Biologi
KARBOHIDRAT DALAM TANAMAN
posporilasi dengan ATP menjadi ADP glukosa kemudian menjadi pati dan ADPG, glukosa 1P diposporilasi dengan UTP menjadi UDP glukosa lalu menjadi amilum (Noogle dan Fritz,1989). Menurut Hopkins (1995), pembentukan karbohidrat terjadi pada tempat dimana cahaya menyinari bagian hijau karena bagian tersebut mengandung klorofil. Kehadiran karbohidrat dapat diketahui dari reaksi dari iodium-amilum. Amilum terdiri dari campuran amilosa dan amilopektin. Amilosa bereaksi dengan Iod (I) menghasilkan perubahan warna komplek merah ungu. Warna ini ditimbulkan oleh ikatan lemah diantara molekul pati/amilum dan Iod. Proses pembentukan amilum melalui fotosintesis adalah sebagai berikut :
Transformasi karbohidrat itu dipengaruhi oleh beberapa faktor luar. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap penyusunan amilum menurut Dwijoseputro (1994) diantaranya :
1. Temperatur
Temperatur yang rendah itu mempunyai pengaruh baik bagi pengubahan amilum menjadi gula. Pengubahan gula manjadi amilum terjadi pada temperatur sedang yaitu 200C sampai 300C.
2. Pengaruh air
Daun yang layu di dalamnya banyak terdapat amilum terubah menjadi gula sukrosa dan beberapa monosakarida. Persediaan air yang agak berlebihan menambah kegiatan penyusunan amilum.
3. Konsentrasi ion-ion H+
Perubahan pH membawa perubahan kegiatan enzim. Enzim akan bekerja berlawanan jika lingkungannya mengalami perubahan pH. Pada pH di atas 7 banyak terbentuk gula sedang gula akan terbentuk menjadi amilum lagi jika pH turun sampai di bawah 7.
4. Konsentrasi gula
Keseimbangan antara persediaan gula dan persediaan amilum terdapat di dalam sel. Pembentukan amilum itu tampak giat karena pembentukan gula yang yang giat. Pada malam hari sebagian dari amilum ada yang diubah menjadi gula sekedar untuk menjaga ketetapan konsentrasi.
5. Keadaan pH
6. Intensitas sinar
Hopkins (1995), menyatakan bahwa pembentukan karbohidrat terjadi pada tempat dimana cahaya menyinari bagian yang hijau karena bagian tersebut mangandung klorofil. Kahadiran karbohidrat dapat diketahui dari Iodin-Amilum. Bagian daun yang tertutup ketas alumunium foil dan dikenai sinar matahari, maka setelah dimasukkan dalam alkohol panas dan aquades panas, kemudian ditetesi larutan iodin, maka bagian tersebut tidak akan terbentuk warna ungu, tetapi bagian yang tidak ditutupi nampak berwarna ungu. Dwijoseputro (1986), menggambarakan hubungan antara amilum dan I-KI dalam reaksi berikut:
C5H8O4 + I – KI C5H8O4 + I5- + KI
Pembentukan pati terjadi melalui suatu proses yang melibatkan sumbangan berulang unit glukosa dari gula nukleotida serupa dengan UDPG yang disebut adenosin difosfoglukosa (ADPG). Pembentukan ADPG berlangsung dengan menggunakan ATP dan glukosa 1-p. Tentunya warna pada daun yang diuji seharusnya berwarna coklat iodin, sedangkan pada daun yang digunakan sebagai kontrol akan berwarna lebih gelap. Hal ini karena daun yang di beri perlakuan tidak menghasilkan amilum sehingga tidak menimbulkan warna ungu (Dwijosapoetro, 1994).
Amilum disusun di dalam kloroplas dan juga di dalam leukoplas sebagai tempat untuk menyimpan. Penyusunan amilum memerlukan bahan berupa glukosa-1-pospat serta bantuan enzim berupa posporilase amilum. Molekul glukosa-1-pospat dapat digandeng-gandengkan dengan pertolongan posporilase ini. Pada penggandengan itu terlepaslah molekul pospat (Dwidjoseputro, 1994).
