deteksi dan analisis klorofil pada berbagai jenis...

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

DETEKSI DAN ANALISIS KLOROFIL PADA BERBAGAI JENIS

SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN MENGGUNAKAN PENGUJIAN

FOTOLUMINESENSI

HALAMAN JUDUL

Disusun oleh :

THERESIA OKVITAWATI

M0212077

SKRIPSI

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS ILMU MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

April, 2018


ii

HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI


iii


iv

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul

“DETEKSI DAN ANALISIS KLOROFIL PADA BERBAGAI JENIS

SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN MENGGUNAKAN PENGUJIAN

FOTOLUMINESENSI” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga

saat ini. Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh

orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan

di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah

dituliskan di daftar pustaka. Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua

pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau

di photocopy secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.

Surakarta, April 2018

Theresia Okvitawati


v

MOTTO

“Love above all else.”

“Whoever does not love does not know God, because God is love.”

1 John 4:8

“Love is patient, love is kind. It does not envy, it does not boast, it is not proud. It

is not rude, it is not self-seeking, it is not easily angered, it keeps no record of

wrongs. Love does not delight in evil but rejoices with the truth. It always

protects, always trusts, always hopes, always perseveres. Love never fails…”

1 Corinthians 13:4-8

“And now these three remain: faith, hope and love. But the greatest of these is

love.”

1 Corinthians 13:13

“It is not what you take, it is what you leave.”

Jennifer Niven


vi

PERSEMBAHAN

Segala hasil dan karya ini kupersembahkan kepada :

Mama dan Papa

Mas Andy dan Ova

All of Us (AOU)

CFC 2012


vii

Deteksi Dan Analisis Klorofil Pada Berbagai Jenis Sayuran Dan Buah-

Buahan Menggunakan Pengujian Fotoluminesensi

Theresia Okvitawati

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Klorofil adalah pigmen yang terdapat dalam kloroplas dan memanfaatkan cahaya

yang diserap sebagai energi untuk reaksi-reaksi dalam proses fotosintesis. Klorofil

menyerap cahaya pada panjang gelombang antara 400-700 nm, terutama sinar

merah dan biru. Penelitian ini bertujuan untuk mendeteksi klorofil pada berbagai

jenis sayuran dan buah-buahan dengan menggunakan pengujian secara

fotoluminesensi. Sampel berupa sayur bayam, selada dan seledri, sedangkan

sampel buah-buahan berupa buah kiwi, anggur dan apel. Sampel tersebut

disiapkan dengan cara di ekstrak menggunakan larutan etanol 99,8%. Hasil

menunjukkan klorofil dapat dideteksi menggunakan pengujian fotoluminesensi

dengan panjang gelombang laser sebesar 420 nm. Hasil penelitian ini

menunjukkan puncak klorofil pada berbagai jenis sayuran dan buah-buahan

berbeda-beda tetapi berada pada panjang gelombang yang berdekatan, yaitu pada

panjang gelombang sekitar 670 nm dan 720 nm.

Kata kunci : klorofil, fotoluminesensi


viii

Chlorophyll detection and Analysis in Vegetables and Fruits BY Using

Photoluminescence

Theresia Okvitawati

Physics Departement, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,

Sebelas Maret University

ABSTRACT

Chlorophyll is a pigment in chloroplast and using light absorption as energy to

process all reactions on photosynthesis. Chlorophyll absorb light in wavelength

around 400-700 nm, especially red and blue. The purpose of this research is to

detect chlorophyll in some vegetables and fruits using photoluminescence test.

The samples of vegetables are spinach, lettuce and celery, as of fruits samples are

kiwi, grape and apple. Before photoluminescence testing, the samples are

extracted using ethanol 99.8%. In this research, the chlorophyll could be detected

using photoluminescence test with laser’s wavelength at 420 nm. The result

showed chlorophyll in some vegetables and fruits has two peaks with same

characteristics. The chlorophyll peaks are in variety number but at the same range

of wavelength around 670 nm and 720 nm.

Keywords : chlorophyll, photoluminescence


ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena

rahmat dan berkatnya penulis dapat menyusun dan menyelesaikan skripsi yang

berjudul “Deteksi Dan Analisis Klorofil Pada Berbagai Jenis Sayuran Dan Buah-

Buahan Menggunakan Pengujian Fotoluminesensi” ini dengan baik.

