Category Archives: Metabolisme skunder

MSG dan Pertumbuhan Tanaman

Perlakuan penambahan AJI-NO-MOTO® pada tanaman telah dilakukan oleh banyak orang. Pada beberapa hari yang lalu saya membaca blog Siti Fatimah Ahmad yang berasal dari Serawak, Malaysia.Blog tersebut mengulas bagaimana AJI-NO-MOTO® diaplikasikan pada tanaman hias. Hasilnya sungguh menggembirakan, terdapat banyak keunggulan tanaman dengan diaplikasikan AJI-NO-MOTO®. Seperti kita ketahui bersama AJI-NO-MOTO® adalah merek dagang untuk produk yang di dalam komposisinya terdapat senyawa monosodium glutamat atau sodium glutamat (MSG). Produsen industri makanan memasarkan dan menggunakan MSG sebagai penguat cita rasa karena zat ini meningkatkan cita rasa makanan. Nama dagang untuk monosodium glutamat selain AJI-NO-MOTO®, adalah Vetsin, dan Ac’cent.

download (1)
Kristal Monosodium Glutamat (sumber : wikipedia)

Kristal MSG

Monosodium glutamat merupakan garam natrium dari asam glutamat yang merupakan salah satuasam amino non-esensial paling berlimpah yang terbentuk secara alami. Bahkan pengawasan obat dan makanan Amerika serikat atau Food and Drug Administration A.S. mengklasifikasikan MSG sebagai Generally Recognized as Safe (GRAS) atau secara umum diakui aman, bahkan Uni Eropa mengklasifikasikannya sebagai zat tambahan makanan yang diberi kode HS 29224220 dan Nomor EC E621. Selain itu Food Standards Australia New Zealand (FSANZ) menyatakan MSG juga aman dengan pemakaian pada dosis tertentu.

 

Bagaimana asal muasal MSG ?

Profesor Kikunae Ikeda (1908) mengisolasi asam glutamat sebagai bahan baku rasa baru dari ganggang laut Laminaria japonica. Untuk memverifikasi bahwa glutamat yang terionisasi merupakan penyebab rasa umami (rasa baru hasil ekstrak ganggang laut), Profesor Ikeda mempelajari kombinasi sifat rasa garam glutamat seperti kalsium, kalium, dan magnesium glutamat. Semua garam menghasilkan rasa umami. Di antara penggunaan garam-garam tersebut, sodium glutamat adalah yang paling mudah larut, sedap, dan mudah dikristalkan. Profesor Ikeda menamai produk ini monosodium glutamat dan mengajukan paten untuk membuat MSG. Suzuki bersaudara memulai produksi MSG komersial pada tahun 1909 sebagai AJI-NO-MOTO® yang artinya intisari rasa.

Sifat Kimia Asam Glutamat

Asam glutamat termasuk asam amino yang bermuatan polar. Ini terlihat dari titik isoelektriknya yang rendah, yang menandakan ia sangat mudah menangkap elektron  atau bersifat asam menurut Lewis. Tentunya masih ingat penggolongan asam basa menurut lewis. Asam adalah spesi yang mampu menerima pasangan elektron.

Asam glutamat dapat diproduksi sendiri oleh tubuh manusia dan bersifat essensial. Asam glutamat adalah salah satu asam amino yang dianggap sebagai neurotoksin, Hal ini karena ketika asam glutamat diberikan sebagai asupan melalui mulut kepada hewan menunjukan pengaruh pada bagian otak hipotalamus. Ion glutamat merangsang beberapa tipe saraf yang ada di lidah manusia. Sifat kimia ini yang dimanfaatkan oleh industri makanan khususnya penyedap. Garam turunan dari asam glutamat, yaitu MSG  sangat dikenal sebagai penyedap makanan baik di Indonesia maupun Asia Timur.

