Sifat Fisik dan Kimia Buah Manggis

kecil 1µgcm 2 , akibatnya efek penyemprotan kalsium ke buah sangat terbatas, dan peningkatan Ca total buah tidak lebih dari 0.1-0.5mg100gr bobot buah basah. Hal inilah yang menyebabkan kalsium total tidak meningkat secara signifikan Gambar 9. Gambar 9 Efek 4 kali penyemprotan kalsium klorida CaCl 2 dan kalsium hidroksida CaOH 2 pada tahap perkembangan buah manggis yang berbeda terhadap konsentrasi kalsium total pada perikarp manggis umur 15-16 MSA Rata-rata±standar eror. Keterangan perlakuan 1: kontrol, 2: CaCl 2 konsentrasi 0.25M, 3: CaCl 2 konsentrasi 0.5M, 4: CaCl 2 konsentrasi 1M, 5: CaOH 2 konsentrasi 0.25M, 6: CaOH 2 konsentrasi 0.5M, 7: CaOH 2 konsentrasi 1M. Faktor lain yang menyebabkan tidak terjadi peningkatan kalsium total pada perikarp buah manggis umur 15-16 MSA yaitu mekanisme aktif yang mengerakkan kalsium dari permukaan buah ke dalam jaringan buah sangat kurang. Hal ini disebabkan kalsium merupakan unsur yang sedikit mobil dan mekanisme translokasinya masih belum jelas. Penyerapan kalsium adalah proses pasif yang tergantung pada pembukaan stomata. Stomata pada buah umumnya densitasnya lebih rendah dari pada daun dan seringkali tidak fungsional Huang et al. 2008, meskipun demikian aplikasi kalsium tersebut telah dapat menekan munculnya getah kuning pada manggis. Kandungan kalsium total pada buah dapat dipisahkan ke dalam beberapa fraksi kelarutan dan akibat aktivitas fisiologi yang berbeda. Kalsium yang terlarut air Ca terlarut, berasosiasi dengan komponen asam organik, klorida CaCl 2 , nitrat CaNO 3 2 dan dapat bertukar dan diserap oleh pektin Ca pektat. Ca 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 1 2 3 4 5 6 7 K on se n tr asi Ca tot al Perlakuan tersebut dipertimbangkan sebagai aktifitas fisiologi pada tanaman dan terikat lemah. Sebaliknya Ca dalam bentuk ikatan kuat, seperti Ca fosfat, karbonat dan oksalat Saure 2005. Pengukuran berbagai bentuk kalsium seperti Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat, Ca oksalat dilakukan pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA Gambar 10. Gambar 10 Efek 4 kali penyemprotan CaCl 2 dan CaOH 2 konsentrasi 0.25M, 0.5M dan 1 M pada perikarp buah manggis yang umur 10MSA dan 15-16MSA terhadap konsentrasi beberapa bentuk kalsium di perikap buah manggis. A. Konsentrasi Ca terlarut, B. Ca pektat, C. Ca fosfat dan D. Ca oksalat Nilai Rata-rata±Standar Error. Keterangan perlakuan 1: kontrol, 2: CaCl 2 konsentrasi 0.25M, 3: CaCl 2 konsentrasi 0.5M, 4: CaCl 2 konsentrasi 1M, 5: CaOH 2 konsentrasi 0.25M, 6: CaOH 2 konsentrasi 0.5M, 7: CaOH 2 konsentrasi 1M. Aplikasi kalsium secara ekternal tidak meningkatkan akumulasi Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat dan Ca oksalat secara nyata pada umur 10 MSA. Pada umur 15-16 MSA akumulasi Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat dan Ca oksalat cenderung meningkat setelah aplikasi kalsium secara eksternal, walaupun tidak secara nyata bila dibandingkan dengan kontrol Gambar 10. Kalsium terlarut, Ca pektat dan fosfat mengalami peningkatan dari 10 MSA ke 15-16 MSA, sebaliknya Ca oksalat menunjukkan kecenderungan 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca Ca terlarut 10 MSA Ca terlarut 15-16 MSA 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca Ca pektat 10 MSA Ca pektat 15-16 MSA 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca Perlakuan Ca fosfat 10 MSA Ca fosfat 15-16 MSA 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1 2 3 4 5 6 7 K o ns ent ra si Ca Perlakuan Ca oksalat 10 MSA Ca oksalat 15-16 MSA A B C D penurunan Gambar 10. Kecenderungan yang sama juga ditunjukkan oleh peneliti lain, pada aplikasi kalsium klorida secara eksternal pada buah leci menunjukkan konsentrasi Ca terlarut dan Ca struktural Ca pektat dan fosfat meningkat dari umur 5 ke umur 8 MSA, sedangkan Ca oksalat menurun Huang et al. 2008. Kalsium terlarut merupakan kalsium yang terlarut dalam air. Ca pektat merupakan asosiasi yang terbentuk antara Ca yang terikat pektat, yang membentuk ikatan silang komponen penyusun lamela tengah dari dinding sel. Kalsium fosfat merupakan asosiasi kalsium yang terikat dengan fosfat. Fosfat merupakan salah satu komponen unsur yang menyusun membran sel, asam nukleat dan ATP. Ketiga jenis kalsium tersebut memiliki peran penting dalam proses fisiologi, terutama Ca pektat dan Ca fosfat yang berperan dalam menyusun dinding sel dan membran sel. Kalsium terlarut di dalam sel diperlukan untuk menyampaikan pesan di dalam sitoplasma sel. Kalsium terlarut, Ca pektat dan fosfat merupakan kalsium yang lebih mudah larut sehingga menjadi bentuk yang mudah tersedia bagi tanaman untuk aktivitas fisiologi. Pada umur 10 MSA merupakan fase pertumbuhan cepat pada manggis, sedangkan umur 15-16 MSA merupakan fase pematangan. Kebutuhan Ca saat fase pertumbuhan cepat untuk aktifitas fisiologis dan komponen pembentuk struktur sel dinding sel, membran sel, asam nukleat lebih banyak dibandingkan saat fase pematangan. Kalsium dalam bentuk tersedia digunakan untuk proses tersebut, sehingga konsentrasi Ca pada umur 10 MSA lebih rendah dari pada umur 15-16 MSA. Hasil penelitian menunjukkan akumulasi Ca oksalat cenderung lebih tinggi pada buah yang muda 10 MSA dibanding saat buah matang 15-16 MSA. Kalsium oksalat disimpan dalam jumlah besar pada seluruh parenkim buah muda dan mungkin akan diuraikan lagi, kecuali jika kelarutannya rendah dan remobil Saure 2005. Kalsium merupakan unsur immobil yang transportasinya melalui xilem, tetapi dapat melintasi floem secara simplas. Transportasi melalui floem dapat terjadi jika terdapat sinyal ketersediaan konsentrasi Ca 2+ bebas dalam sitoplasma yang rendah, sehingga akan menjadi faktor pembatas yang menyebabkan Ca sedikit mobil Raven 1977. Kalsium oksalat menunjukkan akumulasi yang paling banyak sekitar 50- 60 dalam jaringan buah manggis, dibandingkan Ca terlarut, pektat dan fosfat Gambar 10. Kalsium oksalat adalah mineral paling melimpah pada jaringan tanaman. Kalsium oksalat bersinergi dengan komponen terpenoid, yang berfungsi sebagai pertahanan dari herbivora dan insektisida Korth et al. 2006. Kalsium oksalat membentuk ikatan yang paling kuat dan paling sulit terlarut dibandingkan dengan Ca terlarut, pektat dan fosfat Saure 2005, hal inilah yang menyebabkan akumulasi Ca oksalat lebih banyak. Korelasi Antara Skor Getah dan Konsentrasi Kalsium Pektat pada Perikarp Peningkatan konsentrasi Ca pektat cenderung meningkat dengan penurunan skor getah kuning pada kulit setelah aplikasi CaOH 2 . Hubungan antara skor getah kuning pada kulit dengan konsentrasi Ca pektat menunjukkan kecenderungan korelasi negatif R 2 =0.37, r=-0.61, p0.05. Konsentrasi Ca pektat tidak berkorelasi dengan skor getah kuning pada aril setelah aplikasi CaCl 2 R 2 =0.25, r=-0.50, p0.05, tetapi menunjukkan korelasi pada taraf kepercayaan 10. Konsentrasi Ca pektat pada perikarp yang semakin meningkat, cenderung mengurangi munculnya getah kuning. Hal ini membuktikan bahwa Ca pektat merupakan struktur dinding sel lamela tengah yang melindungi keluarnya getah dari saluran