20.04
Ginanjar W
USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
PEMANFAATAN PEWARNA ALAM NABATI SEBAGAI AGEN PEWARNA ALTERNATIF UNTUK PENGAMATAN MIKROSKOPIS JARINGAN TUMBUHAN
Bidang Kegiatan
PKM Penelitian
Diusulkan Oleh:
Ginanjar Wismaji A 420080 143 2008
Eka Winingsih A 420080 126 2008
Aditya Noor Cahya P A 420090 224 2009
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2010
A. JUDUL PROGRAM
Pemanfaatan Pewarna Alam Nabati sebagai Pewarna Alternatif untuk Pengamatan Mikroskopis Jaringan Tumbuhan.
B. LATAR BELAKANG
Biologi merupakan cabang ilmu pengetahuan alam yang mempelajari tentang kehidupan makhluk hidup dari tingkat molekuler hingga organisme. Kajian ilmu biologi tidak hanya sebatas teoritis dalam ruang kelas, tetapi juga kegiatan praktikum di laboratorium, misalnya mempelajari sel dan jaringan tanaman atau hewan.
Kajian biologi dalam tingkat sel (sitologi) maupun jaringan (histologi) tidak pernah lepas dari pengamatan secara mikroskopis. Analisis bentuk, ciri dan karakteristik sel menjadi pusat telaah cabang biologi tersebut. Beberapa sel atau jaringan hewan dan tanaman bersifat tembus cahaya, karena tidak ada atau hanya sedikit memiliki pigmen warna dalam selnya. Hal tersebut akan mempersulit pengamatan dan analisis komponen sel sekalipun di bawah mikroskop, karena komponen sel tersebut tidak mampu mengabsorbsi serta membiaskan cahaya. Oleh sebab itu, dalam pengamatan bagian-bagian sel/jaringan diperlukan proses pewarnaan dan fiksasi (Waluyo, 2008).
Pewarnaan akan mempermudah pengamatan sel atau jaringan di bawah mikroskop, sebab bahan pewarna (zat warna) mempunyai afinitas selektif terhadap organel sel. Akan tetapi, tidak semua organel sel mampu bereaksi dengan bahan pewarna yang sama, hal ini disebabkan adanya perbedaan komponen penyusun serta sifat setiap organel sel.
Penggunaan bahan pewarna dalam kegiatan praktikum dan pengamatan sel atau jaringan di dunia akademik, baik di tingkat SMP, SMA dan Perguruan Tinggi biasanya hanya bersifat terbatas. Hal ini dikarenakan harga zat warna kimia di pasaran cukup mahal, misalnya safranin yang harganya mencapai Rp.1.990.000,-/kemasan (25g), padahal dalam penggunaannya relatif sedikit dan bahan tersebut akan rusak dalam penyimpanan yang lama. Selain harga yang mahal safranin juga memiliki kelemahan, diantaranya adalah tidak mudah dalam penggunaannya dan sangat lambat dalam proses pewarnaan.
Eksplorasi untuk pemanfaatan bahan pewarna alternatif yang murah dan mempunyai afinitas tinggi terhadap komponen sel sangat penting guna menekan kendala yang terjadi dalam proses praktikum atau pengamatan sel dan jaringan tumbuhan. Bahan pewarna alternatif yang dapat digunakan adalah bahan pewarna dari alam. Bahan pewarna dari alam dapat diperoleh dari proses ekstraksi bagian-bagian tanaman seperti buah, biji, daun, kulit kayu, atau kelopak bunga. Berdasarkan permasalahan tersebut, kami menggunakan biji keluwak, kulit buah manggis, buah gendula-gendulu, daun jati muda, dan kulit buah kesumba sebagai pewarna alternatif dalam pengamatan preparat jaringan tumbuhan.
C. PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah yang ada, maka rumusan masalah yang dapat kami ajukan, yaitu sebagai berikut:
1. Apakah pewarna alam nabati dapat digunakan secara efektif sebagai pewarna alternatif dalam pengamatan preparat jaringan tumbuhan?
2. Bagaimana kualitas preparat mikroskopis jaringan tumbuhan dengan pewarna alam nabati?
D. TUJUAN
Tujuan yang ingin dicapai dari kegiatan penelitian ini, yaitu sebagai berikut:
1. Mengetahui apakah pewarna alam nabati dapat digunakan sebagai pewarna alternatif dalam pengamatan preparat jaringan tumbuhan.
