pemanfaatan filtrat kulit buah syzygium cumini sebagai pewarna alternatif preparat mitosis

PEMANFAATAN FILTRAT KULIT BUAH Syzygium cumini SEBAGAI PEWARNAALTERNATIF PREPARAT MITOSIS 1

PEMANFAATAN FILTRAT KULIT BUAH Syzygium cuminiSEBAGAI PEWARNA ALTERNATIF PREPARAT MITOSIS

Achmad Zainal Abidin*, J. Djoko Budiono, IsnawatiJurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Penegtahuan Alam, Universitas

Negeri Surabaya,

*e-mail: [email protected]

Kendala pada pembuatan preparat mitosis ialah harga pewarna bakuyang relatif mahal. Penggunaan pewarna alternatif sebagai penggantizat warna baku inti sel / kromosom dapat menekan biaya pembuatanpreparat. Tujuan penelitian ini adalah mendeskripsikan kelayakanpewarna filtrat kulit buah Syzygium cumini sebagai pewarna alternatifpada preparat mitosis squash Allium. Bahan pewarna alternatif dibuatdengan bahan pendukung iron alum [Fe(NH4)(SO4)212H2O] sebagaimordant. Jenis penelitian ini adalah penelitian pengembangan denganmengacu pada metode Research and Development (R&D) yang hanyadilakukan sampai tahap telaah. Data dikumpulkan denganmenggunakan teknik telaah. Hasil penelitian yaitu penggunaanpewarna filtrat kulit buah S. cumini sebagai pewarna alternatif padapreparat mitosis squash Allium memperlihatkan hasil pewarnaan yangsama dengan hematoksilin sebagai pewarna baku inti sel / kromosomyang umum digunakan pada histoteknik. Hasil telaah seluruh preparatmenunjukkan penggunaan pewarna hematoksilin sebagai pewarnamembuat kromosom tampak berwarna biru kehitaman sedangkanpewarnaan menggunakan filtrat kulit buah S. cumini membuatkromosom tampak berwarna ungu tua di bawah mikroskop.Sitoplasma yang tidak terwarnai dalam satu lapang pandang membuatwarna kromosom tampak kontras sehingga kromosom sangat mudahuntuk diamati. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwafiltrat kulit buah S. cumini dapat digunakan sebagai pewarna alternatifuntuk mewarnai inti sel / kromosom pada preparat mitosis squashAllium.Kata Kunci: Pewarna alternatif, filtrat kulit buah Syzygium cumini,preparat mitosis

Makalah disajikan pada SEMINAR NASIONAL dan WOKRSHOPBIOLOGI 2014 Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Surabaya,Surabaya, 18 19 Oktober 2014


PENDAHULUANPada pembelajaran biologi kelas XII Sekolah Menengah Atas (SMA) terdapatKompetensi Inti (KI) 3 yang kemudian dikembangkan menjadi Kompetensi DasarKD 3.8 mendeskripsikan keterkaitan antara proses pembelahan mitosis danmeiosis dengan pewarisan sifat. Salah satu sub materi pelajaran biologi yangdibahas dalam KD tersebut adalah proses pembelahan mitosis sel. Materipembelajaran pembelahan mitosis sel merupakan kumpulan konsep konkret yangdapat dipahami siswa dengan cara melakukan kegiatan pengamatan pembelahanmitosis sel secara langsung melalui media preparat mitosis akar tanaman.

Hal yang diamati pada pada pengamatan preparat mitosis adalah polakromosom di dalam inti saat proses pembelahan sel. Kromosom merupakanmateri genetik yang berperan dalam pewarisan sifat suatu individu. Pemahamansiswa dalam mempelajari pembelahan mitosis sel dipengarui oleh kualitaspreparat yang digunakan selama kegiatan pengamatan (Jones dan Rickards, 1991 :5). Fakta di lapangan menunjukkan preparat mitosis yang disediakan sekolahmemiliki kelemahan yaitu inti sel / kromosom pada preparat tidak dapat dilihatdengan jelas disebabkan pewarnaan yang kurang bagus maupun warna yangmemudar sehingga guru tidak dapat menjelaskan secara konkret fase pembelahansel dan bentuk sebenarnya kromosom kepada siswa.