sekretori. Saluran getah kuning sudah dijumpai pada umur -1 MSA Rai et al. 2006 dan masih ada sampai buah manggis matang umur 15-16 MSA. Tipe saluran getah kuning adalah saluran kanal bercabang dan ruang sekretorinya terbentuk secara skizogen Fahn 1990. Saluran getah kuning merupakan sebuah lumen besar yang dikelilingi sel epithelium yang spesifik Dorly et al. 2008. Sel epithelium dengan struktur dinding sel yang kuat, mampu mencegah keluarnya getah dari lumen. KESIMPULAN Kesimpulan Efek 4 kali aplikasi kalsium secara eksternal pada permukaan buah manggis muda umur 2, 4, 6 dan 8 MSA secara umum mampu menurunkan skor getah kuning baik pada kulit maupun aril buah manggis. Jenis kalsium yang diaplikasikan CaOH 2 dan CaCl 2 memberikan respon yang berbeda terhadap penurunan skor getah kuning. CaOH 2 konsentrasi 1M lebih efektif menurunkan skor getah kuning pada kulit sebesar 26, sedangkan aplikasi CaCl 2 konsentrasi 0.5 M lebih efektif menekan skor getah kuning pada aril sebesar 28 dibanding kontrol. Respon morfologi dari sifat fisik diameter buah, edible portion, tebal kulit dan kekerasan buah dan sifat kimia total padatan terlarut dan total asam tertitrasi buah manggis tidak terpengaruh oleh aplikasi kalsium secara eksternal. Respon fisiologi menunjukkan hubungan korelasi negatif antara Ca pektat dengan skor getah kuning. Konsentrasi Ca pektat yang semakin meningkat cenderung menurunkan skor getah kuning. Aplikasi kalsium secara eksternal tidak meningkatkan Ca total perikap buah secara signifikan. Respon anatomi menunjukkan ketebalan dinding sel epitel saluran getah bagian mesokarp perlakuan CaCl 2 0.5 M adalah 439-454 nm, sedangkan kontrol 330-639 nm. Saran Aplikasi CaOH 2 konsentrasi 0.25 M disarankan untuk diaplikasikan secara eksternal pada permukaan buah manggis muda selama empat kali pada umur 2, 4, 6 dan 8 MSA. Hal ini dikarenakan CaOH 2 lebih mudah larut dalam air dan mudah didapat di toko kimia atau toko bangunan dengan harga yang relatif murah 15 ribu rupiahkg. Kalsium hidroksida dengan dosis rendah telah mampu menurunkan secara nyata skor getah kuning pada aril dibandingkan kontrol. DAFTAR PUSTAKA [AOAC] Association of Official Analytical Chemist International, Horwitz W, Latimer GW, editor. 2007. Official Methods of Analysis. USA: AOAC Maryland. Asano J, Chiba K, Tada M, Yoshii T. 1996. Cytotoxic xanthones from Garcinia hamburyi. J Phys chem 41:815-820. Bangerth. 1979. Genetic variation and possible regulating mechanism for Ca up take and translocation. Ann rev phytopathol 7: 97-122. Baur P. 1999. Surfactant effects on cuticular penetration of neutral polar compound: dependence on humidity and temperature. J Agric Food Chem 47:753-761. [BPT] Balai Penelitian Tanah, Eviati, Sulaeman, editor. 2009. Petunjuk teknis analisa kimia tanah, tanaman, air dan pupuk. Bogor: Badan Litbang Pertanian. Brown G, Wilson S, Boucher W, Graham B, McGlasson B. 1995. Effects of copper calcium spray on fruit cracking in sweet cherry prunus avium. J Hort Sci 62:75-80. Campbell NA, Mitchell LG, Reece JB. 2000. Biologi Edisi kelima. Manalu W, penerjemah; Jakarta: Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Biology. Callan NW. 1986. Calcium hydrokxide reduces splitting of ‘lambert’ sweet cherry. J Amer Soc Hort Sci 111:173-175. Chen JH, Zhou W. 2004. Effect of calcium deficiency in apple malus pumila fruit on calcium fractions, sub cellular distribution and ultrastructure of pulp cells. J Sci Agric Sinica 37:572-576. Chen WS, Uetomo S. 1976. Studies on calcium absorption in vegetable crops the absorption and physiological significance of calcium in vegetative and reproductive phase of plant growth. J Japan Soc Hort Sci 45:33-42. Clark CJ, Smith GS, Gravett IM. 1989. Seasonal accumulation of mineral nutrients by tamarillo fruit. Sci Hort 40: 203-213. Dorly, Tjitrosemito S, Poerwanto R, Juliarni. 2008. Secretory duct structure and phytochemistry compounds of yellow latex in mangosteen fruit. Hayati J Biosci 15:99-104. Dorly. 2009. Studi struktur sekretori getah kuning dan pengaruh kalsium terhadap cemaran getah kuning pada buah manggis Garciana mangostana L.. [disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Dorly, Wulandari I, Tjitrosemito S, Poerwanto R, Efendi D. 2011. Studi pemberian kalsium untuk mengatasi getah kuning pada buah manggis Garcinia mangostana L.. J. Agron. Indonesia 39: 49 – 55. [Deptan]. Departemen Pertanian. 2009. Ekspor Holtikultura Indonesia. http:agribisnis.deptan.go.iddisp_informasi110326perkembangan_ek spor_E28093_impor_komoditi.html. [1 Maret 2010]. Fahn A. 1990. Plant Anatomy. London: Butterworth-Heinemann Ltd. Glenn GM, Poovaiah BW. 1989. Culticular properties and post harvest calcium application influence cracking of sweet cherries. J Amer Soc Hort Sci 114: 781-788. Gunawan E. 2007. Hubungan agroklimat dengan fenofisiologi tanaman dan kualitas buah manggis di lima sentra produksi di pulau Jawa. [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Habib A, Donnelly D. 2002. Calcium translocation and accumulation into potato tubers. Potato Research 45: 17-24. Hao X, Papadopoulos AP. 2000. Effect of calcium and magnesium on Growth. Ann Bot 95:571-581 Huang X, Wang HC, Le J, Yuan W, Lu J, Huang HB. 2005. An Overview of Calcium’s Role in Lychee Fruit Cracking. Di dalam:Chomchalow N and Sukhvibul N, editor. Proceedings of the II nd International Symposium on lychee, Longan, Rambutan, and OtherSapindaceae Plants. Chiang Mai, Thailand, Agt. 25-28, 2003. Belgium: ISHS. hlm :231-240. Huang XM, Wang a CW , Zhong WL, Yuan WQ , Lu JM . 2008. Spraying calcium is not an effective way to increase structural calcium in litchi pericarp. J Hort Sci 117:39 –44. Johansen DA. 1940. Plant Microtechnique. New York: McGraw-Hill. Kartika JG. 2004. Studi pertumbuhan buah, gejala getah kuning dan burik pada buah manggis Garcinia mangostana L.. [skripsi]. Bogor: Departemen Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kanwar JS, Rajput MS, Bajwa MS. 1972. Sun burning and skin cracking in some varieties of lichi Litchichinensis Sonn. and the factor affecting them. Indian J agric Sci 42:722-775 Kohl, W. 1966. Die calcium verteilung in apfel und ihre veranderung wahrend des wachstum. Gertenbauwissenschaft 45:513-547. Konno H, Yamaya T, Yamasaki Y, Matsumoto H. 1984. Pectic polysaccharide breakdown of cell walls in cucumber roots grown with calcium starvation. Plant Physiol 76: 633-637. Korth KL, Doege SJ, Park SH, Goggin FL, Wang Q, Gomez SK, Liu G, Jia L, Nakata AP. 2006. Medicago truncatula mutants demonstrate the role of plant calcium oxalate crystals as an effective defense against chewing insects. Plant Physiol 141:188 –195. Lambers H, Chapin FS, Pons TL. 1998. Plant Physiological Ecology. New York: Springer-Verlang Le-Van H, Nguyen-Bao V, Mcconchie R, Sakurai M, Debergh P. 2002. Effect of calcium chloride as pre-harvest sprays on the storage performance and post harvest quality of Cat Hoa Loc’Manggo. ISHS International Society for Horticultural Sciences 15:50. Moor U, Poldma P, Karp K, Asafova L, Pal A. 2003. Influence of pre-harvest calcium treatment on postharvest celevating of some Estonian apple cultivars. Acta Horticulturae 682. Osman BM, Milan. 