download
Struktur kimia asam glutamat, glutamat, dan monosodium glutamat

Produksi MSG sebagai bahan penguat cita rasa

Dari awal ditemukannya MSG telah diproduksi dengan tiga metode, yaitu :

  1. reaksi hidrolisis protein nabati dengan asam hidroklorida untuk memutuskan ikatan peptida (1909 -1962). Reaksi ini dilakukan pada gluten gandum. Namun karena permintaan akan MSG semakin meningkat maka dikembangkanlah proses lainyya yaitu sintesis kimia dan fermentasi.
  2. sintesis kimia langsung dengan akrilonitril (1962 – 1973) dikenal dengan sintesis pertama MSG yang dilakukan industri makanan.
  3. fermentasi bakteri merupakan metode yang palin banyak digunakan saat ini. Reaksi fermentasi yang dilakukan sebenarnya sama dengan reaksi fermentasi pada anggur, cuka, yoghurt dengan penambahan natrium (Na) pada tahap netralisasi. Bakteri yang digunakan dari jenis coryneform bacteria. Produksi glutamat dilakukan dengan mengkonversi bahan yang mengandung gula seperti gula bit, gula tebu, tapioka atau molase.

Wujudnya akhir dari MSG yang dibuat berupa serbuk kristal berwarna putih dan tidak berbau yang dalam larutan terdisosiasi menjadi glutamat dan natrium. Bahan ini sangat mudah larut dalam air, tetapi tidak bersifat higroskopis dan tidak larut dalam pelarut organik.

Bagaimana MSG berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman?

Seperti penjelasan sebelumnya MSG sangat mudah larut dan terdisasosiasi menjadi natrium dan glutamat. Natrium memang bukan merupakan elemen penting bagi tanaman, akan tetapi  dalam jumlah kecil dapat berfungsi sebagai mikronutrien khususnya dalam membantu metabolisme dan sintesis klorofil. Dalam beberapa tanaman, Natrium sebagai unsur alkali dapat digunakan pula sebagai pengganti kalium dan membantu dalam pembukaan dan penutupan stomata, yang membantu mengatur keseimbangan air internal.

Bagaimana jika tanaman kekurangan Natrium? kekurangan natrium tampaknya tidak menunjukkan gejala apapun karena bukan merupakan elemen penting, dan fungsinya bisa digantikan oleh Kalium. Bagaimana jika tanaman mendapatkan natrium yang berlebih? Apabila kita memberikan natrium dalam jumlah yang cukup besar maka akan menjadi lebih toksis bagi tanaman dan berakibat pada timbulnya gejala nekrosis, hampir sama dengan toksisitas yang disebabkan oleh  mikronutrien lainnya.

Asam glutamat merupakan senyawa organik golongan yang mengandung komponen nitrogen, dikenal sebagai salah satu jenis asam amino yang berfungsi sebagai hormon pertumbuhan yang mengontrol keseimbangan nutrisi sehingga terdapat keseimbangan dalam pertumbuhan organ pada tanaman. Asam glutamat dikenal dapat menstimulasi pertumbuhan pada tanaman tingkat tinggi dengan terlibat dalam sintesis klorofil. Sehingga tanaman akan tampak lebih hijau. Klorofil sangat berperan penting dalam reaksi fotosinttesis pada tanaman.

Penelitian yang telah dilakukan oleh Mazher et al. 2011 menunjukan bahwa penambahan asam glutamat hingga 200 ppm pada tanaman Codiaeum variegatum L. dapat meningkatkan bebeapa parameter pertumbuhan seperti tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, jumlah cabang, dan bobot kering dan basah tanaman yang dapat diamati pada tabel  3 di bawah ini.

Slide1

Hasil tersebut tidak mengherankan karena ternyata penambahan asam glutamat pun dapat meningkatkan penyerapan hara khususnya nitrogen, posfor, dan kalsium baik pada organ daun, batang maupun akar. Unsur unsur tersebut sangat pening dalam pertumbuhan tanaman yang dapat diamati pada tabel 6 di bawah ini.

