KLOROFIL DAN PENYEBARANNYA DI PERAIRAN

Istilah klorofil berasal dari bahasa Yunani yaitu Chloros artinya hijau dan phyllos artinya daun. Ini diperkenalkan tahun 1818, dimana pigmen tersebut diekstrak dari tumbuhan dengan menggunakan pelarut organik. Hans Fischer peneliti klorofil yang memperoleh nobel prize winner pada tahun 1915 berasal dari technishe hochschule, munich germany.

Klorofil adalah pigmen pemberi warna hijau pada tumbuhan, alga dan bakteri fotosintetik. Senyawa ini yang berperan dalam proses fotosintesis tumbuhan dengan menyerap dan mengubah tenaga cahaya menjadi tenaga kimia.




Dalam proses fotosintesis, terdapat 3 fungsi utama dari klorofil yaitu memanfaatkan energi matahari, memicu fiksasi CO2 menjadi karbohidrat dan menyediakan dasar energetik bagi ekosistem secara keseluruhan. Dan karbohidrat yang dihasilkan fotosintesis melalui proses anabolisme diubah menjadi protein, lemak, asam nukleat dan molekul organik lainnya.

Klorofil menyerap cahaya berupa radiasi elektromagnetik pada spektrum kasat mata (visible). Misalnya, cahaya matahari mengandung semua warna spektrum kasat mata dari merah sampai violet, tetapi seluruh panjang gelombang unsurnya tidak diserap dengan baik secara merata oleh klorofil. Klorofil dapat menampung energi cahaya yang diserap oleh pigmen cahaya atau pigmen lainnya melalui fotosintesis, sehingga klorofil disebut sebagai pigmen pusat reaksi fotosintesis. Dalam proses fotosintesis tumbuhan hanya dapat memanfaatkan sinar dengan panjang gelombang antara 400-700 nm (Gobel dkk., 2006).

Pada tanaman tingkat tinggi ada 2 macam klorofil yaitu klorofil-a (C55H72O5N4Mg) yang berwarna hijau tua dan klorofil-b (C55H70O6N4Mg) yang berwarna hijau muda. Klorofil-a dan b paling kuat menyerap cahaya di bagian merah (600-700 nm), sedangkan yang paling sedikit cahaya hijau (500-600 nm) (Gobel dkk., 2006). Sedangkan cahaya berwarna biru dari spektrum tersebut diserap oleh karotenoid.

Karotenoid ternyata berperan membantu mengabsorpsi cahaya sehingga spektrum matahari dapat dimanfaatkan dengan lebih baik. Energi yang diserap karotenoid diteruskan kepada klorofil-a untuk diserap digunakan dalam proses fotosintesis, demikian pula dengan klorofil-b.

Faktor Penentu Penyebaran Klorofil

Konsentrasi klorofil-a suatu perairan sangat ditentukan oleh intensitas cahaya dan keberadaan nutrien. Perairan laut tropis pada umumnya memiliki kandungan klorofil-a rendah karena keterbatasan nutrien dan kuatnya stratifikasi kolom air. Tubawaloni (2007) menyatakan bahwa stratifikasi kolom air disebabkan oleh pemanasan permukaan perairan yang hampir sepanjang tahun. Selanjutnya bahwa berdasarkan pola persebaran klorofil-a secara musiman maupun spasial, dibeberapa bagian perairan dijumpai kosentrasinya yang cukup tinggi. Hal ini disebabkan karena terjadinya pengkayaan nutrien pada lapisan permukaan perairan melalui berbagai proses dinamika massa air, diantaranya upwelling, percampuran vertikal massa air serta pola pergerakkan massa air, yang membawa massa air kaya nutrien dari perairan sekitarnya.

Klorofil-a dipermukaan perairan dikelompokkan ke dalam tiga kategori yaitu rendah, sedang dan tinggi dengan kandungan klorofil-a secara berturut-turut <0,07; 0,07-0,14 dan >0,14 mg/m3 (Hatta, 2002). Ditambahkan Legender (1983) bahwa kandungan klorofil dengan kisaran 0,07 mg/m3 termasuk rendah, dimana klorofil tersebut sangat dipengaruhi oleh cahaya, oksigen dan karbohidrat.