2006. Mangosteen Garciana mangostana L. England: Chichester. Pantastico EB. 1986. Fisiologi Pasca Panen, Penanganan dan Pemanfaatan Buah-buahan dan Sayuran-sayuran Tropika dan Subtropika. Yogyakarta UGM press. Rai IN, Poerwanto R, Darusman LK, Purwoko BS. 2006. Perubahan kandungan giberelin dan gula total pada fase-fase perkembangan bunga manggis. Hayati 13: 101-106. Raese JT, Drake SR. 1995. Calcium sprays and timing affect fruit calcium concentration, yield, fruit weight and cork spot of ‘Anjou’ Pears. Amm soc hort 30: 940-1112. Ramage CM, Sando L, Peace CP, Caroll BJ, Drew RJ. 2004. Genetic diversity revealed in the apomict fruit species Garcinia mangostana L. mangosteen. Euphytica 136:1-10. Raven JA. 1977. H + dan Ca 2+ in phloem and symplast relation of relative immobile of the ions to the cytoplasmic nature of the transport paths. New phytol 79:465-480. Richard AJ. 1990. Studies in Garcinia dioecious tropical forest trees: the origin of the mangosteen Garcinia mangostana L.. Bot J Linnean Soc 103:301-308. Rigney CJ, Wills RBH. 1982. Calcium movement, a regulating factor in the initiation of tomato fruit ripening. J Hort Sci. 16: 550-551. Saure MC. 2005. Calcium translocation to fleshy fruit:its mechanism and endogenous control. J Hort Sci 17:65-85. Schonherr J. 2000. Calcium chloride penetrates plant cuticles via aqueous pores. J Planta 18:112-118. Sdoodee S, Chiarawipa R. 2005. Regulating irrigation during pre-harvest to avoid the incidence of translucent flesh disorder and gamboge disorder of mangosteen fruits . J. Sci. Technol 27 : 957-965 Suwwan MA, Poovaiah BW. 1978. Association between elemental content and fruit ripening in rin and normal tomatoes. Plant Physiol 13: 883-885. Syah MJA, Ellina M, Titin, Dewi, Firdaus U. 2007. Teknologi Pengendalian Getah Kuning Pada Buah Manggis. http:www.pustaka- deptan.go.idinovasikl070102.pdf. [3 Maret 2010]. Taiz L, Zeiger E. 2002. Plant Physiology 3 rd ed. Sinaure associated : Sunderland. Verheij EWM. 1997. Garcinia Manggostana L. Di dalam Verheij EWM, Coronel RE, editor. PROSEA, Edible Fruit and Nuts. Wageningen : Pudoc. hlm 177-181. White PJ. 2000. The pathways of calcium movement to the xilem. J Experimental Bot 23:891-899. White PJ, Broadley MR. 2003. Calcium in plant. Ann Bot 92:487-511 Wulandari I. 2008. Pengaruh aplikasi dolomite terhadap getah kuning pada buah manggis Garcinia mangostana L.. [skripsi]. Bogor: Departemen Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Yaacob O, Tindall HD. 1995. Mangosteen Cultivation. FAO Plant Production and Protection Paper 129. 1 st ed. Belgium: Food and Agriculture Organization of the United Nations. LAMPIRAN Lampiran 1. Denah Lokasi Penelitian Lereng Atas Blok 3 Blok 2 Blok 1 CaCl 2 -11 CaCl 2 -21 CaCl 2 -31 CaOH 2 -11 CaOH 2 -21 CaOH 2 -31 Kontrol-1 JALAN CaCl 2 -12 CaOH 2 -12 CaOH 2 -22 CaCl 2 -13 CaCl 2 -22 CaCl 2 -33 CaCl 2 -32 CaOH 2 -32 Kontrol-2 CaCl 2 -23 CaOH 2 -13 CaOH 2 -23 CaOH 2 -33 Kontrol-3 U S B T Lampiran 2. Komposisi Larutan Seri Johansen Komposisi Larutan Larutan Johansen I II III IV V VI VII Air 50 30 15 - - - - Etanol 95 40 50 50 45 - - - Etanol 100 - - - - 25 - - Tertier Butil Alkohol 10 20 35 55 75 100 50 Minyak Parafin - - - - - - 50 Lampiran 3. Komposisi Larutan Gifford Komposisi Larutan Volume ml Asam asetat 20 Alkohol 60 80 Gliserin 5 Total 105 Lampiran 4. Analisis Varian Anova Tabel 1 Anova diameter getah umur 10 MSA Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok Diameter eksokarp 2 462.82 77.14 2.54 0.08 Diameter mesokarp 2 1428.37 238.06 1.79 0.18 Diameter endokarp 2 1556.89 259.48 0.16 0.98 Perlakuan Diameter eksokarp 6 41.19 20.59 0.67 0.53 Diameter mesokarp 6 138.54 69.27 0.52 0.61 Diameter endokarp 6 2909.77 1454.88 0.94 0.42 Galat Diameter eksokarp 12 364.05 30.33 Diameter mesokarp 12 1593.75 132.81 Diameter endokarp 12 18515.09 1542.92 Total Diameter eksokarp 20 868.07 Diameter mesokarp 20 3160.67 Diameter endokarp 20 22981.75 Tabel 2 Anova diameter getah umur 15-16 MSA Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok Diameter eksokarp 2 16.92 8.46 0.32 0.73 Diameter mesokarp 2 172.85 86.42 0.41 0.67 Diameter endokarp 2 1606.03 803.02 1.30 0.30 Perlakuan Diameter eksokarp 6 544.94 90.82 3.43 0.03 Diameter mesokarp 6 942.87 157.14 0.74 0.63 Diameter endokarp 6 5555.53 925.92 1.50 0.26 Galat Diameter eksokarp 12 318.11 26.51 Diameter mesokarp 12 2542.13 211.84 Diameter endokarp 12 7385.00 615.42 Total Diameter eksokarp 20 896.70 Diameter mesokarp 20 3608.50 Diameter endokarp 20 14544.93 Keterangan : signifikan pada taraf 5 P value0.05, maka tolak Ho terima H 1 artinya ada pengaruh aplikasi kalsium terhadap penurunan ukuran diameter getah bagian eksokarp. Tabel 3 Anova panjang dan lebar sel epitel saluran getah umur 10 MSA dan 15- 16 MSA Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok Panjang eksokarp 10 MSA 2 37.23 18.61 1.06 0.37 Panjang mesokarp 10 MSA 2 207.37 103.69 1.33 0.30 Panjang endokarp 10 MSA 2 256.88 128.44 1.18 0.34 Panjang eksokarp 15-16 MSA 2 17.60 8.80 0.58 0.57 Panjang mesokarp 15-16 MSA 2 123.57 61.78 1.05 0.38 Panjang endokarp 15-16 MSA 2 100.51 50.25 0.68 0.52 Lebar eksokarp 10 MSA 2 21.53 10.77 2.83 0.09 Lebar mesokarp 10 MSA 2 49.25 24.62 2.84 0.09 Lebar endokarp 10 MSA 2 48.71 24.36 1.21 0.33 Lebar eksokarp 15-16 MSA 2 1.04 0.52 0.36 0.70 Lebar mesokarp 15-16 MSA 2 7.94 3.97 0.49 0.62 Lebar endokarp 15-16 MSA 2 14.08 7.04 0.85 0.45 Perlakuan Panjang eksokarp 10 MSA 6 137.87 22.98 1.31 0.32 Panjang mesokarp 10 MSA 6 125.19 20.87 0.27 0.94 Panjang endokarp 10 MSA 6 381.96 63.66 0.58 0.73 Panjang eksokarp 15-16 MSA 6 198.74 33.12 2.19 0.11 Panjang mesokarp 15-16 MSA 6 659.12 109.85 1.87 0.16 Panjang endokarp 15-16 MSA 6 898.16 149.69 2.03 0.14 Lebar eksokarp 10 MSA 6 21.25 3.54 0.93 0.50 Lebar mesokarp 10 MSA 6 36.24 6.04 0.69 0.65 Lebar endokarp 10 MSA 6 79.63 13.27 0.66 0.68 Lebar eksokarp 15-16 MSA 6 30.93 5.15 3.60 0.02 Lebar mesokarp 15-16 MSA 6 105.84 17.64 2.17 0.11 Lebar endokarp 15-16 MSA 6 247.22 41.20 4.97 0.01 Galat Panjang eksokarp 10 MSA 12 209.65 17.47 Panjang mesokarp 10 MSA 12 932.94 77.74 Panjang endokarp 10 MSA 12 1308.85 109.07 Panjang eksokarp 15-16 MSA 12 181.86 15.15 Panjang mesokarp 15-16 MSA 12 705.52 58.79 Panjang endokarp 15-16 MSA 12 884.83 73.74 Lebar eksokarp 10 MSA 12 45.72 3.81 Lebar mesokarp 10 MSA 12 103.98 8.66 Lebar endokarp 10 MSA 12 240.97 20.08 Lebar eksokarp 15-16 MSA 12 17.17 1.43 Lebar mesokarp 15-16 MSA 12 97.53 8.13 Lebar endokarp 15-16 MSA 12 99.41 8.28 Total Panjang eksokarp 10 MSA 20 384.75 Panjang mesokarp 10 MSA 20 1265.51 Panjang endokarp 10 MSA 20 1947.69 Panjang eksokarp 15-16 MSA 20 398.21 Panjang mesokarp 15-16 MSA 20 1488.21 Panjang endokarp 15-16 MSA 20 1883.49 Lebar eksokarp 10 MSA 20 88.50 Lebar mesokarp 10 MSA 20 189.46 Lebar endokarp 10 MSA 20 369.31 Lebar eksokarp 15-16 MSA 20 49.13 Lebar mesokarp 15-16 MSA 20 211.31 Lebar endokarp 15-16 MSA 20 360.71 Keterangan : signifikan pada taraf 5 P value0.05, maka tolak Ho