Slide2

Selain berdampak pada pertumbuhan tanaman, penambahan asam glutamat juga dipercaya mampu menginduksi bunga. Gambar di bawah ini adalah padi yang telah diaplikasikan dengan asam glutamat (kanan) dan tidak (kiri). Asam glutamat dicampurkan ke dalam pupuk organik sehingga lebih mudah dalam pengaplikasiannya. Jelas terdapat perbedaan, pada tanaman dengan penambahan asam glutamat akan merangsang terbentuknya malai padi lebih cepat bila dibandingkan dengan tanaman padi yang tidak diberikan perlakuan. Hal ini sangat bermanfaat untuk mengoptimalkan karakter hasil beberapa tanaman budidaya.

Slide3
Tanaman padi yang telah diaplikasikan dengan asam glutamat (kanan) dan yang tidak (kiri)

Pada tanaman pukul 8 pagi yang diaplikasikan MSG oleh Mba Siti Fatimah Ahmad, kita dapat melihat perbedaannya. Tanaman dengan penambahan MSG menunjukan ukuran dan jumlah daun yang lebih banyak, tinggi tanaman dan lebar daun yang lebih besar serta bunga yang lebih indah. Hasil ini sejalan dengan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Namun penggunaan MSG tidak untuk ditambahkan sebagai pupuk utama, karena sebagai hormon pertumbuhan, asam glutamat bekerja hanya dalam jumlah sedikit. Kebutuhan nutrisi baik makro maupun mikro tetap dibutuhkan layaknya tanaman normal pada umumnya. Sehingga jangan sampai karena ingin memperoleh tanaman yang baik hanya ditambahkan MSG tanpa penggunaan pupuk dasar merupakan hal yang percuma.

msgfatima8kembang8pagi7
Taanaman pukul 8 pagi yang diberikan perlakuan MSG (kiri) dan tidak (kanan) oleh Siti Fatimah Ahmad. Sumber : Siti Fatimah Ahmad

Uji Fitokimia

Alkaloid
Uji alkaloid dilakukan dengan melarutkan sampel dalam beberapa tetes asam sulfat 2N kemudian diuji dengan menggunakan tiga pereaksi alkaloid yaitu pereaksi Dragendorff, pereaksi Meyer dan pereaksi Wegner. Hasil uji positif apabila terbentuk endapan putih kekuningan dengan pereaksi meyer, endapan kecoklatan dengan pereaksi Wagner dan endapan merah dengan menggunakan pereaksi Dragendorff.
Terpenoid
Sejumlah sampel dilarutkan dalam 2 ml kloroform dalam tabung reaksi, tambahkan 10 tetes anhidrida asetat dan 3 tetes H2SO4 pekat. Apabila terbentuk warna merah untuk pertama kali kemudian berubah menjadi biru dan hijau menunjukan reaksi positif.
Flavonoid
Sejumlah sampel ditambahkan 0.1 mg serbuk mg dan 0.4 ml amil alkohol (Campuran 37% HCl dengan 95% etanol dengan volume yang sama) dan 4 ml alkohol kemudian dikocok. Terbentuknya warna merah, kuning atau jingga menunjukan reaksi positif.
Saponin
Saponin dapat diketahui dengan uji busa air panas, busa yang stabil selama 30 menit dan tidak hilang pada saat penambahan 1 tetes HCl 2N menunjukan adanya saponin.
Tanin
Sejumlah sampel ditambahkan FeCl3 kemudian campuran dihomogenkan. Reaksi positif ditunjukan dengan terbentuknya warna merah pada campuran.
Fenol
Sejumlah 1 gram sampel diekstrak dengan menggunakan 20 ml etanol 70%. Ekstrak diambil sebanyak 1 ml kemudian ditambahkan 2 tetes larutan FeCl3 5%. Reaksi positif ditunjukan dengan terbentuknya warna hijau atau hijau kebiruan.