Preparat mitosis dapat dibuat sendiri oleh guru dengan menggunakan bahandan metode squash. Metode squash yaitu suatu metode untuk mendapatkan suatupreparat dengan cara meremas suatu potongan jaringan atau suatu organismesecara keseluruhan, sehingga didapatkan suatu sediaan yang tipis yang dapatdiamati di bawah mikroskop (Suntoro, 1983 : 14). Tahapan metode squash dalammembuat preparat mitosis yaitu diawali dengan pemilihan bahan, kemudianmemfiksasi, hidrolisis, pemulasan, dan yang terakhir pembuatan preparat denganmeremas (squashing) (Jones dan Rickards, 1990 : 4).

Bahan utama yang umum digunakan untuk membuat preparat mitosis tanamanadalah sel yang aktif mengalami pertumbuhan (meristematis) dengan caramelakukan pembelahan mitosis. Sel-sel ini mudah ditemukan pada bagian ujungakar (Loveless, 1983 : 91). Akar mudah tumbuh dan seragam,sel akar tidakberklorofil serta mudah dipulas oleh pewarna (Fukui,1996 : 4).


Ujung akar tanaman bawang putih (Allium sativum), bawang bombay (A. cepa)dan bawang prei (A. fistulosum) merupakan bahan yang baik untuk diprosesmenjadi preparat mitosis karena kromosom ketiga spesies dari genus Alliumtersebut termasuk bertipe besar serta memiliki jumlah autosom sedikit (2n=16)sehingga kromosom mudah diamati (Fukui, 1996 : 4). Selain itu, tanaman tersebutmudah didapat dan murah.

Zat warna yang umum digunakan dalam pemulasan inti sel / kromosom padapreparat mitosis yaitu hematein yang harganya relatif mahal sekitar Rp 7,798,000/ 25 gram (http://www.merckmillipore.com). Pewarna baku yang digunakanmerupakan pewarna basa yang dapat berafinitas dengan kromosom di dalamnukleus yang bersifat asam sehingga kromosom terpulas dan dapat diamatimelalui mikroskop. Untuk menekan biaya maka diperlukan pewarna alternatifyang memiliki fungsi yang sama dengan pewarna baku. Pewarna alternatif dapatdiperoleh dari filtrat kulit buah Syzygium cumini yang sudah matang dan berwarnaungu tua.

Filtrat kulit buah Syzygium cumini mengandung sianidin yaitu aglikonantosianidin yang dapat digunakan untuk mewarnai kromosom. Sianidinmempunyai ikatan rangkap terkonjugasi (inti benzen) yang merupakan guguschromophore (-C=O-). Sianidin juga mempunyai subtituen hidroksi (-OH) yangmerupakan gugus auxochrome. Chromophore dapat mengabsorbsi radiasi padadaerah ultraviolet dan daerah sinar tampak, adanya gugus auxochrome di dalamgugus chromophore akan memengaruhi pergeseran batokromik-pergeseranpanjang gelombang yang lebih panjang sehingga dapat mengintensifkan warna(Watson, 2005 : 108).

Sianidin adalah glukosida dari antosianidin yang tergolong senyawa flavonoid.Senyawa flavonoid merupakan contoh senyawa metabolit sekunder yang banyakditemukan pada tanaman. Sebagai kelompok antosianin maka stabilitas sianidindipengaruhi oleh pH, temperatur, cahaya, oksigen serta faktor lainnya seperti ionlogam. Ion logam yang sering ditemukan mengubah warna ialah ferri, magnesiumdan aluminium (Manitto, 1981).

Berdasarkan uraian tersebut, maka dilakukan penelitian penggunaan filtrat kulitbuah Syzygium cumini sebagai pewarna alternatif pada pembuatan preparatmitosis squash Allium.


METODEPenelitian ini termasuk penelitian termasuk penelitian pengembangan denganmengacu pada metode Research and Development (R&D) yang terbagi dalamsepuluh tahap, yaitu: potensi dan masalah, pengumpulan informasi, desain produk,telaah desain produk, revisi desain produk, uji coba produk, revisi produk, ujicoba pemakaian, revisi produk, dan produksi masal (Sugiyono, 2010 : 407).Namun, pada penelitian ini hanya dilakukan sampai tahap telaah desain produk.