2. Mengetahui bagaimana hasil pewarnaan preparat jaringan tumbuhan menggunakan pewarna alam nabati.
E. LUARAN YANG DIHARAPKAN
Artikel mengenai pewarna alternatif dari bahan alam nabati yang memiliki afinitas tinggi dan memberikan nilai kontras yang baik dalam pengamatan jaringan tumbuhan.
F. KEGUNAAN
Hasil penelitian ini diharapkan mampu memberikan manfaat atau kontribusi :
1. Mendapatkan bahan pewarna alternatif untuk pewarnaan preparat jaringan tumbuhan dalam kegiatan praktikum/penelitian di sekolah dan Perguruan Tinggi, sehingga dapat memperlancar proses belajar mengajar.
2. Sebagai dasar pengembangan zat (agen) pewarna alami untuk kegiatan ilmiah.
3. Memperkaya inventaris pewarna alami nabati yang mudah diperoleh, mudah digunakan, dan murah harganya.
G. TINJAUAN PUSTAKA
1. Pewarnaan Preparat
Handari (1983), menyatakan bahwa zat warna merupakan suatu senyawa organik kompleks yang mempunyai pembawaan khusus yaitu warna yang dapat dipertahankan di dalam sel atau jaringan. Oleh karena itu, zat warna harus terdiri atas Chromophore) dan Auxohrome.
Zat-zat warna yang digunakan untuk pewarnaan sederhana umumnya bersifat alkalin (komponen kromofornya bersifat positif). Pewarnaan sederhana ini memungkinkan dibedakannya sel suatu jaringan dengan bermacam-macam tipe morfologi dari bahan-bahan lainnya yang ada pasca olesan yang diwarnai (Hadiotomo, 1990).
2. Pewarna Alam
Menurut Handari (1983), zat warna yang digunakan pengamatan mikroskopis menurut asalnya dibedakan menjadi dua, yaitu zat warna alami dan zat warna sintetis. Zat warna alam adalah zat warna yang diperoleh dari tumbuh-tumbuhan atau hewan, misalnya hematoxylin. Sedangkan zat warna sintetis adalah zat warna yang dibuat di pabrik.
Setiap tanaman dapat dijadikan sebagai sumber warna alam karena mengandung pigmen alam. Potensi ini ditentukan oleh intensitas warna yang dihasilkan dan sangat tergantung pada jenis coloring matter yang ada. Coloring matter adalah substansi yang menentukan arah warna dari zat warna alam dan merupakan senyawa organik yang terkandung dalam sumber zat warna alam . Satu jenis tumbuhan dapat mengandung lebih dari satu coloring matter (Anonim , 2002 ).
Penelitian-penelitian selama ini belum mengungkapkan informasi yang lebih luas tentang potensi kandungan pigmen, cara ekstraksi yang tepat dan aman untuk masing-masing pigmen yang ditemukan, karakterisasi pigmen tersebut, serta aplikasinya. Informasi tentang stabilitas warna akibat penambahan tersebut dengan perbedaan pH, suhu pemanasan media, tingkat kelarutan pada suhu tertentu dan kondisi penyimpanannya (Anonim, 2007). Pada penelitian ini, kami akan menggunakan pewarna alami yang bersumber dari biji keluwak, kulit buah manggis, buah gendula-gendulu (Breynia sp), daun jati muda, dan kulit buah kesumba.
Menurut Hakim dkk (1999), zat warna alam terdistribusi hampir dalam semua jaringan tumbuhan, mulai dari akar, batang, kulit, buah, dan bunga. Menurut Hastuti (2009), bunga kesumba memberikan warna merah kekuningan, buah gendula-gendulu (Breynia sp) memberkan warna ungu, dan ekstrak daun jati memberikan warna merah pada apusan preparat. Lestari, dkk (2001) menambahkan bahwa buah manggis dapat memberikan warna ungu-hitam, sedangkan buah keluwek memberikan warna hitam dan kelopak bunga rosella akan memberikan kenampakan warna merah.
Berdasarkan hasil penelitian Dewi (2009) mengenai ekstrak Breynia sp dan akar rimpang kuyit terhadap pengamatan microskopis pembelahan inti sel akar bawang merah, menujukan hasil yang sangat bagus. Proses pembelahan inti (mitosis) Alium cepa juga dapat diamati dengan metode pewarna dari alam ini.
