adanya inhibitoryang menghambat aktivitas enzim amylase

(Jacobi et al., 20A2), sehingga zat tepung yang

disimpan tidak mengalami penguaian. Pada fase

selanjutnya yaitu pemasakan buah aktivitas

amylase ditemukan meningkat sehingga zat

tepungyangterakunrilasi inikemudianmengalami

penguraian menjadi sukrosa (Jacobi et al.,

20A2). Proses ini menunjukkan bahwa zat

tepung yang disintesa dari sukrosa pada proses

pematangan buah kemudian diuraikan kembali

menjadi sukrosa pada pemasakan buah. Pada

tanarnan tomat, penyimpanan hasil fotosintesis

dalam bentuk zat tepung juga ditemukan ted adi

pada buah yang belurn matang' Zat tepung ini

selanjutrya menjadi penywnb ang soluble sugar

ketika buah menjadi matang (Schaffer &Petreikov, 1997). Penelitian tentang translokasi

sukrosa ke buah tomatjuga menemukan bahwa

terdapat variasi dalam mekanisme penyimpanan

hasil fotosintesis pada varietas yang berbeda

walaupun masih tergolong satu spesies tanaman

(Yelle et al., 1988). Pada tanaman L.

esculentum, sukrosa mengalami metabolisme di

sepanjang jalur translokasi sedangkan pada L'

chmielewsfril, sukrosa tidak mengalami

metabo'lisme.

Oleh karena unsur hm4 terutama unsur hara

makro merupakan substrat bagi senyawa

organik, kadar suatu senyawayang dihasilkan

pada buah dapat dipengaruhi oleh ketersediaan

unsur hara bagi pertumbuhan tanaman.

Misalny4 senyawa yang banyak mengandrmg Ndapat terakumulasi pada buah apabila pada lahan

tersedia banyak N, demikianjuga senyawa lain

dapat terakumulasi dalam jumlah relatif lebih

banyak j ika unsur penyusun senyawa tersebut

terdapat dalam tanah dalam jumlah yang

berlimpah. Perbedaan komposisi senyawa,

35

Widya Biologi Vol. 02 No. 0l Maret 2011

Sr rkrnra

Ir rkrl<a

ISSN : 2086-5783

unsurhara. Secara skematis, penyimpanan hasil

fotosintesis pada buah diilustrasikan pada

Gambar 1

Penguraian karbohidrat pada buahPertumbuhan dan pemasakan buah telah menarik

minat para peneliti karena proses tersebut

disamping cukup unik bagi ilrnu biologi tanaman,

jugakarena buah merupakan komponen penting

bagi menu makanan masy amkat(Giovannoni,

2001). Senyawa yang tersimpan pada fase

pertumbuhan buah mengalami penguraianmenjadi berbagai molekul pada saat buah

mengalami pemasakan. Penguraian ini diatursecara genotis, danhormon yang berperan dalam

proses ini adalah ethylen. Biosintesis ethylen

diatur oleh dua faktor yaitu faktor pertumbuhan

dan sistem autokaulitik yang dihasilkan oleh gen

yang sama (Jerie et a\.,1991; Yokotani et al.,Z0A9). Pemasakan buah terjadi karenapeningkatan produksi ethylen oleh faktorpertumbuhan dan memicu produksi ethylen

autokatalitik. Pada proses tersebut produksi

ethylen pada buah masak menjadi jauh lebihtinggi dari pada buah yang belum matang. Kerja

ethylen dan faktor lingkungan kemudianmengakibatkan terjadinya kenaikan kadar gula

sampai 7 Yakarena akumulasi non reducingsugar seperti sukrosa (Cantwell et al.1992).

Garnbar l. N{etabolisme karbohidrat pada pertr.tmbuhan dan

pernasakan buah (Jacobi 2002, Berriter 200'+).

tenrtama enzim yang berperan dalam meabolisme

karbohidrat, selanjutnya mempengaruhikeseimbangan kimia sehingga hasil akhir darimetabolisme pada buah matang juga dapat

berbeda. Hasil akhir yang berupa berbagaisenyawa dalam buah selanjutnya dapatmenentukan kualitas buah setelah dipanen.Penelitian Naradisorn, Matchima (2008, PhD

Thesis)" tentang pengaruh unsur hara terhadap

kualitas buah setelah panen menunjukan bahwa

buah yang dipanen dari tanaman yang diberikalsium lebih tahan terhadap serangan jamurdibanding kontrol. Hal ini mentrnjukkan bahwapemberian tambahan unsur hara kalsium dapat

meningkatkan produksi senyawa yang dapat

menghambat perturnbuhan j arnur. Jadi ku'rlitas

buah pascapanen ditentukan tidak hanl'a olehperlakuan pascapanen tetapijuga oleh kondisipertumbuhan tanaman sebelurn menghasilkanbuah.