terima H 1 artinya ada pengaruh aplikasi kalsium terhadap lebar sel epitel saluran getah. Tabel 4 Anova aplikasi kalsium terhadap skor getah kuning pada kulit buah Manggis umur 15-16 MSA Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok 2 0.09 0.04 1.07 0.37 Perlakuan 6 0.05 0.09 2.06 0.13 Galat 12 0.53 Total 20 1.18 Tabel 5 Anova aplikasi kalsium terhadap skor getah kuning pada aril buah Manggis umur 15-16 MSA Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok 2 0.24 0.12 6.41 0.01 Perlakuan 6 0.35 0.06 3.13 0.04 Galat 12 0.22 0.02 Total 20 0.81 Keterangan : signifikan pada taraf 5 P value0.05, maka tolak Ho terima H 1 artinya ada pengaruh aplikasi kalsium terhadap skor getah kuning pada aril Tabel 6 Anova pengaruh aplikasi CaOH 2 terhadap skor getah kuning Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok Skor getah kuning kulit 2 0.07 0.03 1.37 0.32 Skor getah pada aril 2 0.13 0.06 2.84 0.13 Aplikasi CaOH 2 Skor getah kuning kulit 3 0.52 0.17 6.27 0.03 Skor getah pada aril 3 0.23 0.07 3.25 0.10 Galat Skor getah kuning kulit 6 0.16 0.02 Skor getah pada aril 6 0.14 0.02 Total Skor getah kuning kulit 11 0.76 Skor getah pada aril 11 0.50 Keterangan : signifikan pada taraf 5 P value0.05, maka tolak Ho terima H 1 artinya ada pengaruh aplikasi CaOH 2 terhadap skor getah kuning pada kulit Tabel 7 Anova dengan pemilahan Jumlah Kuadrat Perlakuan mengikuti prosedur kontras orthogonal Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung F tabel Blok 2 0.08 0.04 1.37 5.14 Perlakuan CaOH 2 3 0.52 0.17 6.28 5.14 Linier 1 0.43 0.43 15.21 5.99 Kuadratik 1 0.01 0.01 0.28 5.99 Sisa 1 0.09 0.09 Galat 6 0.17 0.03 Total 11 0.77 Keterangan : signifikan pada taraf 5 F hitung F tabel, maka tolak Ho artinya ada pengaruh aplikasi CaOH 2 terhadap skor getah kuning pada kulit dengan tren linier. Tabel 8 Anova pengaruh aplikasi CaCl 2 dengan skor getah kuning pada buah manggis Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok Skor getah kuning pada kulit 2 0.09 0.05 0.66 0.55 Skor getah pada aril 2 0.15 0.07 4.51 0.06 Aplikasi CaCl 2 Skor getah kuning pada kulit 3 0.11 0.04 0.66 0.61 Skor getah pada aril 3 0.31 0.10 6.24 0.03 Galat Skor getah kuning pada kulit 6 0.41 0.02 Skor getah pada aril 6 0.10 0.02 Total Skor getah kuning pada kulit 11 0.64 Skor getah pada aril 11 0.56 Keterangan : signifikan pada taraf 5 P value0.05, maka tolak Ho terima H 1 artinya ada pengaruh aplikasi CaCl 2 terhadap skor getah kuning pada aril Tabel 9 Anova tren kuadratik Y = 0.597 - 1.51 X + 1.25 X 2 antara CaCl 2 yang diaplikasikan dengan skor getah kuning pada aril buah manggis Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Tren Kuadratik 2 0.03 0.05 5.32 0.03 Galat 9 0.25 0.02 Total 11 0.56 Keterangan : signifikan pada taraf 5 P value0.05, maka tolak Ho terima H 1 artinya ada tren kuadratik pada konsentrasi CaCl 2 . Tabel 10 Anova konsentrasi kalsium total pada perikarp umur 15-16 MSA Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok 2 0.001 0.001 1.00 0.39 Perlakuan 6 0.005 0.001 1.25 0.34 Galat 12 0.008 0.001 Total 20 0.015 Tabel 11 Anova sifat fisik dan kimia buah Manggis Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah Kuadrat Total Jumlah Kuadrat Tengah F hitung P value Blok Diameter longitudinal 0.391 2 0.196 5.881 0.017 Diameter transversal 0.156 2 0.078 2.673 0.110 Edible portion 11.041 2 5.521 2.311 0.142 Ketebalan kulit 0.015 2 0.008 3.668 0.057 Kekerasan buah 0.003 2 0.002 2.203 0.153 PTT 2.482 2 1.241 5.561 0.020 TAT 0.005 2 0.002 1.545 0.253 Rasio PTTTAT 3.698 2 1.849 0.612 0.558 Perlakuan Diameter longitudinal 0.256 6 0.043 1.282 0.335 Diameter transversal 0.101 6 0.017 0.576 0.743 Edible portion 19.595 6 3.266 1.367 0.303 Ketebalan kulit 0.021 6 0.004 1.709 0.202 Kekerasan buah 0.002 6 0.000 0.405 0.862 PTT 2.168 6 0.361 1.619 0.225 TAT 0.009 6 0.002 0.984 0.477 Rasio PTTTAT 15.696 6 2.616 0.866 0.546 Galat Diameter longitudinal 0.399 12 0.033 Diameter transversal 0.350 12 0.029 Edible portion 28.662 12 2.388 Ketebalan kulit 0.025 12 0.002 Kekerasan buah 0.009 12 0.001 PTT 2.678 12 0.223 TAT 0.018 12 0.002 Rasio PTTTAT 36.259 12 3.022 Total Diameter longitudinal 1.046 20 Diameter transversal 0.607 20 Edible portion 59.298 20 Ketebalan kulit 0.061 20 Kekerasan buah 0.015 20 PTT 7.328 20 TAT 0.032 20 Rasio PTTTAT 55.654 20 ABSTRACT YAHMI IRA SETYANINGRUM. Structure Anatomy of Yellow Latex Secretory Duct, Morphology and Physiology on Mangosteen Fruit Garcinia mangostana L. Response on External Calcium Application. Under supervision of HAMIM and DORLY. Yellow latex gamboges in mangosteen Garcinia mangostana L. resulted from the damage of epithelium wall secretory duct in the pericarp is presumably caused by deficiency of calcium. The application of Ca to the soil in previous experiment didn’t increase calcium content on the fruit’s pericarp sufficiently. Therefore, the alternative method may need to be tried to improve Ca content. The objective of this research was to study the effect of calcium spraying to the growing mangosteen fruit on the anatomical structure of yellow latex secretory duct, morphological and physiological response. The Randomized Block Design with three replications was applied on fruit surface of ±30 years old mangosteen trees in Leuwiliang sub district. The treatments were CaCl 2 0.25 M, CaCl 2 0.5 M, CaCl 2 1 M, CaOH 2 0.25 M, CaOH 2 0.5 M, and CaOH 2 1 M that was performed at the 2 nd , 4 th , 6 th , 8 th weeks after anthesis WAA. The parameters analyzed were the thickness, length and wide of epithelium secretory duct cell wall, yellow latex score, physical and chemical characteristics, calcium content and. The result showed that Ca application was generally able to decrease yellow latex score on the skin as well as in the aril, but there was different respond between CaCl 2 and CaOH 2 treatment. T he reduction of yellow latex score on skin was highest on CaOH 2 1M treatment 26 while on the aril it was CaCl 2 0.5 M treatment 28. The physiology respond showed that the increase Ca pectat was in accordance to the reduction of yellow latex score on the skin fruit. The application of Ca didn’t influence physical and chemical characteristics of the fruit neither total Ca content of the pericarp significantly. Keywords : Garcinia mangostana L. , calcium, yellow latex RINGKASAN YAHMI IRA SETYANINGRUM. Respon Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning, Morfologi, dan Fisiologi Buah Manggis Garcinia mangostana L. terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal. Dibimbing oleh HAMIM dan DORLY Manggis Garcinia mangostana L. dijuluki sebagai Queen of tropical fruit, bernilai ekonomi tinggi dan prospektif untuk dikembangkan sebagai komoditi ekspor. S ifat buah manggis yang layak ekspor kurang dari 10 total produksi nasional, salah satu penyebabnya adalah getah kuning. Getah kuning menyebabkan penampilan buah menjadi tidak menarik, buah mengeras, mencemari daging buah aril sehingga rasanya pahit dan tidak layak untuk dikonsumsi. Getah kuning yang dijumpai pada aril dan kulit buah disebabkan oleh kerusakan sel epitel