Skripsi disusun berdasarkan apa yang telah penulis lakukan di Laboratorium

Laser Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Serpong, Tangerang. Dalam

penyusunan skripsi ini penulisa banyak mendapatkan bantuan dan masukan dari

beberapa pihak, oleh sebab itu penulis ingin mengungkapkan rasa terima kasih

kepada:

1. Tuhan Yesus Kristus

2. Keluarga

3. Bapak Mohtar Yunianto S.Si., M.Si. selaku pembimbing I yang telah

membimbing dan member motivasi dalam penyusunan skripsi

hingga selesai.

4. Bapak Dr. Isnaeni M.Sc. selaku pembimbing II yang telah

membimbing dan mengarahkan penelitian dari awal hingga akhir.

5. Ibu Dr. MM. Suliyanti

6. Teman-teman AOU (Aprilia T.A, Aida N.I, Maura G.N, Shilminur

L, dan Ulul R.F) atas segala motivasi dan waktunya.

7. Iranika F. berserta teman-teman CFC 2012

8. Grup Laser dan teman-teman TA dan PKL di Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI), Serpong, Tangerang.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki kekurangan karena

keterbatasan ilmu penulis, untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat

diharapkan. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembacanya.

Surakarta, April 2018


x

PUBLIKASI

Sebagian skripsi saya yang berjudul “Deteksi Dan Analisis Klorofil Pada Berbagai

Jenis Sayuran Dan Buah-Buahan Menggunakan Pengujian Fotoluminesensi” telah

dipublikasikan di digilib UNS.


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI ............................................................ ii

PERNYATAAN .................................................................................................... iii

MOTTO ................................................................................................................. v

PERSEMBAHAN ................................................................................................. vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ........................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix

PUBLIKASI ........................................................................................................... x

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi

DAFTAR SIMBOL ........................................................................................... xvii

BAB I ...................................................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3. Batasan Masalah ..................................................................................... 2

1.4. Tujuan Penelitian .................................................................................... 2

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................. 2

BAB II .................................................................................................................... 3

2.1. Klorofil ................................................................................................... 3

2.1.1. Sumber Klorofil ............................................................................ 4

2.1.2. Klorofil a ...................................................................................... 5

2.1.3. Klorofil b ...................................................................................... 6

2.1.4. Kegunaan Klorofil bagi kesehatan ............................................... 6

2.1.5. Panjang Gelombang Klorofil ........................................................ 7

2.2. Fotoluminesensi ...................................................................................... 8

2.3. Time-Resolved Photoluminescence (TRPL) ......................................... 11


xii

2.4. UV-Vis Spectrometer ........................................................................... 11

BAB III ................................................................................................................. 14

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... 14

3.2. Alat dan Bahan ..................................................................................... 14

3.2.1. Alat ............................................................................................. 14

3.2.2. Bahan .......................................................................................... 15

3.3. Prosedur Penelitian ............................................................................... 15

3.4. Teknik Analisis Data ............................................................................ 19

BAB IV ................................................................................................................. 21

4.1. Fotoluminesensi .................................................................................... 21

4.2. Time-Resolved Photoluminescence ...................................................... 34

4.3 Absorbansi ............................................................................................. 37

4.4. Level Energi.......................................................................................... 39

BAB V ................................................................................................................... 41

5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 41

5.2. Saran ..................................................................................................... 42

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 43

LAMPIRAN ......................................................................................................... 46


xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Beberapa jenis Luminesensi (Valuer dan Berberan-Santos, 2012)........ 9

Tabel 4.1. Rasio puncak panjang gelombang spektrum klorofil untuk sampel

sayuran dan buah-buahan ..................................................................... 29

Tabel 4.2. Intensitas spektrum klorofil untuk masing-masing sayuran dan buah-

buahan ................................................................................................... 30

Tabel 4.3. Perbandingan intensitas sspektrum sampel dengan kandungan klorofil

(μg/g) pada berbagai sayuran dan buah-buahan ................................... 31

Tabel 4.4. Panjang gelombang terjadinya transisi elektron pada spektrum klorofil

di berbagai sayuran dan buah-buahan ................................................ 332