Kajian unsur hara terhadap kualitas buahpasca panen dapat sangat rnembantu penyediaan

buah berkualitas. Laju biosintesis hasilfotosintesis pada buah tergantung pada lajupemuatan (unlaading)hasil fotosintesis ke buah.

Laju fotosintesis tergantung dari ketersediaan

substrat dalam bentuk ion yang diambil melalui

akm. Oleh karena in;, akumulasi zat tepung pada

buah akhimyajuga tergantirng pada ketersediaan

lnhibitorP hosohoslucomutase

a mylase

sukrosa -l> starch *---rl$t Sukrosa

a mylaseSrrkrnsa ---) \tarcn

---a

Srrkrnsa

Pemasaka r cuah lrip€ning)

36

Unsur Hara, Buah dan Metabolit Sekunder pada Tanaman

Sukrosa -----+

Secara skematis peftm ethylen dalam penguraiankarbohidrat yang disimpan dalam buahdiilustrasikan pada Gambar 2.

Produksi dan fungsi metabolit sekunder bagitanaman danmanusia

Menurut Robert (2007), senyawa organikyang dihasilkan olehtanaman dibedakanmenjadimetabolit primer dan metabolit sekunder.Metabolit primer adalah senyawa yang memilikifungsi yang esensial bagi kegiatan danpemeliharaan sel. Misalny4 giberelin, memilikiflmgsi penting untuk modulasi pertumbuhan seldan pemar{angan tanaman, karotenoid berperanpenting dalam pemanenan energi matahari danperlindungan dari kerusakan yang diakibatkanoleh sinar, dan sterol sangat penting dalammenjaga permeabilitas membran. Metabolitsekunder adalah senyawa yang tidak terlibatdalam perturnbuhan dan perkenrbangan tanaman.

Senyawa ini justru banyak bermanfaat bagikesehatan manusia misalnya; vincristin danvinblastin yang dihasilkan oleh tanamanCatharanthus roseus berkhasiat sebagai antikanker, artemisinin yang dihasilkan oleh tanaman

Artemisia annuaberl<hasiat sebagai anti malariadan coumarins yang dihasilkan oleh tanamanCalophyffum lanigerum berkhasiat sebagai antiHIV.

Senyawa intermediet untuk metabolit primerbiasanya dihasilkan didalam sitosol dan dikirim

Gambar 2. Peran ethylene dalam penguraian karbohidrat yang disimpan dalambuah, Pada proses ini, hubungan antara ethylene dan amylasedalam penguraian starch belum diketahui apakah benrpa sebab-akibat atau bekerja secara sendiri-sendiri.

Adiputra

ke plastida untuk diubah melalui jalur metabolitsekunder. Metabolit sekunder ini kemudiandapat diambil dari plastid untuk disimpan ataudisekresikan ke lingkungan ekstraselluler.Metabolit sekunder yang hidrofi lik disimpandidalam vakuola sedangkan metabolit sekunderyang hidrofobik disimpan didalam dinding sel.

Metabolit ini dapat diuraikan baik secara intraselluler maupun ekstra selluler dan selanjutnyadapat disalurkan keluar atau kedalam sel dandigunakan kembali untuk metabolisme primeratau sekunder (Robert, 2A07).

Pada tanaman, penghasilan metabolitsekunder merupakan proses panjang yangmelibatkan gen, enzym, produk, transport danpenyimpanan (Verpoorte et a|.,1994). Proses

ini dimulai dengan ekspresi gen untukmenghasilkan enzim yang diperlukan dalamproses biosintesis metabolit yang kemudiandiangkut ke tempat penyimpanan. Pengaturanpenghasilan metabolit ini dilakukan olehmekanisme transport dan penyimpanannya.

Untuk menghasilkan meabolit yang lebih banyak

maka dalam teknologi rekayasa dilakukanbloking terhadap jalur metabolisme yangmenghasilkan senyawa yang tidak sesuai dengan

metabolit yang diinginkan. Pada tingkat sel,

aktivitas produksi metabolit sekunder sebagian

besar terjadi pada sitoplasm4 walaupun menurutRoberts (1981) dan Wink & Hartmann (1982)dalamAcamovic & Brooker (2005), beberapa

6ene , autokatalitik

Sukrosa -+ starch '- sukrosa

amvlase

Pemasakan buah (ripening)

dl

Widya Biologi Vol. 02 l{o. 0l Maret 20ll

alkaloid, quinolizidine, caffein dan terpentindisintesa didalam kloroplast. Secara urnum,metabolit sekunder ini biasanya dapat ditemukanpada semua bagian tanaman, tetapi sintesa awalterjadi pada bagian tertentu dari tanaman iniseperti akar, buah atau daun.