penyusun saluran sekretori getah kuning pada perikarp, yang diduga kekurangan kalsium. Kandungan kalsium pada tanah di Leuwiliang cukup rendah ±0.9 me100g. Hal tersebut telah diatasi dengan aplikasi pengapuran dolomit, akan tetapi tidak efektif menurunkan skor getah kuning pada kulit maupun aril buah manggis dan tidak meningkatkan kandungan kalsium perikarp buah sebagai salah satu komponen penyusun lamela tengah dinding sel epitel saluran getah. Kandungan kalsium pada perikarp buah jauh lebih rendah dibandingkan pada daun. Hal ini berhubungan dengan mekanisme pergerakan kalsium pada tanaman. Unsur kalsium bersifat imobil, translokasi melalui jaringan xilem mengikuti aliran transpirasi. Pengapuran pada tanah kurang efektif meningkatkan kalsium pada perikarp buah. Oleh karenanya, agar lebih efektif kalsium perlu diaplikasikan secara langsung pada buah. Efektivitas aplikasi kalsium secara eksternal untuk mengurangi getah kuning perlu dikaji lebih jauh dalam suatu penelitian yang bertujuan untuk mempelajari respon anatomi struktur sekretori saluran getah kuning, morfologi dan fisiologi buah manggis. Penelitian dilakukan di sentra produksi manggis kampung Cengal, Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang, Kabupaten Bogor pada bulan Oktober 2009- Januari 2010. Bahan tanaman yang digunakan adalah buah manggis dari pohon yang berumur ±30 tahun. Rancangan percobaan menggunakan RAK Rancangan acak kelompok dangan 7 perlakuan masing-masing 3 ulangan yaitu kontrol, kalsium klorida CaCl 2 dan kalsium hidroksida CaOH 2 dengan konsentrasi 0.25, 0.5 dan 1M. Kalsium tersebut dilarutkan dalam 1 liter air kemudian ditambahkan asam sitrat 5 gr dan surfactant pro stiker dengan konsentrasi 0.5 mll larutan. Penyemprotan larutan kalsium dilakukan dengan menggunakan hand sprayer secara langsung ke buah dengan beberapa kali semprotan sampai seluruh permukaan buah basah dengan volume semprot sekitar 10 ml per buah pada buah berumur 2, 4, 6 dan 8 Minggu Setelah Anthesis MSA. Pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA dilakukan panen buah untuk pengamatan anatomi, morfologi dan fisiologi. Pengamatan anatomi struktur sekretori getah kuning dengan metode sediaan mikroskopis dengan parafin. Karakter yang diamati diameter saluran getah, panjang dan lebar sel epitel saluran getah. Ketebalan dinding sel saluran getah diamati dengan menggunakan Transmisi Elektron Mikroskop TEM. Pengamatan respon morfologi meliputi pengamatan skor getah kuning pada kulit dan aril, sifat fisik buah manggis diameter longitudinal dan transversal, tebal kulit, edible portion dan kekerasan kulit buah dan sifat kimia buah padatan total terlarut PTT dan total asam tertitrasi TAT. Respon fisiologis diperoleh dengan mengukur kandungan kalsium total perikarp umur 15-16 MSA, kalsium terlarut, pektat, fosfat dan oksalat pada perikap buah berumur 10 dan 15-16 MSA. Anatomi struktur sekretori saluran getah kuning merupakan sebuah lumen besar yang dikelilingi oleh sel epitel yang bersifat spesifik yang tersebar pada bagian eksokarp, mesokarp dan endokarp. Aplikasi CaOH 2 1M mampu menurunkan ukuran diameter getah sebesar 26, akan tetapi umumnya aplikasi kalsium secara eksternal tidak menurunkan panjang dan lebar sel epitel saluran getah. Ketebalan dinding sel epitel saluran getah kuning perlakuan CaCl 2 0.5 M sebesar 439-454 nm, sedangkan kontrol sebesar 330-639 nm. Ketebalan dinding sel epitel tidak meningkat secara signifikan, tetapi aplikasi kalsium telah mampu menyediakan Ca dalam sel untuk mencegah kebocoran membran dan kerusakan dinding sel. Hal tersebut tercermin dari penurunan skor getah kuning pada kulit maupun aril, setelah aplikasi kalsium secara eksternal dilakukan. Penurunan skor getah kuning pada kulit tertinggi pada perlakuan CaOH 2 1 M sebesar 26, sedangkan penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi pada perlakuan CaCl 2 0.5 M sebesar 28. Peningkatan konsentrasi CaOH 2 hingga 1M cenderung menurunkan skor getah kuning pada kulit, dengan berkorelasi negatif R 2 =0.56, r=-0.74, p0.05, tetapi tidak berkorelasi dengan skor getah kuning pada aril R 2 =0.18, r=-0.42, p0.05. Hal ini berbeda dengan aplikasi CaCl 2 yang menurunkan skor getah kuning pada aril tertinggi pada konsentrasi 0.5 M. Diduga jenis kalsium yang diaplikasikan dan konsentrasinya berpengaruh terhadap penetrasi masuknya kalsium ke dalam kulit buah. Penetrasi CaCl 2 lebih baik karena bersifat higroskopis, sedangkan CaOH 2 sulit larut air pada konsentrasi yang tinggi sehingga sulit masuk ke dalam kulit buah. Hasil penelitian menunjukkan tidak ada korelasi antara skor getah kuning yang terdapat pada kulit bagian luar dengan skor getah pada aril R 2 =0.08, r=0.29, p0.05. G etah kuning pada aril lebih disebabkan faktor endogen fisiologi, sedangkan getah pada kulit disebabkan faktor endogen dan eksogen. Aplikasi Ca tidak menyebabkan perubahan sifat fisik buah manggis seperti pertambahan ukuran diameter, edible portion, tebal kulit dan kekerasan buah. Aplikasi CaOH 2 dan CaCl 2 secara eksternal juga tidak mempengaruhi sifat kimia buah manggis, seperti rasa manis buah PTT tidak menurun dan rasa asam buah TAT tidak meningkat. Respon fisiologi menunjukkan akumulasi kalsium pada perikap tidak meningkat secara nyata pada saat buah dewasa 15-16 MSA, meskipun demikian terdapat kecenderungan korelasi negatif R 2 =0.37, r=-0.61, p0.05 antara skor getah kuning pada kulit dengan Ca pektat. Penyerapan kalsium pada permukaan buah cukup sulit, mekanisme aktif yang mengerakkan kalsium dari permukaan buah ke dalam jaringan buah sangat kurang, kalsium unsur yang sedikit mobile dan mekanisme translokasinya masih belum jelas menjadi faktor penyebab kegagalan peningkatan Ca perikarp. Penyerapan kalsium adalah proses pasif yang tergantung pada saluran stomata. Stomata pada buah umumnya memiliki densitas lebih rendah dari pada daun dan seringkali tidak fungsional, meskipun demikian aplikasi kalsium secara eksternal telah dapat menekan munculnya getah kuning pada buah manggis. PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Manggis Garcinia mangostana L. merupakan salah satu tanaman buah tropika yang digemari oleh masyarakat dan dijuluki sebagai Queen of tropical fruit Ramage et al. 2004. Buah manggis memiliki nilai ekonomi tinggi dan mempunyai prospek yang baik untuk dikembangkan sebagai komoditi ekspor . Indonesia merupakan negara pengekspor manggis utama di pasar internasional. Pada tahun 2008 volume ekspor manggis Indonesia 9.09 ribu ton , akan tetapi kualitas buah manggis yang layak diekspor kurang dari 10 total produksi nasional Deptan 2009. Hal ini disebabkan kualitas buah manggis yang dihasilkan petani umumnya kurang baik, sehingga tidak memenuhi syarat untuk ekspor. Salah satu penyebab rendahnya kualitas buah manggis adalah adanya getah kuning. Getah kuning menyebabkan penampilan buah menjadi tidak menarik, buah mengeras, mencemari daging buah aril sehingga rasanya pahit dan tidak layak untuk dikonsumsi. Getah kuning pada buah manggis disebabkan oleh kerusakan sel epitel penyusun saluran sekretori getah kuning pada perikarp, saluran