Tabel 4.5. Rasio lebar spektrum klorofil untuk masing-masing sayuran dan buah-

buahan ................................................................................................... 33

Tabel 4.6. Waktu paruh sayuran dan buah-buahan ............................................... 36

Tabel 4.7. Rasio absorbansi panjang gelombang pada masing-masing sayuran dan

buah-buahan.......................................................................................... 39


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Struktur kloroplas pada daun tumbuhan............................................. 4

Gambar 2.2. Struktur kimia Klorofil a .................................................................... 5

Gambar 2.3. Struktur kimia Klorofil b .................................................................... 6

Gambar 2.4. Spektrum panjang gelombang spektroskopi fluoresensi pada minyak

sayur ................................................................................................... 8

Gambar 2.5. Proses fotoluminesensi ..................................................................... 10

Gambar 2.6. Grafik hasil waktu perubahan pada spektroskopi Time-Resolved ... 11

Gambar 3.1. Set up alat uji fotoluminesensi ......................................................... 15

Gambar 3.2. Skema persiapan sampe ekstraksi sayuran dan buah-buahan .......... 16

Gambar 3.3. Skema penelitian pengukuran absorbansi sampel ............................ 17

Gambar 3.4. Rangkaian pengukuran absorbansi ................................................... 17

Gambar 3.5. Skema penelitian dengan pengukuran sampel menggunakan

fotoluminesensi ................................................................................ 18

Gambar 3.6. Set up pengukuran dengan fotoluminesensi ..................................... 18

Gambar 3.7. Set up pengukuran Time-Resolved Photoluminescence (TRPL) ...... 19

Gambar 4.1. Larutan ekstraksi sampel .................................................................. 21

Gambar 4.2. Set up alat uji fotoluminesensi ......................................................... 22

Gambar 4.3. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi klorofil

pada sayur seledri ............................................................................. 23

Gambar 4.4. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emsi klorofil

pada sayur bayam ............................................................................. 24


pada sayur selada ............................................................................. 24


pada buah kiwi ................................................................................. 25


pada buah apel ................................................................................. 26


pada buah anggur ............................................................................. 27


xv

Gambar 4.9. Grafik fitting multi peaks hubungan panjang gelombang dan

intensitas dengan tipe puncak Lorentzian pada sampel ................... 28

Gambar 4.10. Grafik gabungan hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi

untuk semua sampel sayuran dan buah-buahan ............................... 30

Gambar 4.11. Grafik intensitas emisi klorofil pada sayuran dan buah-buahan

dengan pengujian fotoluminesensi ................................................... 32

Gambar 4.12. Grafik hubungan waktu paruh dan intensitas dari laser dan sampel

sayuran serta buah-buahan. .............................................................. 35

Gambar 4.13. Grafik TRPL pada berbagai sayuran dan buah-buahan ................. 36

Gambar 4.14. Grafik absorbansi klorofil pada berbagai sayuran dan buah-buahan

......................................................................................................... 38

Gambar 4.15. Level energi dari masing-masing sampel sayuran dan buah-buahan.

......................................................................................................... 40


xvi

DAFTAR LAMPIRAN

1. Pengukuran Energi dari Panjang Gelombang Emisi ......................................... 46

2. Pengukuran Energi dari Panjang Gelombang Absorbansi ................................ 48

3. Foto pengujian Fotoluminesensi pada sampel………………………………....50

4. Set up alat pengukuran absorbansi klorofil dengan UV-Vis…………………..50


xvii

DAFTAR SIMBOL

A = Absorbansi

𝐼0 = Intensitas sinar sebelum melalui sampel

𝐼 = Intensitas sinar setelah melalui sampel

E = Energi eV

h = Konstanta planck Js

c = Kecepatan cahaya m/s

υ = Frekuensi foton Hz

λ = Panjang gelombang nm

λ1 = Panjang gelombang puncak klorofil pertama nm

λ2 = Panjang gelombang puncak klorofil kedua nm

λa1 = Panjang gelombang absorbansi pertama nm

λa2 = Panjang gelombang absorbansi kedua nm

w = Lebar puncak spektrum klorofil nm

w1 = Lebar puncak spektrum klorofil peratama nm

w2 = Lebar puncak spektrum klorofil kedua nm

τ = Waktu paruh ns

deteksi dan analisis klorofil pada berbagai jenis...

Documents