3. Tanaman Penghasil Warna Alam
a. Keluwek (Pangium edule)
Tanaman Pangium edule memiliki tinggi hingga 40 m dengan diameter batang 2,5 m, mulai berbuah di awal musim hujan pada umur 15 tahun dengan jumlah 300 biji di setiap pohonnya. Biji keluwek, keluwek, keluak, atau kluak (Pangium edule Reinw) adalah tumbuhan berbentuk pohon yang tumbuh liar atau setengah liar. Orang Sunda menyebutnya picung atau pucung. Biji keluwek dipakai sebagai bumbu dapur masakan Indonesia yang memberi warna hitam pada rawon, daging bumbu keluwek, brongkos, serta sup konro. Bijinya, yang memiliki salut biji yang bisa dimakan, bila mentah sangat beracun karena mengandung asam sianida dalam konsentrasi tinggi. Bila dimakan dalam jumlah tertentu menyebabkan pusing (Bagus, 2009).
b. Kulit Buah Manggis
Manggis (Garcinia mangostana L.) adalah sejenis pohon hijau abadi dari daerah tropika yang diyakini berasal dari Kepulauan Nusantara, tumbuh hingga mencapai 7 sampai 25 meter. Buahnya juga disebut manggis, berwarna merah keunguan ketika matang, meskipun ada pula varian yang kulitnya berwarna merah. Buah manggis dalam perdagangan dikenal sebagai "ratu buah", sebagai pasangan durian, si "raja buah". Manggis berkerabat dengan kokam, asam kandis dan asam gelugur, rempah bumbu dapur dari tradisi boga India dan Sumatera (Anonim,2002).
c. Gendula-gendulu (Bryenia sp.)
Ekstrak buah Bryenia sp didapat dari tanaman Breynia sp. Breynia sp merupakan tanaman yang termasuk ke dalam familia Euphorbiaceae, tumbuh di dataran rendah sampai dengan 120 meter di atas permukaan laut.. Tanaman Breynia sp termasuk golongan perdu, tinggi 2-5 meter, batang berkayu, bulat, bekas daun tampak jelas, tegak, daun muda berwarna hijau dan setelah tua berwarna cokelat kehijauan. Daun majemuk, bulat telur, ujung runcing, pangkal tumpul, tepi rata, panjang 1-6 cm, lebar 1-4 cm, pertulangan menyirip, warna hijau. Bunga majemuk bentuk payung di ketiak daun, mahkota bulat telur, warna ungu. Buah buni, bulat, beruang tiga, berdiameter kurang lebih 1,5 mm warnanya hijau saat masih muda dan ketika masak menjadi ungu kehitam-hitaman (Anonim, 2009).
d. Daun Jati (Tectonia grandis)
Tanaman jati selain penggunaanya secara teknis juga memiliki sifat ilmu kedokteran. Bunga dapat digunakan sebagai obat bronchitis, biliousness dan obat untuk melancarkan serta membersihkan kantung kencing. Bagian buah dan benihnya dapat digunakan sebagai bahan obat diuritik. Adapun ekstrak daunnya dapat menghambat kinerja bakteri tuberkulosa. Selain berfungsi sebagai bahan obat, ekstrak daun jati yang berwarna merah dapat digunakan sebagai bahan pewarna kain
(Sumarna, 2005).
H. METODE PELAKSANAAN
1. Waktu dan Tempat Penelitian
a. Waktu Penelitian :
Penelitian akan dilaksanakan selama 4 bulan .
b. Tempat Penelitian :
Laboratorium Mikroteknik Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Variabel Penelitian
a. Variabel Bebas : Jenis pewarna alami.
b. Variabel Tergantung : Kejelasan preparat dan kekontrasan warna jaringan tumbuhan.
3. Alat dan Bahan Penelitian
a. Alat
Dalam penelitian ini menggunakan alat-alat sabagai berikut: mikroskop, degglass, gelas obyek, alat penumbuk, spet, botol flakon, gelas ukur, kuas kecil, silet, pipet, pengaduk, kapas, tissue.
b. Bahan
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: biji keluwek, kulit manggis, buah Breynia sp, buah kesumba, pucuk daun jati, alkohol 70 %, akuades, gliserin, HCl, xylol, batang jagung, batang kacang tanah.