Sumber :

Harborne JB. 1987. Phytochemical Method : A Guide to Modern Technique of Plant Analysis.

LIGNIN DEGRADATION IN WOOD-FEEDING INSECTS

LIGNIN DEGRADATION IN WOOD-FEEDING INSECTS
Geib SM, Filley TR, Hatcher PG, Hoover K, Carlson JE, Maria del MJG, Nakagawa-Izumi, Sleighter RL, dan Ming Tien

Pembahasan oleh: Dwi Kresnoadi, Qisthya Octa, Wihdatul Sa’adah, dan Ahmad Alkadri

Lignin adalah polimer non-struktural alami yang dapat ditemukan pada setiap jenis kayu, berfungsi dalam mengikat selulosa dan memberikan bentuk serta kekuatan bagi kayu. Sebagaimana kita ketahui, terdapat spesies-spesies serangga di alam yang mengkonsumsi kayu sebagai bahan utamanya. Sebagian besar dari mereka diketahui mencerna selulosa secara spesifik guna memperoleh energi mereka. Namun, dalam degradasi lignoselulosa kayu yang mereka makan, berbeda dengan selulosa, lignin masih belum diketahui dengan jelas proses lanjutan yang menimpanya. Apakah dia mengalami degradasi sebagaimana selulosa, ataukah tidak? Jika ya, maka bagaimana proses degradasinya?

Untuk mengetahuinya, dilakukan analisis terhadap isi perut dua jenis serangga pemakan kayu, yaitu Anoplophora glabripennis, yang memakan kayu yang masih sehat, serta Zootermopsis angusticollis, yang memakan kayu yang sudah mati. Analisis dilakukan dengan menggunakan C-TMAH dan Kromatografi. Setelah itu, dilakukan pula tes DNA terhadap isi perut tersebut, untuk mencari kehadiran organisme lain yang mungkin bisa berkontribusi dalam pendegradasian lignoselulosa, dalam hal ini lignin. Dari hasil percobaan, diketahui bahwa lignin terdegradasi melalui proses oksidasi rantai samping, hidroksilasi, dan demetilasi oleh enzim-enzim yang disekresi oleh kompleks jamur yang terdapat di dalam perut serangga tersebut. C-TMAH membuktikan kehadiran tiga produk hasil degradasi lignin tersebut, begitu pula dari Kromatografi. Hal ini menunjukkan bahwa lignin benar-benar terdegradasi dalam perut serangga pemakan kayu.

THE EXPLAINED VARIATION BY LIGNIN AND EXTRACTIVE CONTENT ON HIGHER HEATING VALUE OF WOOD

Komponen makromolekul utama  dinding sel  adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang terdapat pada semua jenis kayu. Proporsi dan komposisi kimia lignin dan hemiselulosa dalam softwood dan hardwood berbeda, sementara selulosa merupakan komponen yang seragam dari semua jenis kayu.

Ekstraktif adalah kelompok zat heterogen  yang dapat diekstraksi dari kayu dengan menggunakan pelarut polar dan non polar. Ekstraktif terdiri dari berbagai senyawa organik seperti lilin, alkaloid, protein, fenolat sederhana dan kompleks, gula sederhana, pektin, lendir, resin,senyawa terpen, pati, glikosida, saponin, dan minyak.

Lignin adalah zat fenolik yang terdiri dari ikatan tidak teratur unit hidroksil-metoksi yang tersubstitusi fenilpropana. Prekursor biosintesis lignin adalah p-coumarilalkohol, conyferyl alkohol, dan alkohol sinapyl. p-coumaril alkohol adalah prekursor  minor dari  lignin softwood dan hardwood. Conyferyl alkohol adalah prekursor utama dari lignin softwood, dan juga prekursor lignin hardwood. Sinapyl alcohol adalah prekursor lignin hardwood. Lignin memberikan kontribusi untuk peningkatan sifat kekuatan mekanik seperti ketinggian pohon. Lignin memainkan peran penting sebagai bahan baku dalam produksi bioproducts dan biofuel (bahan bakar).