Metabolit sekunder dapat memiliki fungsisebagai senyawa pertahanan seperti melindungidiri dari herbivora, serangga, jamur, virus dan

kerusakan yang diakibatkan oleh sinar ulta violet(Acamovic & Brooker 2005). Dalamhubungannya dengan senyawa pertahanan ini,Mosleh et al. (2005) mengemukakan bahwakeanekaragaman struktur kimia dan konsentrasimetabolit sekunder pada tanaman diakiba&anoleh mekanisme seleksi oleh hewan pemakan

tumbuhan. Selain sebagai senyawa pertahanan,

metabolit sekunder ini juga dapat berfungsisebagai penarik serangga untuk membantupenyerbukan. Pada biji-bijian, metabolitsekunder, karbohidrat dan lemak dapatmengalami turn-over dan digunakan tanamansebagai bahan pertumbuhan pada saatperkecambahan.

Metabolit sekunder yang dihasilkan olehtumbuhan memiliki pengaruh yang sangat

bervariasi pada hewan dan manusia. Pengaruh

ini tergantung pada susunankimi4 konsentrasipada tanaman danjurnlah yang dikonsumsi serta

status kesehatan. Pada mulanya" metabolitsekunder pada tanaman dipelajari untuk dapat

menghindari bahaya yang disebabkan, tetapipada perkembangan selanjutnya, metabolitsekunder dipelajari agar dapat dimanfaatkanuntuk perbaikan kesehatan (Acamovic &Brooker 2005). Pada tanaman, senyalra yangberfungsi sebagai alatpertahanan mungkin tidaktersedia dalam benhrk yang siap pakai. Senyawa

ini dibuat justru setelah tanaman terinfeksi.Misalnya, senyawa anti bakteri dan anti jamur(phytoalexin) dibuat melalui mekanisme infeksi.

Oleh karena itu, senyawa ini menjadi tidakterdapat pada tanarnan apabila tanaman tersebut

tidakterinfeksi.

ISSN :2086-5783

Untuk kepentingan pengobatan bagimanusia, metabolit sekrnrderyang saat ini banyak

dipelaj ari adalah senyawa terpenoid, meliputitidak kurang dari 40000 jenis senyawa yang

memiliki strukhr kimia berlainan.

KESIMPTJLANPerbaikan kualitas produksi buah-buahan

perlu dilakukan secara berkelanjutan melaluipemeliharaan ketersediaan unsur hara yang

diperlukan tanaman untuk pertumbuhan dan

reproduksi. Perbaikan kualitas produksi inimemerlukan pengetahuan yang cukup, tidakhanya tentang teknologi pasca panen tetapi juga

mekanisme penyimpanan dan metabolisme hasil

fotosintesis pada buah serta faktor lingkunganyangmempengaruhi danreproduksi

tanaman. Pemeliharaan produksi buah yang

berkualitas penting karena buah menempati posisi

kedua setelah karbohidrat dalam fungsinya rnrttrk

pemeliharaan kesehatan.

DAFTARPUSTAKAAcamovic, T and Brooker, J.D. 2005.

Biochemistry of plant secondarymetabolites and their effects in animals.Proceedings ofthe Nutrition Society 64;44341,2.

Adiputra, I G.K., Suardana, AA. Km.,Sumarya, I Md., Israil Sitepu,Sudiartawan, P. 2A07. Perubahanbiosintesis sukro sa sebelum perturnbuhan

kuncup ketiak pada panili (Vanillaplanifulia). Laporan penelitian Hibahbersaing I, Program studi Biologi, Fak.

MIPA, Universitas Hindu Indonesia,Denpasar.

Adiputra, I G.K., Suardana, AA. Km.,Sumarya, I Md., Israil Sitepu,Sudiartawan, P. 2008. Perubahanbiosintesis sukro sa sebelum pertumbuhan

kuncup ketiak pada panili (Vanillaplanifolia). Laporan penelitian Hibahbersaing II, Program studi Biologi, Fak.

38

Unsur Har4 Buah dan Metabolit Sekunder pada Tanaman

MIPA, Universitas Hindu Indonesia,Denpasar.

Beriiter J. 20A4. Carbohydrate metabolism intwo apple genotypes that differ in malate

accumulation . Swiss Federal Research

Station for Horticulture, W5denswil CH-8820, Switzerland.

Bhugaloo RA. 1998. Effect of different level ofnitrogen on yield and quality ofpineapplevariety QueenVictoria. AMAS 98. Food

andAgricultural Research Council, R6duit,

MawitiusBower JP and Cutting JGM. 1987. Some

factors affecting post-harvest quality inavocado fruit. South African Avocado

Growers' Association Yearbook 1 987.