Praktikum mengenai uji karbohidrat dalam tanaman digunakan daun bayam (Amaranthus spinosus) yang sebagian ditutup dengan alumunium foil untuk mencegah adanya sinar matahari yang mengenai klorofil agar tidak fotosintesis. Bagian yang tidak terkena sinar tidak akan menghasilkan amilum, sedangkan bagian yang tidak ditutup alumunium foil/daun kontrol akan menghasilkan amilum. Setelah daun dibiarkan selama beberapa jam di bawah terik matahari, kemudian daun direbus alkohol. Hal ini bertujuan untuk melarutkan klorofil yang ada pada daun, namun amilum yang ada tidak akan ikut larut karena amilum tidak dapat larut oleh alkohol. Ternyata daun berubah warna menjadi lebih transparan atau kekuningan. Dwijoseputro (1994) menyatakan bahwa setelah semua klorofil larut, semua bagian daun ditetesi I-KI maka, warna daun yang semula transparan akan berubah menjadi ungu gelap. Hal ini menandakan adanya amilum pada daun tersebut, karena reaksi iodium dalam amilum menimbulkan warna biru kehitam-hitaman. Sedangkan pada daun yang ditutup alumunium foil akan berwarna coklat. Namun dalam percobaan tidak dihasilkan warna ungu. Hal ini dikarenakan larutan IKI yang dipakai sudah tidak berfungsi.
Menurut Salisbury dan Ross (1992) pembentukan pati atau amilum terjadi terutama melalui satu proses yang melibatkan sumbangan berulang unit glukosa dari gula nukleotida serupa dengan UDPG yang disebut adenosin difosfoglukosa (ADPG). Pembentukan ADPG berlangsung dengan menggunakan ATP dan glukosa 1-fosfat di kloroplas dan plastid lainnya. Reaksi berikut merangkum pembentukan pati dari ADPG :
ADP + amilosa kecil (unit n-glukosa) → amilosa (lebih besar dengan unit n+1glukosa) + ADP.
Menurut Lakitan (2000) karbohidrat yang terbentuk pada tumbuhan dalam bentuk pati atau amilum. Pembentukan amilum pada umumnya berlangsung melalui proses yang sama secara berulang-ulang dengan menggunakan glukosa dari gula nukleosida yang mirip UDPG yang disebut sebagai Adenosin Difosfat (ADPG). Pembentukan ADPG berlangsung dalam kloroplas atau plastida lainnya menggunakan Atp dan glukosa-1-p :
(n-glukosa) amilosa → (n+1 glukosa) amilosa
ADPG → ADP
Pembentukan pati terjadi melaui suatu proses yang melibatkan sumbangan berulang unit glukosa dari gula nukleotida serupa dengan UDPG yang disebut adenosin difosfoglukosa, ADPG. Pembentukan ADPG berlangsung dengan menggunakan ATP dan glukosa-1-fosfat di kloroplas dan plastid. Molekul amilosa yang sedang tumbuh dengan unit glukosa yang mempunyai gugus reaksi C-4 pada ujungnya, bergabung dengan C-1 glukosa yang ditambahkan dari ADPG. Pati sintetase, yang mengkatalisis reaksi tersebut diaktifkan oleh K+. Cabang pada amilopektin antara C-6 pada rantai utama dan C-1 pada rantai cabang dibentuk oleh berbagai isoenzim dari beberapa enzim yang secara ringkas disebut enzim percabangan atau enzim Q. Tingkat cahaya yang tinggi dan siang hari yang panjang, menguntungkan fotosintesis dan translokasi karbohidrat. Sehingga menyebabkan penimbunan satu atau lebih butir pati di kloroplas dan penyimpanan pati di amiloplas. Pembentukan pati di kloroplas diuntungkan oleh cahaya terang, sebab enzim yang membentuk ADPG secara alosetrik diaktifkan oleh 3-PGA dan dihambat secara alosetrik Pi (Preiss). Kandungan 3-PGA agak meningkat saat terang sewaktu penambahan CO2 terjadi, tapi kandungan Pi agak turun karena ditambah ADP untuk membentuk ATP selama fosforilasi fotosintesis (Salisbury & Ross,1992).
Tanaman jika pada bulan-bulan yang dingin, konsentrasi gula tinggi sedangkan kadar amilum menyusut, bulan-bulan panas keadaan itu berkebalikan. Persediaan air yang berlabihan menambah kegiatan penyusunan amilum. Perubahan pH membawa perubahan kegiatan enzim. pH 7 merupakan pH optimal untuk pembentukan gula, sedang gula akan terbentuk menjadi amilum jika pH sampai dibawan 7 (Kimball, 1989).
Bahan-bahan yang digunakan untuk mengetahui adanya amilum dalam daun diantaranya alkohol, larutan I-KI, aquades. Alkohol berfungsi untuk melarutkan klorofil sedangkan larutan I-KI berfungsi sebagai indikator adanya amilum dan aquades berfungsi sebagai pencuci.