Pada tahap potensi masalah bertujuan untuk menganalisis potensi dan masalahyang berkaitan dalam penelitian ini. Tahap pengumpulan informasi bertujuanmengumpulkan berbagai informasi sebagai bahan untuk persiapan perancangandesain produk media preparat mitosis. Tahap desain produk bertujuan untukmerancang desain awal produk media pembelajaran berupa preparat semipermanen mitosis squash yang dibuat dari ujung akar tanaman bawang putih(Allium sativum), bawang bombay (A. cepa), dan bawang prei (A. fistulosum)dengan pewarna filtrat kulit buah Syzygium cumini dan hematoksilin. Tahap telaahdesain produk bertujuan untuk menilai desain produk yang telah dihasilkan yaituberupa media preparat mitosis squash Allium. Media preparat yang telah dibuatdan dipilih akan ditelaah.Tahapan Desain Produk Sebagai Berikut:Penentuan Waktu Optimum Pembelahan MitosisStudi pendahuluan penentuan waktu optimum pembelahan mitosis Allium sativum,A. cepa dan A. fistulosum. Pemotongan akar dilakukan setiap 1 jam berturut-turutselama 24 jam dan dibuat preparat semi permanen, diperoleh waktu pembelahanoptimum mitosis ujung akar A. sativum, A. cepa dan A. fistulosum yaitu jam 09.00WIB, jam 12.00 WIB dan 06.00 WIB.Pembuatan Pewarna Alternatif Filtrat Syzygium cumini dan Preparat MitosisPreparat dibuat dengan menggunakan metode squash. Preparat mitosis denganpewarna hematoksilin yang dibuat sesuai dengan metode squash Willey dijadikansebagai pembanding. Pembuatan preparat dengan metode squash Willeymengikuti langkah sebagai berikut: akar yang telah difiksasi lantas dihidrolisisdalam larutan HCl-alkohol 96% selama 1 jam kemudian dibilas dengan alkohol


96% sebanyak 4 kali masing-masing 15 menit. Kemudian akar direndam dalampewarna Hematoksilin Wittman selama 20 menit. Akar yang telah diwarnaikemudian dicuci dengan Glacial Acetic Acid (GAA) (CH3COOH) hingga dampaknegatif hematoksilin hilang. Selanjutnya men-squash akar diatas object glasshingga hancur dan sel-sel akar menyebar.

Bahan utama pembuatan pewarna alternatif yaitu kulit buah Syzygium cuminiyang sudah berwarna merah tua keunguan dan jatuh dari pohon. Kulit buahdigerus kemudian ditambahkan GAA 95% sebagai pelarut. Hasil campurankemudian disaring menggunakan kertas saring setelah itu ditambah dengan ironalum [Fe(NH4) (SO4)2 12 H2O] dengan perbandingan Filtrat: iron alum (3:1),diaduk hingga homogen dan berubah warna menjadi ungu tua. Preparat mitosisyang dibuat dengan pewarna filtrat kulit buah S. cumini dibuat sesuai denganmetode squash mengikuti langkah sebagai berikut: Akar yang telah difiksasilantas dihidrolisis dalam larutan HCl-alkohol 70% selama 1 jam kemudian dibilasdengan alkohol 70%, alkohol 70% : GAA 95% (3:1), alkohol 70% : GAA 95%(1:1) masing-masing selama 1 jam yang terakhir dibilas dengan GAA 95% :aquades (4:5) selama 5 menit. Kemudian akar direndam dalam pewarna filtratkulit buah S. cumini selama 12 jam. Akar yang telah diwarnai kemudian dicucidengan GAA hingga dampak negatif pewarna filtrat kulit buah S. cumini hilang.Selanjutnya men-squash akar diatas object glass hingga hancur dan sel-sel akarmenyebar.

Metode pengumpulan data yang digunakan adalah telaah. Metode telaahdilakukan dengan cara menelaah preparat yang dihasilkan. Telaah preparatdilakukan dengan telaah oleh dosen bidang mikroteknik, dosen bidang genetikadan guru biologi SMA. Telaah preparat dilakukan dengan menilai aspekpenyerapan warna hematoksilin maupun filtrat kulit buah Syzygium cumini padaprotoplasma sel yaitu inti sel (kromosom pada interfase dan mitosis), membranplasma, sitoplasma (organel dan sitosol); paraplasma sel yaitu dinding sel danbahan inklusi/bahan ergastik; serta kekontrasan kromosom dengan plasma selmaupun bagian sel lain (organela sel). Hasil telaah kelayakan media preparatdianalisis secara deskriptif kualitatif.


HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 1. A. Filtrat Syzygium cumini yang berwarna merah, B. Penambahanmordan iron alum, C. Filtrat S. cumini beberapa saat setelah ditambahkan denganiron alum berwarna ungu tua yang siap digunakan untuk pewarnaan kromosom

Pada tahap pembuatan preparat, dibuat preparat mitosis squash Alliummenggunakan bahan utama Allium sativum, A. cepa dan A. fistulosum. pewarnahematoksilin maupun filtrat Syzygium cumini (Tabel1). Preparat dengan pewarnahematoksilin digunakan sebagai pembanding dalam melihat hasil dari pewarnaanpreparat dengan pewarna filtrat kulit buah S. cumini. Waktu acuan pemotonganakar mengikuti waktu saat ditemukan Indeks Mitosis terbesar pada setiap spesies.Tabel 1. Tabulasi hasil pembuatan media preparat mitosis squash menggunakan

pewarna hematoksilin dan pewarna filtrat kulit buah Syzygium cumini

Gambar 2. Foto obyek preparat mitosis squash meristem ujung akar Alliumsativum dengan pewarna hematoksilin (A) maupun pewarna filtrat kulit buah

Syzygium cumini (B) perbesaran 640 X.

No. Bahan Utama Pewarna Label Unit1. Allium sativum Hematoksilin 1,2,3 3Filtrat Syzygium cumini 10,11,12 32. Allium cepa Hematoksilin 4,5,6 3Filtrat Syzygium cumini 13,14,15 33. Allium fistulosum Hematoksilin 7,8,9 3Filtrat Syzygium cumini 16,17,18 3

Total jumlah preparat (unit) 18

A B C

Profase Metafase TelofaseInterfase Anafase


Gambar 3. Foto kromosom hasil pewarnaan hematoksilin maupun filtrat kulitbuah Syzygium cumini menggunakan mikroskop perbesaran 640 X.

Beradasarkan hasil telaah penyerapan warna dan gambar (Gambar 2 dan 3)tampak pewarna hematoksilin maupun filtrat kulit buah Syzygium cumini memulaskromosom sel Allium dengan kuat sehingga kromosom tampak terlihat jelas dalamsatu lapang pandang. Penggunaan hematoksilin sebagai pewarna membuatkromosom tampak berwarna biru kehitaman sedangkan pewarnaan menggunakanfiltrat kulit buah S. cumini membuat kromosom tampak berwarna ungu tua dibawah mikroskop. Sitoplasma, membran plasma, dinding sel dan bahan inklusiyang tidak terwarnai dalam satu lapang pandang membuat warna kromosomtampak kontras sehingga kromosom sangat mudah untuk diamati.

Proses pewarnaan pada hakikatnya adalah proses pembentukan senyawakompleks melalui ikatan kovalen koordinasi antara logam dengan satu atau lebihligan pada senyawa pewarna dan jaringan yang sangat berhubungan dengan asam


dan basa lewis dimana asam lewis adalah senyawa yang bertindak sebagaipenerima pasangan bebas sedangkan basa lewis adalah senyawa yang bertindaksebagai penyumbang pasangan elektron (Day dan Underwood, 1998).

Pada proses pemulasan kromosom, mordan iron alum akan melepaskan ionFe3+ dan akan membentuk kompleks cyanidin Fe ((CyFe)2+). (CyFe)2+ bertindaksebagai penyumbang elektron dengan adanya elektron bebas dari atom Fe akanmenyumbangkan satu ion Fe3+ (bertindak sebagai basa Lewis) pada fosfat anion(bertindak sebagai asam Lewis). Kompleks pewarna sianidin yang mengikatmordan Fe ini disebut ligan, Fe3+ akan bertindak sebagai pengkelat pada senyawakelat (ikatan kompleks pewarna sianidin, mordan iron alum dan fosfat anion padapolinukleotida).

Suasana asam, mencegah terjadinya ikatan antara logam dengan jaringan tapidapat memperkuat ikatan di dalam nukleus daripada lainnya. Gugus fosfat padakromosom lebih bersifat asam daripada gugus protein pada sitoplasma danjaringan. Saat proses pemulasan kompleks (CyFe)2+ akan terikat pada fosfat anionDNA (Kiernan, 2010). Satu elektron pada ion Fe3+ pada pewarna (CyFe)2+ akanberikatan dengan atom-atom O pada fosfat anion membentuk ikatan kovalen.Ikatan yang terjadi antara ikatan tunggal atom O anion pada fosfat dengan logamFe adalah ikatan ionik, sedangkan ikatan rangkap dua atom O pada fosfat denganlogam Fe adalah ikatan kovalen koordinasi dengan atom O sebagai penyumbangelektron. Ikatan yang terjadi seperti ini disebut kelat seperti pada Gambar 5 (Baker,1958 : 218).