getah pecah dan mengeluarkan eksudat getah yang mencemari kulit maupun aril buah Dorly et al. 2008. Getah kuning disebabkan faktor fisikmekanik seperti tusukan serangga penghisap capsids, angin kencang, pemetikan dan penanganan secara kasar Verheij 1997. Faktor fisiologi seperti stres air Sdoodee Chiarawipa 2005, perubahan air tanah yang berfluktuatif ekstrim selama manggis dalam fase berbuah diduga menyebabkan getah kuning pada buah manggis Syah et al. 2007. Perubahan air tanah menyebabkan perubahan tekanan turgor, dinding sel yang tidak terlalu kuat menghadapi tekanan turgor yang berlebihan akan pecah dan membuka saluran getah kuning yang mencemari kulit maupun aril. Kekuatan dan rigiditas dinding sel dipengaruhi oleh konsentrasi kalsium yang berikatan dengan pektat, diduga kalsium pada buah manggis rendah sehingga dinding sel saluran mudah pecah. Fenomena pecah buah pada leci Nephelium litchi Huang et al. 2005 dan ceri manis Prunus avium diduga kuat disebabkan oleh kekurangan kalsium Callan 1986. Hal tersebut dapat dibuktikan bahwa penyemprotan kalsium efektif dan berpotensi menurunkan pecah buah pada ceri manis Brown et al. 1995 dan leci Huang et al. 2005. Penyemprotan kalsium pada permukaan buah apel muda mampu meningkatkan kandungan kalsium buah Chen Zhou 2004. Kandungan kalsium pada tanah yang rendah diduga menjadi salah satu penyebab getah kuning mencemari kulit maupun aril. Hal ini didukung oleh hasil penelitian Gunawan 2007, yang melaporkan bahwa populasi buah manggis Leuwiliang tumbuh pada tanah latosol yang memiliki pH sekitar 4 disertai dengan kandungan kalsium pada tanah yang cukup rendah sekitar 0.9 me100g. Aplikasi pengapuran dolomit pada tanah telah dilakukan, tetapi tidak efektif mengurangi getah kuning pada buah manggis serta tidak mampu meningkatkan konsentrasi kalsium pada perikap buah. Peningkatan konsentrasi kalsium justru terjadi pada daun manggis, kandungan kalsium pada daun menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan pada perikarp buah Dorly et al. 2011. Hal ini berhubungan dengan mekanisme pergerakan kalsium pada tanaman. Unsur kalsium bersifat imobil, translokasi melalui jaringan xilem mengikuti aliran transpirasi White 2000. Oleh karenanya, agar lebih efektif kalsium diaplikasikan secara langsung pada buah. Penyemprotan kalsium dalam bentuk cair mengandung komponen hidrofilik yang menghambat penetrasi dalam buah Baur 1999. Penambahan surfaktan dan agen pengkelat diperlukan untuk menarik residu kalsium agar penyerapan dan penetrasi kalsium pada buah meningkat. Penambahan agen pengkelat seperti asam sitrat memberikan efek nyata meningkatkan kandungan kalsium buah Callan 1986. Penyemprotan kalsium dilakukan pada permukaan buah muda selama tahap awal perkembangan buah, paling efektif setelah 2 minggu setelah antesis Huang et al. 2005. Efektifitas aplikasi kalsium secara eksternal untuk mengurangi getah kuning perlu dikaji lebih jauh dalam suatu penelitian. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari respon anatomi struktur sekretori getah kuning, morfologi dan fisiologi buah manggis, setelah aplikasi kalsium secara eksternal. TINJAUAN PUSTAKA Manggis Buah manggis Garcinia mangostana L. merupakan buah eksotik, memiliki warna menarik dan kandungan gizi tinggi, yang populer di Asia tenggara dan Australia utara Ramage et al. 2004. Manggis Garcinia mangostana L. sinonim Mangostana garcinia Gaertner 1790, diklasifikasikan sebagai berikut: Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Famili : Clusiaceae sinonim Guttiferae Genus : Garcinia Spesies : Garcinia mangostana L. Pohon manggis memiliki ciri-ciri: berdaun rapat rimbun, tinggi dapat mencapai 6-25 m, batang lurus, cabang simetris, dan membentuk piramid ke arah ujung tanaman. Duduk daun berlawanan, tangkai daun pendek, daun berukuran tebal dan lebar, warna hijau kekuning-kuningan pada bagian sisi bawah sedangkan pada bagian dekat tulang daun utama berwarna pucat Osman Milan 2006. Bunga manggis berpasangan di ujung ranting, tangkai bunga pendek dan tebal, berdiameter kira-kira 5.5 cm, daun kelopak dan daun mahkota berjumlah 2 pasang, berwarna hijau-kuning dengan pinggir kemerah-merahan, benang sari semu dan biasanya banyak, bakal buah berbentuk agak bulat beruang 4, memiliki kepala putik yang tidak bertangkai dan bercuping 4-8 Verheij 1997. Buah manggis memiliki diameter 4-8 cm, panjang 4-8 cm dan tebal kulit 0.9 cm. Warna kulit buah yang telah matang berubah menjadi hitam kemerahan, kelopak bunganya tetap menempel pada bagian dasar buah. Kulit buah manggis berwarna merah lembayung dengan ruang bakal buah berisi 0-3 biji. Bekas kepala putik masih melekat dan tampak seperti bintang pada ujung buah Verheij 1997. Manggis merupakan buah buni yang mempunyai kulit buah tebal namun mudah pecah, dengan biji berlapis daging pulparil. Aril dapat dimakan edible aril berwarna putih, mengandung banyak air, manis dan sedikit asam dengan rasa yang menyenangkan. Aril terletak di dalam perikarp ungu gelap yang kaya bioaktif metabolit sekunder termasuk anthosianin, oligomerik proanthosianin dan xanthones. Komposisi per 100 g bagian yang dapat dimakan dari buah manggis terdiri dari 79.2 g air, nilai energinya 340 kJ100g, 0.5 protein, 0 g lemak, 19.8 g karbohidrat, 0.3 g serat, 11 g kalsium, 17 g fosfor, 0.9 g besi, vitamin A 14 SI dan vitamin C 66 mg Verheij 1997. Kulit manggis berwarna coklat, merah dan sewaktu matang berubah menjadi berwarna ungu dengan daun kelopak yang tetap menempel dan tetap dihiasi oleh cuping kepala putik atau dikenal dengan sepal. Bagian dalam terdapat daging buah manggis sebanyak 4-7 daging buah dengan ukuran yang berbeda. Tebal daging buah sekitar 0.9 cm dengan karakteristik warna putih susu, lunak, manis, dan segar. Setiap daging buah memiliki bakal biji, namun tidak semua bakal biji akan menjadi biji. Umumnya biji dalam daging buah sebanyak 1-2 buah. Buah ini juga bergetah, namun semakin tua getah akan semakin berkurang Pantastico 1986. Buah manggis yang telah matang tua ada yang bebas dari cemaran getah kuning, ada pula yang tercemar getah kuning pada kulit atau aril buah Gambar 1. Gambar 1 A. Buah manggis tanpa cemaran getah kuning, B. Buah manggis yang tercemar getah kuning pada kulit buah, C. Buah manggis yang tercemar getah kuning pada aril buah. Biji manggis merupakan biji apomiksis obligat. Embrio manggis berkembang dari sel nuselus pada jaringan ovul, sehingga embrio manggis yang muncul merupakan embrio somatik dan secara genetik mewarisi sifat dari induknya. Mekanisme reproduksi apomiksis pada manggis termasuk ke dalam adventitiousnuclear embryony, yaitu: perkembangan embrio adventif dari integumen bagian luar tanpa adanya stimulasi dari perkembangan seksual Richard 1990. A C B Getah Kuning pada Buah Manggis Getah kuning merupakan eksudat resin yang dijumpai pada berbagai tanaman dari famili Guttiferae yang berasal dari saluran resin yang rusak Asano et al. 1996. Getah kuning merupakan produk metabolit sekunder yang mengandung komponen terpenoid, flavonoid dan tanin Dorly et al. 2008. Semua bagian tanaman manggis mengeluarkan