4. Cara Kerja
a. Tahap Persiapan
Pada tahap ini dilakukan kegiatan persiapan bahan dan persiapan administrasi. Kegiatan persiapan bahan ditujukan untuk mencari bahan-bahan yang dibutuhkan dalam kegiatan penelitian. Kegiatan administrasi ditujukan untuk mempersiapkan proposal peminjaman laboratorium mikroteknik FKIP Biologi Universitas Muhammadiyah Surakarta.
b. Tahap Pelaksanaan
Tahap pelaksanaan terdiri dari 4 langkah utama, yaitu:
1) Pengekstrakan Bahan Pewarna
Biji Keluwak, buah Breynia sp, kulit buah manggis, kulit buah kesumba, dan pucuk daun jati masing-masing diekstraksi dengan digerus atau diblender tanpa penambahan air (murni). Hasil gerusan diperas kemudian disaring menggunakan kertas saring sehingga diperoleh zat warna yang diinginkan. Selanjutnya pewarna yang sudah diperoleh tersebut disimpan dalam botol-botol flakon.
2) Tahap Pembuatan Preparat
a). Fiksasi Preparat
Proses fiksasi ditujukan untuk mengurangi kerusakan preparat pada saat pengirisan. Batang kacang tanah atau batang jagung dipotong 3 cm, kemudian irisan batang kacang tanah atau batang jagung tersebut direndam dalam larutan fiksatif (alcohol 70%) selama 24 jam.
b). Pemotongan
Pemotongan preparat dilakukan dengan teknik freehand section. Preparat yang telah difiksasi kemudian dipotong dengan menggunakan cutter (pemotongan preparat diusahakan setipis mungkin). Hasil pemotongan ditampung dalam petridisk yang berisi larutan alkohol 70%, selanjutnya potongan-potongan tersebut diambil dengan kuas dan diletakkan dalam botol flakon. Pemotongan dengan teknik freehand section ini untuk mengatasi permasalahan apabila di sekolah tidak mempunyai mikrotom sebagai alat pemotong preparat.
3) Tahap Pengujian Zat Warna
a). Pewarnaan Preparat
Potongan-potongan tipis yang sudah dimasukkan dalam botol-botol flakon kemudian diberi warna menggunakan pewarna yang sudah disiapkan dengan waktu pewarnaan sesuai faktor perlakuan dan ulangan.
b). Pengamatan Preparat
Diambil satu irisan yang telah diwarnai, kemudian diletakkan di atas gelas obyek, lalu ditutup dengan gelas penutup. Pengamatan dilakukan dengan mikroskop mulai dari perbesaran lemah hingga pembesaran yang kuat.
c). Analisa Hasil Uji
Preparat yang telah diamati kemudian dianalisis sesuai dengan parameter yang distandarkan, kemudian dimasukkan dalam data awal guna proses analisa lebih lanjut guna menyimpulkan zat warna yang paling baik untuk digunakan.
4). Dokumentasi
Pengambilan data dilakukan pada saat percobaan. Setiap kali pengamatan, data langsung diambil dan difoto serta dimasukkan ke dalam tabel data. Pengambilan foto menggunakan mikroskop kamera yang dimaksudkan untuk memperkuat data penelitian serta sebagai acuan dalam analisa data.
5. Rancangan Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola factorial dengan 2 faktor perlakuan yaitu :
Faktor 1 : Jenis pewarna (J)
J1 : Safranin (control) J4 : Perasan buah Breynia sp
J2 : Perasan Biji keluwak J5 : Perasan daun jati muda
J3 : Perasan kulit buah manggis J6 : Perasan buah kesumba
Faktor 2 : Lama pewarnaan (L)
L1 : 30’ L3 : 90’
L2 : 60’ L4 : 120’
Masing-masing perlakuan dengan 4 ulangan.
Tabel Rancangan Percobaan, sebagai berikut :
| Jenis pewarna alami (J) Lama Pewarnaan (L) | J1 | J2 | J3 | J4 | J5 | J6 |
| L1 | J1L1 | J2L1 | J3L1 | J4L1 | J5L1 | J6L1 |
| L2 | J1L2 | J2L2 | J3L2 | J4L2 | J5L2 | J6L2 |
| L3 | J1L3 | J2L3 | J3L3 | J4L3 | J5L3 | J6L3 |
| L4 | J1L4 | J2L4 | J3L4 | J4L4 | J5L4 | J6L4 |
2. Teknik Pengumpulan Data
Teknik dalam pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan dengan cara eksperimen. Eksperimen merupakan teknik atau pendekatan untuk mendapatkan data primer dengan mengamati secara langsung objek datanya dengan serangkaian percobaan-percobaan secara sistematis. Tujuan utamanya yaitu membuktikan efektifitas penggunaan zat pewarna alami serta menemukan lama pewarnaan yang tepat, sehingga menghasilkan nilai kontras dan afinitas yang baik terhadap jaringan (preparat).