10:143-146. Proceedings of the FirstWorld Avocado Congress.

Cantwell M, Flores-Minutti, J and Trejo-Gonzales A. 1992. DeveloPmentalchanges and postharvest physiology oftomatillo fruit (Physalis ixocarpa Brot.).Scientia Hortic., 50 : 5 9-70.

Gardner FP, Pearce RB, Mitchell RL. 1991.

Fisiologi Tanaman Budidaya. Penerbit

Universitas Indonesia.

Gastal F and Lemaire G.20A2.N uptake and

distribution in crops: an agronomical and

ecophysiological prspective. J. Exp. Bot.

53, No. 37A:789-799.Giovannoni J. 2001 . Molecular biology of fruit

maturation and ripening. Annual reviewof plant physiology and plant molecular

biology. vol. 52: 725-7 49

Hong-Yan Liu HY, Wen-Ning-Sun, WeiAi Su,

Zang-Cheng Tang 2006. Co-regulation

of water channel and potassium channel

in rice. Physiol. Plant. 128 :58-69.

Jacobi KK, Hetherington SE and MacRae EA2002. Starch degradation in Kensingtonmango fruit following heat treatment.

Australian Journal of ExperimentalAgriculture 42(l) 83 - 92 Q044.

Jerie PH, Hall MA, ZerontM 1991. Aspects ofthe role of ethylene in fruit ripening.

Adiputra

Postharvest Biology and TechnologyVolume l, Issue 1, Pages 67-80.

Mosleh AranyA, De Jong TJ, Kim HK, Van

DamNM, Choi YH, Verpoorte R & Van

Der Meijden E. 2005. Glucosinolates and

some other chemical compounds in leaves

from natural populations of arabidopsis

thaliana and their effects on generalist and

specialist herbivores. Institute of Biology,

University of Leiden, 2300 RA Leiden,

TheNetherlands.N'tchobo H, DaliN, Nguyen-Quoc B, Foyer

CH, Yelle S. 1999. Starch synthesis intomato remain constant ttroughout fruitdevelopment and is dependent on sucrose

synthase activity. Joumal of Experimental

Botany, Vol 50, No. 338, PP. 1457 -1463.

Robert SC. 2007. Produksi dan rekayasa

terpenoid dalam kultur sel tanaman.

Nature chemical Biolory 3, 387'395.Sawada S, Igarashi T and Miyachi S. 1982.

Effect ofnutritional level ofphosphate on

photosynthesis and growth studied withsingie, rooted leafof dwarfbean. Plant

and Cell PhysiologY 23 : 27 -33.

SchafferAA and Petreikov M. 1997. Sucrose-

to-Starch Metabolism in Tomato FruitUndergoing Transient StarchAccumulation. Plant' Physiol. ll3 : 739-

746.

Terry N and Ulrich A. 1973. Effect ofphosphorus deficiencY on thephotosynthesis and respiration of leaves

ofsugarbeet.Verpoorte R, van der Heijden R, Hoge JHC and

ten Hoopen HJG. 1994. Plant cellbiotechnology for the production ofsecondary metabolites. Pure & Appl-

Chern., Vol. 66, Nos 10/ll, PP.2307-2310.

Yamaki S. 1995. Physiology andmetabolismoffruit development - biochemistry of sugar

metabolism and compartnentation in fruits

-. AcraHort. osHS) 398:109-120

39

Widya Biologi Vol. 02 No. 0i Maret 2011

Yelle S, Hewitt JD, RobinsonNL, Damon S,

And BennettAB 1 988. Sink Metabolismin Tomato Fruit. III. analysis ofcarbohydrate assimilation in awild species.

Plant Physiol. 87: 737 -7 40.YokotaniN, Nakano R,Imanishi S, NagataM,

Inaba A, Kubo Y. 2009. Ripening-associated ethylene biosynthesis in tomato

fruit is autocatalytically anddevelopmentally regulated. J Exp Bot.2AA9;60(12):3433-42.

ISSN : 2086-5783

Zekri M, ObrezaTA, Koo R2009. Irrigation,nutrition and citrus fruit quality. SL 207

Soil and Water Science Department,Florida Cooperative Extension Service,

Institute of Food and AgriculturalSciences, University of Florida.

Ziegler H. 1975. Nature of transportedsubstances. -In Transport in plants. I.Phloem tansport. Encyclopedia of Plants

Physiology, New series (M.H. Zimmerman

and J.A. Milburn, eds), Vol. 1, pp. 59-

100. Springer-Verlag, New York, NY.

40