getah kuning Osman Milan 2006. Struktur sekretori saluran getah kuning yang ditemukan pada tunas, ovari bunga, perikarp dan aril sama dengan yang ditemukan pada tangkai buah, batang dan daun Dorly et al. 2008. Getah kuning merupakan salah satu masalah yang terdapat pada buah manggis, ditunjukkan oleh adanya getah kuning yang mencemari kulit di permukaan luar dan daging buah Yaacob Tindall 1995. Getah kuning disebut ‘gamboge’ yang mengucur dari pembuluh getah, seringkali mengotori buah manggis. Gamboge dijumpai berbentuk bintik kuning pada kulit buah atau pada daging buah. Gamboge yang menembus ke dalam segmen daging buah menyebabkan warna putih pada aril berubah menjadi bening dan rasanya pahit. Buah yang tercemari getah kuning akan menurun kualitasnya sehingga tidak layak untuk diekspor Verheij 1997. Getah kuning disebabkan kerusakan secara fisik terhadap pembuluh- pembuluh getah Verheij 1997, akibat penyakit, insekta, luka mekanis, serta gangguan fisiologi dalam tumbuhan Fahn 1990. Gangguan fisiologis karena pemberian air secara berlebihan setelah kekeringan mengakibatkan adanya perubahan tekanan turgor yang memicu terjadinya pecah buah Syah et al. 2007. Peningkatan tekanan turgor akibat pemberian air yang berlebihan water injury, menyebabkan area dinding sel epidermis mengalami pembengkakan, sehingga kutikula patah dan umumnya memicu terjadinya pecah buah pada ceri manis Glenn Poovaiah 1989. Peran Kalsium Kalsium merupakan unsur hara esensial yang diperlukan tanaman. Kalsium berperan sebagai penyusun struktur dinding sel dan membran, penyeimbang kation inorganik dan anion organik dalam vakuola, serta menyampaikan pesan intraseluler di sitosol White Broadley 2003. Konsentrasi kalsium tertinggi diperkirakan 60 dari total Ca 2+ terdapat pada dinding sel Glenn Poovaiah 1989. Kalsium dalam tanaman terdapat dalam bentuk terlarut, dan terikat dalam pektat, oksalat, nitrat dan fosfat. Kalsium dalam bentuk terikat oleh pektat banyak terdapat dalam dinding sel Saure 2005. Dinding sel pada sel tumbuhan berperan sebagai kekuatan mekanis, eksoskeleton yang berfungsi untuk melindungi dan mempertahankan bentuk sel, serta menentukan hubungan antara tekanan turgor dengan volume sel Taiz Zeiger 2002. Dinding sel lebih tebal dari membran plasma, ketebalannya berkisar antara 0.1 µm hingga beberapa mikrometer. Komposisi kimiawi dinding sel berupa mikrofibril yang terbuat dari selulosa polisakarida yang tertanam di dalam matriks yang terdiri dari polisakarida lain dan protein Campbell et al. 2000. Dinding sel umumnya diklasifikasikan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder Taiz Zeiger 2002. Sel tumbuhan muda pertama-tama mensekresi dinding yang relatif tipis dan lentur yang disebut dinding sel primer. Dinding sel sekunder terbentuk setelah sel berhenti melakukan pertumbuhan pembesaran sel. Lamela tengah terletak diantara dinding sel primer yang berdekatan. Lamela tengah mengandung polisakarida lengket yang disebut pektin Campbell et al. 2000. Kompleks kalsium pektat juga berkontribusi untuk meningkatkan kekuatan dan rigiditas dinding sel Lambers et al. 1998. Kalsium merupakan unsur yang fundamental dari proses fisiologi tumbuhan dan termasuk penyusun dinding sel. Kalsium pada dinding sel kalsium pektat pada tanaman tomat meningkat selama perkembangan buah dan menurun ketika buah matang. Hal tersebut terjadi karena kalsium terlarut yang terletak pada sitoplasma akan mengalami depolarisasi sehingga struktur dinding sel menjadi lunak. Kuantitas konsentrasi kalsium terikat berbanding terbalik dengan konsentrasi kalsium terlarut. Pada saat buah matang kemungkinan terjadi perombakan kalsium terikat menjadi kalsium terlarut Rigney Wills 1981. Mekanisme Transportasi Kalsium Kalsium diserap oleh akar dari larutan yang ada di dalam tanah dan dikirimkan ke tajuk melewati xilem. Mekanisme transportasi kalsium antar sel terjadi secara difusi melewati plasmodesmata simplas dan ruang-ruang antar sel apoplas White Broadley 2003. Translokasi kalsium dari akar menuju tajuk digerakkan oleh aliran masa transpirasi dan lewat pertukaran kation Saure 2005. Suplai kalsium lewat xilem sangat tergantung aliran transpirasi, dan transpirasi yang terjadi di buah, daun muda dan jaringan yang tertutup rendah White Broadley 2003. Pemindahan Ca dapat terjadi di apoplas lewat mekanisme pertukaran kation Habib Donnelly 2002. Kalsium tidak dapat dipindahkan dari jaringan lebih tua dan didistribusikan kembali lewat floem White Broadley 2003. Penyemprotan kalsium ke permukaan buah direkomendasikan untuk mengatasi defisiensi kalsium dalam buah dan meningkatkan kualitas buah. Hal ini disebabkan kalsium yang diaplikasikan dalam tanah atau permukaan daun tidak berpindah ke buah dan tidak berkontribusi untuk meningkatkan Ca dalam buah Saure 2005. Penetrasi kalsium ke dalam permukaan buah dapat melewati trikoma, stomata, lentisel dan kutikula Saure 2005. Kation kalsium harus masuk ke dalam jaringan perikarp, agar aplikasi kalsium efektif. Penetrasi kalsium melewati lapisan kutikula sangat sulit karena harus melewati lintasan lipofilik, sehingga penyerapan kalsium yang diaplikasikan ke permukaan buah sebagian sesar melalui stomata Huang et al. 2005. Penetrasi kalsium melewati kutikula melalui akuapori dengan lintasan lipofilik. Penambahan surfaktan diperlukan untuk meningkatkan penetrasi. Surfaktan memiliki gugus kepala dan ekor. Gugus kepala bersifat lipofilik yang mampu menembus lapisan lilin pada kutikula, sedangkan gugus ekor bersifat hidrofilik yang mampu berikatan dengan kalsium yang telah dilarutkan dalam air Schonherr 2000. Agen pengkelat seperti asam sitrat diperlukan untuk mengikat mengkelat residu kalsium agar berpindah ke dalam perikarp buah Callan 1986. Kalsium yang diaplikasikan secara langsung pada permukaan buah, setelah memasuki perikarp harus ditranslokasikan ke dinding sel. Kalsium merupakan elemen yang sedikit mobil, mekanisme transportasinya belum jelas. Kalsium yang diaplikasikan kemungkinan besar akan mengendap bersama asam organik di dalam perikarp, seperti asam oksalat. Berdasarkan hasil observasi dengan sinar X terungkap bahwa sel epidermis pada perikarp kaya akan padatan kalsium terutama pada sitoplasma. Kalsium yang diendapkan pada sitoplasma akan mengurangi ketersediaan Ca di dinding sel. Kalsium yang berikatan dengan pektin sangat tergantung pada ketersediaan grup karbonik uronik grup, meskipun demikian kalsium merupakan struktur penting yang mempengaruhi sintesis dan metabolisme pektin di dinding sel Huang et al. 2005. Aplikasi Kalsium Secara Eksternal Jenis kalsium yang diaplikasi kalsium secara eksternal pada permukaan buah antara lain Ca asetat, Ca kasianat, CaNO 3 2 , CaCl 2 dan CaOH 2 , dengan derajat kesuksesan yang bervariasi. Callan 1986 melaporkan bahwa CaOH 2 lebih efektif dari pada CaCl 2 untuk mengurangi pecah buah pada sweet cherry. Penambahan agen pengkelat seperti asam sitrat dan NAA ke dalam larutan CaCl 2 memberikan efek tingkat pecah buah yang lebih rendah pada leci Huang et al. 2005. Penyemprotan kalsium pada tahap awal perkembangan buah 2 minggu