Nilai kalor tinggi (HHV) adalah nilai absolut dari  energi pembakaran spesifik yang dinyatakan dalam satuan joule untuk satuan massa dari biofuel  solid yang  dibakar dengan oksigen dalam kalorimeter  bom dibawah kondisi tertentu. Produk pembakaran terdiri dari oksigen, nitrogen, karbon dioksida, sulfur dioksida, dan uap air . Tillman menemukan hubungan linear antara HHV dan kandungan karbon. HHV untuk ekstraktif, lignin dan holosellulose  menyatakan kandungan karbonnya. Ekstraktif yang tinggi memiliki nilai kalor yang lebih tinggi.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis kandungan lignin dan kandungan ekstraktif 17 bahan kayu yang berkorelasi dengan nilai kalor tinggi (HHV). Penelitian ini dilakukan menggunakan bahan dalam bentuk pelet kayu untuk penentuan karakteristik bahan bakar.

THE EXPLAINED VARIATION BY LIGNIN AND EXTRACTIVE CONTENT ON HIGHER HEATING VALUE OF WOOD

Komponen makromolekul utama  dinding sel  adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang terdapat pada semua jenis kayu. Proporsi dan komposisi kimia lignin dan hemiselulosa dalam softwood dan hardwood berbeda, sementara selulosa merupakan komponen yang seragam dari semua jenis kayu.

Ekstraktif adalah kelompok zat heterogen  yang dapat diekstraksi dari kayu dengan menggunakan pelarut polar dan non polar. Ekstraktif terdiri dari berbagai senyawa organik seperti lilin, alkaloid, protein, fenolat sederhana dan kompleks, gula sederhana, pektin, lendir, resin,senyawa terpen, pati, glikosida, saponin, dan minyak.

Lignin adalah zat fenolik yang terdiri dari ikatan tidak teratur unit hidroksil-metoksi yang tersubstitusi fenilpropana. Prekursor biosintesis lignin adalah p-coumarilalkohol, conyferyl alkohol, dan alkohol sinapyl. p-coumaril alkohol adalah prekursor  minor dari  lignin softwood dan hardwood. Conyferyl alkohol adalah prekursor utama dari lignin softwood, dan juga prekursor lignin hardwood. Sinapyl alcohol adalah prekursor lignin hardwood. Lignin memberikan kontribusi untuk peningkatan sifat kekuatan mekanik seperti ketinggian pohon. Lignin memainkan peran penting sebagai bahan baku dalam produksi bioproducts dan biofuel (bahan bakar).

Nilai kalor tinggi (HHV) adalah nilai absolut dari  energi pembakaran spesifik yang dinyatakan dalam satuan joule untuk satuan massa dari biofuel  solid yang  dibakar dengan oksigen dalam kalorimeter  bom dibawah kondisi tertentu. Produk pembakaran terdiri dari oksigen, nitrogen, karbon dioksida, sulfur dioksida, dan uap air . Tillman menemukan hubungan linear antara HHV dan kandungan karbon. HHV untuk ekstraktif, lignin dan holosellulose  menyatakan kandungan karbonnya. Ekstraktif yang tinggi memiliki nilai kalor yang lebih tinggi.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis kandungan lignin dan kandungan ekstraktif 17 bahan kayu yang berkorelasi dengan nilai kalor tinggi (HHV). Penelitian ini dilakukan menggunakan bahan dalam bentuk pelet kayu untuk penentuan karakteristik bahan bakar.

Oleh : ADE EVAN ERVIANA G44080083, IIS ISMAWATI G44090009, YUSNI NUR AMALINA G44090027, ANITA PURNAMASARI G44090077