Perairan laut tropis merupakan perairan yang jernih dan cahaya matahari menyinari hampir sepanjang tahun serta memungkinkan tersedianya cahaya pada permukaan perairan. Menurut Matsuura et al. (1997) dalam Tubawalony (2007) bahwa sebaran konsentrasi klorofil bagian atas lapisan tercampur sangat sedikit dan konsentrasinya mulai meningkat menuju bagian bawah dari lapisan tercampur dan menurun secara drastis pada lapisan termoklin, hingga tidak ada lagi klorofil-a pada lapisan di bawah termoklin.

Peristiwa upwelling di perairan lepas dan khatulistiwa juga sangat berperan dalam mendukung ketersediaan nutrien pada lapisan permukaan. Ini dihasilkan melalui proses pengangkatan massa air di kedalaman, sehingga konsentrasi klorofil-a dan laju produktivitas primer meningkat. Penelitian Matsuura et al. (1997) dalam Tubawalony (2007) di Timur Laut Samudera Hindia mendapatkan konsentrasi klorofil-a maksimum pada kedalaman 75-100 meter. Sedangkan di Samudera Pasifik, sebaran klorofil umumnya memiliki karakteristik homogen (hampir sama) dimana konsentrasi maksimum dijumpai pada kedalaman 40-60 meter dengan nilai rata-rata 0,30 dan 0,35 mg/m3.

Aplikasi Klorofil

Keberadaan klorofil yang melimpah di alam, tidak hanya terbatas kemampuannya dalam proses fotosintesis, melainkan berpotensi pula sebagai alternatif sumber bahan baku industri makanan, obat-obatan dan agen lingkungan yang bernilai ekonomis.

Selain itu, klorofil berperan juga sebagai desinfektan dan antibiotik dalam dunia kesehatan. Klorofil membersihkan jaringan-jaringan tubuh yang sakit dan mengeluarkannya dari tubuh beserta bakteri dan parasit yang ada dalam jaringan yang sakit. Klorofil mengeluarkan racun-racun kimia sintesis, seperti asam boraks dan formalin. Peneliti kesehatan menemukan bahwa klorofil berpotensi dijadikan penanda (sensitizer) dalam terapi penyakit kanker. Ini didasarkan bahwa struktur kimia klorofil memiliki kemiripan dengan struktur kimia darah, serta kemampuannya dalam membangkitkan oksigen tunggal yang menghambat perkembangan sel kanker.

Prosedur Penentuan Klorofil-a

Sifat kimia klorofil-a adalah tidak dapat larut dalam air, melainkan larut dalam aseton, alkohol dan benzena sehingga untuk pengukuran klorofil-a harus dilarutkan dalam aseton dan disaring dengan kertas miliphore.

Prosedur penentuan klorofil-a yaitu sampel disaring dengan pompa vakum sebanyak 1000 ml, klorofil yang tertinggal di kertas saring dilarutkan dengan aseton 96% sebanyak 10 ml (GFC 1 mikron). Hasil larutan dan kertas saring disentrifuge selama 30 menit, kemudian larutan yang jernih dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Selanjutnya meletakkan pengukuran dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 664, 647 dan 630 nm. Pada setiap pengukuran panjang gelombang 750 nm mencatat nilai absorbansinya kemudian melakukan perhitungan dengan rumus :

(11,48xE664)-(1,54xE647)-(0,08xE630)x Ve
Klorofil-a = __________________________________
Vs x d

Dimana : Ve = Volume ekstrak aseton; Vs = Volume contoh air yang disaring; d = Lebar diameter biuret; E664 = ABS664-ABS750; E647 = ABS647-ABS750; E630 = ABS630-ABS750.


Referensi :

1. Gobel, R.B., E. Johannes dan A.I. Latunra. 2006. Biologi Dasar. Program TPB-UNHAS. Makassar.

2. Hatta, M. 2002. Hubungan Antara Klorofil-a dan Ikan Pelagis. IPB, Bogor.

3. Legender, L. 1983. Numerical Ecology. Elveries Scientifik Publishing Camphony.

4. Muththalib, A. 2004. Laporan Produktivitas dan Kesuburan Perairan Tambak Tradisional. FIKP-UNHAS. Makassar.

5. Tubawalony, S. 2007. Produktivitas Primer Perairan. IPB, Bogor.