3. Analisis Data
Proses analisa data disajikan dengan cara deskriptif kualitatif non stastistik, sebab data yang diperoleh dalam bentuk deskriptif dan nilai data tidak disajikan dalam bentuk grafik atau secara kuantitatif (nominal/angka). Data berupa tingkat kejelasan preparat dan tingkat kekontrasan warna yang telah diwarnai dengan kriteria sebagai berikut :
Kejelasan Preparat :
| No | Kriteria | Indikator |
| 1 | Sangat jelas | a. Apabila bagian-bagian jaringan dapat dibedakan dengan sangat jelas |
| 2 | Jelas | b. Apabila bagian-bagian jaringan dapat dibedakan dengan jelas |
| 3 | Tidak jelas | c. Apabila bagian-bagian jaringan tidak dapat dibedakan dengan jelas |
Kekontrasan Warna :
| No | Kriteria | Indikator |
| 1 | Sangat kontras | a. Apabila pewarna hanya terikat dengan sangat kuat pada bagian tertentu pada jaringan (tidak mewarnai semua jaringan) |
| 2 | Kontras | b. Apabila pewarna hanya terikat dengan kuat pada bagian tertentu pada jaringan (tidak mewarnai semua jaringan) |
| 3 | Tidak kontras | c. Apabila pewarna terikat pada semua jaringan (mewarnai semua jaringan) |
A. JADWAL KEGIATAN
| NO. | KEGIATAN | BULAN/MINGGU Ke- | |||||||||||||||||||
| I | II | III | IV | V | |||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 1 | Survei awal dan persiapan administrasi. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 2 | Persiapan alat-alat dan bahan. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 3 | Uji awal / Observasi. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 4 | Penelitian dan penggalian data. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 5 | Analisis data dan pembuatan laporan akhir. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2007. Perkembangan Penelitian Pewarna Alami. (http://ptp2007.wordpress.com/2007/11/13/perkembangan-penelitian-pewarna-alami/, diakses pada tanggal 3 September 2010).
Anonim . 2002 . Teknologi Pewarna Alam (http://www.pemdadiy.go.id/berita/article.php?sid=18&PHPSESSID=b77111f8d7a2cecd63608b29c68cc512, diakses pada tanggal 7 november 2010.
Anonim,2009. Buah Breynia sp. (http://www.aagos.ristek.go.id/, diakses pada tanggal 31 Agustus 2010).
Dewi, Rahayu Kurnia. Pengamatan Inti Sel Ujung Akar Allium cepa Menggunakan Pewarna Alternatif Buah Gendula – Gendulu (Breynia sp) dan Perasan Rimpang Kunyit (Curcuma domestica). Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Program Studi Biologi. Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dwidjoseputro, D. 1994. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta
Gupte, S. 1990. Mikrobiologi Dasar. Jakarta
Hadiotomo, Ratna Siri. 1990. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. Jakarta : PT Gramedia.
Hakim, E.H., dkk. 1999. Zat Warna Alami : Retrospek dan Prospek.. Disampaikan pada Seminar Bangkitnya Warna-Warna Alam. Yoyakata, 3 Maret 1999.Jurusan Kimia FMIPA. Bandung: ITB.
Handari, S. 1983. Metode Pewarnaan (Histologi & Histokimia). Jakarta: Bhatara Karya Aksara.
Hastuti, Asih. 2005. Efektivitas Penggunaan Ekstrak Buah Breynia sp dan Kuncup Daun Jati (Tectona grandis) Sebagai Alternatif Pengganti Lugol Pada Kegiatan Praktikum Pengamatan Mikroskopis Protozoa. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Program Studi Biologi. Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Lestari, K.W.F, dkk. 2001. Penelitian Pemanfaatan Tumbuhan .Tumbuhan Sebagai Zat Warna Alam. Yogyakarta: Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Kerajinan dan Batik.
Sumarna, Y. 2005. Budidaya Jati. Jakarta: Penebar Swadaya.
Waluyo, Lud. 2007. Mikrobiologi Umum. Malang: UMM Press