Gambar 5.Mekanisme reaksi antara pewarna cyanidin (CyFe)2+ dengan fosfatanion (Sumber: Minghui, et al. (2009) dan Kiernan (2010))


Pada aspek penilaian tingkat kejelasan warna hematoksilin maupun filtrat kulitbuah Syzygium cumini terdapat beberapa preparat yang warnanya tampak kurangjelas. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh terlalu lamanya waktu saat tahaphidrolisis sehingga mengurangi afinitas pewarna terhadap kromosom (Setyawandan Sutikno, 2000). Warna yang tampak kurang jelas juga dapat disebabkan olehterdegradasinya warna dari pigmen hematoksilin maupun sianidin. Hematoksilindan sianidin merupakan senyawa flavonoid, stabilitas warna senyawa flavonoidutamanya antosianin cenderung tidak stabil disebabkan oleh beberapa faktordiantaranya pH, temperatur, cahaya dan oksigen (Robinson, 1991 : 201). Padapengamatan terhadap warna, adanya sinar matahari menyebabkan degradasipigmen yang ditunjukkan penurunan absorbansi dimana secara visual warnatampak semakin memudar dibandingkan pada saat awal pembuatan preparat.PENUTUPSimpulanBerdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwafiltrat kulit buah Syzygium cumini layak sebagai pewarna alternatif untukpembuatan preparat mitosis squash dapat diketahui dari hasil telaah preparatmitosis squash Allium sativum, A. cepa, A. fistulosum yang memperlihatkan hasilpewarnaan yang sama dengan hematoksilin sebagai pewarna baku inti sel /kromosom yang umum digunakan pada histoteknik. Kelayakan media preparatmitosis yang menggunakan pewarna filtrat kulit buah S. cumini dapat diketahuidari hasil telaah seluruh preparat mitosis squash Allium sativum, A. cepa, A.fistulosum (Preparat 10, 11, 12, 13, 14, 15, dan 16) menunjukkan kromosomtampak berwarna ungu tua di bawah mikroskop. Sitoplasma yang tidak terwarnaidalam satu lapang pandang membuat warna kromosom tampak kontras sehinggakromosom sangat mudah untuk diamati.Ucapan Terima KasihKami mengucapkan terimakasih kepada Dra. Isnawati, M.Si, Dra. Rinie P., M.Sidan RR. Herlin Wahyu I., S.Pd yang telah berkenan menjadi penelaah mediapreparat mitosis Allium dengan pewarna hematoksilin.


DAFTAR PUSTAKAAgustin, Wiji. 2009. Pengembangan Media Preparat Mitosis untuk Mendukung

Pembelajaran Biologi Berbahasa Inggris Pada konsep Pembelahan Sel.Skripsi tidak diterbitkan. Surabaya: Jurusan Biologi FMIPA Universitas NegeriSurabaya.

Baker, John R. 1958. Principles of Biological Microtechnique a Study of Fixationand Dyeing. Great Britain: Richard Clay and Company Ltd.

Day, R.A. dan Underwood, A.L. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam.Terjemahan oleh Iis Sopyan. 2001. Jakarta: Erlangga.

Fukui, Kiichi. 1996. Plant Chromosomes at Mitosis. Dalam Fukui, Kiichi danNakayama, Shigeki (Eds). 1996. Plant Chromosomes Laboratory Methods.United States of America: CRC Press, Inc.

Jones, Robert Neil dan Rickards, Geoffrey Keith. 1991. Practical Genetics.England: Open University Press.

Kiernan, John A. 2010. General Oversight Stains for Histology andHistopathology. Dalam Kumar, George L. dan Kiernan, John A. (Eds). 2010.Education Guide: Special Stains and H&E. California: Dako.

Loveless, A. R. 1983. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik.Terjemahan oleh Kartawinata, K., Danimiharja, S., Soetisna, U. 1987. Jakarta:PT. Gramedia Pustaka Utama.

Manitto, Paolo. 1981. Biosintesis Produk Alami. Terjemahan olehKoensoemardiyah. 1992. Semarang: IKIP Semarang Press.

Robinson, Trevor. 1991. Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. Terjemahan olehKokasih Padmawinata. Bandung : FMIPA ITB.

Sugiyono. 2010. Metode Penelitian Pendidikan: Pendekatan Kuantitatif,Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta.

Watson, David G. 2005. Analisis Farmasi: Buku Ajar untuk Mahasiswa Farmasidan Praktisi Kimia Farmasi Edisi 2. Terjemahan oleh Winny R. Syarief. 2009.Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.

pemanfaatan filtrat kulit buah syzygium cumini sebagai pewarna alternatif preparat mitosis

Documents