setelah antesis MSA paling efektif. Hal ini disebabkan pada tahap tersebut pertumbuhan aril berlangsung sangat cepat dan saat utama aril melakukan ekspansi sel yang sangat penting untuk resistensi terhadap pecah buah pada leci Huang et al. 2005. Konsentrasi kalsium menurun secara teratur selama periode pertumbuhan pada buah tomat, penurunan paling tajam umur 5-8 MSA Clark et al. 1989. Kalsium yang diaplikasikan melewati stomata, sehingga semakin tinggi densitas stomata maka peluang kalsium yang masuk ke perikarp lebih besar. Densitas stomata pada buah manggis meningkat dari umur 2-8 MSA, dan menurun pada umur 10 MSA. Aplikasi CaCl 2 selama 4 kali pada umur 2, 4, 6, dan 8 MSA dengan konsentrasi yang makin meningkat sampai 0.25 M, semakin menurunkan skor getah kuning pada kulit maupun aril Dorly 2009. METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penyemprotan kalsium pada buah manggis dilakukan di sentra produksi manggis yaitu di kampung Cengal, Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang, Kabupaten Bogor. Pengamatan sifat fisik dan kimia buah dilakukan di laboratorium PKBT Pusat Kajian Buah Tropik. Analisis kandungan kalsium pada perikarp dilakukan di laboratorium Balai Penelitian Tanah BPT Bogor. Analisis anatomi sekretori getah kuning manggis di laboratorium Mikroteknik Departemen Biologi, FMIPA, IPB. Waktu Penelitian Oktober 2009-Januari 2011. Bahan dan Alat Bahan tanaman yaitu populasi buah manggis Leuwiliang yang sudah berproduksi, berumur kurang lebih 30 tahun. Bahan untuk penyemprotan antara lain kalsium klorida CaCl 2 , kalsium hidroksida CaOH 2 , air, asam sitrat, surfaktan. Bahan kimia yang digunakan antara lain NaOH, indikator phenolftalin, akuades, air bebas ion, NaCl, asam asetat, HCl, larutan Johansen dan parafin. Peralatan yang digunakan antara lain jangka sorong, neraca analitik, penetrometer, refraktometer, perangkat titrasi, AAS Atomic Absorption Spektometer merk Perkin Elmer-Model 2380, mikrotom, hot plate, mikroskop, dan peralatan laboratorium yang menunjang. Rancangan Penelitian Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu rancangan acak kelompok RAK dengan blok berupa lereng dari denah lokasi penelitian Lampiran 4. Perlakuan yang dilakukan dalam penelitian yaitu : 1. Kontrol 2. CaCl 2 konsentrasi 0.25 M 3. CaCl 2 konsentrasi 0.5 M 4. CaCl 2 konsentrasi 1 M 5. CaOH 2 konsentrasi 0.25 M 6. CaOH 2 konsentrasi 0.5 M 7. CaOH 2 konsentrasi 1 M CaCl 2 dan CaOH 2 dengan konsentrasi 0.25 M, 0.5 M dan 1 M dilarutkan dengan 1 liter air, kemudian ditambahkan asam sitrat 5 gram pengkelat dan surfactant pro stiker dengan konsentrasi 0.5 mll larutan. Penelitian dilakukan sesuai diagram alir penelitian Gambar 2. Gambar 2 Diagram alir penelitian Pelabelan dilakukan pada saat antesisbunga mekar 0 MSA. Jumlah pohon yang diperlukan adalah 21 pohon 7 perlakuan dengan 3 ulangan, masing-masing pohon dilabel sebanyak 40 bunga. Penyemprotan dilakukan pada permukaan buah manggis muda yang berumur 2, 4, 6,dan 8 MSA. Penyemprotan larutan kalsium dilakukan dengan menggunakan hand sprayer secara langsung ke buah dengan beberapa kali semprotan sampai seluruh permukaan buah basah dengan volume semprot sekitar 10 ml per buah. Pengamatan Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning Pengamatan anatomi struktur sekretori getah kuning dilakukan setelah aplikasi pemberian kalsium secara eksternal mulai 10 dan 15-16 MSA. Sampel Pemilihan tanaman, persiapan alat dan bahan Pelabelan pada antesis Penyemprotan Kalsium Pada Buah berumur 2, 4, 6, 8 MSA Pemanenan Buah Manggis Umur 10, 13 dan 16 MSA Pengumpulan data : 1. Anatomi sekretori getah kuning 2. Morfologi buah manggis 3. Fisiologis kandungan kalsium perikarp Pengolahan dan Analisis Data buah sebanyak 3 ulangan diambil, kemudian diamati struktur sekretorinya pada perikarp buah. Sediaan mikroskopi dibuat dengan menggunakan metode parafin dan pengamatan dengan TEM.

1. Metode Parafin

Metode yang digunakan untuk pengamatan sediaan mikrospis dengan metode parafin Johansen 1940. Sampel difiksasi dalam larutan FAA 5 ml formalin, 5 ml asam asetat glasial, 90 ml alkohol 70. Sampel yang telah difiksasi, selanjutnya dicuci dengan alkohol 70. Proses penghilangan air dari jaringan dehidrasi dilakukan dengan merendam sampel dalam larutan seri Johansen Lampiran 1. Infiltrasi parafin ke dalam jaringan dilakukan secara bertahap dengan menambahkan parafin beku ke dalam wadah berisi sampel, tertier butil alkohol TBA dan minyak parafin, lalu dibiarkan terbuka pada suhu ruang selama 1-4 jam dan dilanjutkan dalam oven pada suhu 60 C. Setelah melalui infiltrasi jaringan ditanam dalam blok parafin. Kemudian sampel di dalam blok parafin dilunakkan dengan merendam di dalam larutan Gifford Lampiran 2 selama 3 bulan. Sampel diiris menggunakan mikrotom putar dengan ketebalan 10 µm. Pita parafin yang diperoleh direkatkan pada gelas obyek yang telah diolesi dengan perekat albumin-gliserin dan dikeringkan di atas hotplate dengan suhu 40 C selama 5-6 jam. Selanjutnya dilakukan pewarnaan rangkap dua yaitu safranin 1 dan fastgreen 0,5. Preparat yang telah diwarnai ditetesi entelan lalu ditutup dengan gelas penutup kemudian diamati di bawah mikroskop. Parameter yang diamati yaitu diameter saluran getah 400X, panjang dan lebar sel epitel saluran getah 1000X.

2. Pengamatan dengan TEM

Perikarp buah manggis yang berumur 15-16 MSA berukuran 1 x 1 x 1 mm difiksasi menggunakan fiksatif glutaraldehid 2.5 dalam 0.1 M bufer kakodilat+3 sukrosa dan postfiksasi menggunakan fiksatif osmium tetroksida 2 dalam 0. 2.5 K 3 FeCN 6 +3 sukrosa pada suhu 4 C selama 2 jam. Sampel yang sudah difiksasi, kemudian didehidrasi di dalam seri etanol bertingkat mulai dari etanol 10 sampai dengan 100 di atas shaker 4 C. Infiltrasi dilakukan secara bertahap dalam campuran etanol:propilen oxide 3:1, 1:1 dan 3:1 masing- masing selama 30 menit. Sampel ditanam dalam spurr’resin, disayat dengan ultra mikrotom setebal 70 nm dengan pisau intan. Sayatan ditempel pada grid berukuran 200 mesh, kemudian diwarnai dengan uranil asetat 2 dan triple lead 4. Preparat yang telah diwarnai diamati dibawah mikroskop elektron tipe JEM 1010 pada 80 kV. Parameter yang diamati ketebalan dinding sel epitel saluran getah kuning 30000X Data Morfologi Data morfologi meliputi skor getah kuning pada kulit dan aril buah manggis, sifat fisik buah buah manggis yaitu diameter buah, edible portion, ketebalan kulit buah perikarp, dan kekerasan kulit buah. 1. Pengamatan skor getah kuning pada kulit buah dan aril dilakukan secara langsung dengan menghitung jumlah getah pada permukaan kulit buah dan aril. Pengamatan skor getah kuning mengikuti Kartika 2004. a. Skor getah kuning pada kulit buah Skor 1 : baik sekali, kulit mulus tanpa tetesan getah kuning Skor 2 : baik, kulit mulus dengan 1-5 tetes getah kuning yang mengering tanpa mempengaruhi warna buah Skor 3 : cukup baik, kulit mulus dengan 6-10 tetes getah kuning yang mengering tanpa mempengaruhi warna buah Skor 4 : buruk, kulit kotor karena tetesan getah kuning dan bekas aliran yang menguning dan membentuk jalur-jalur berwarna kuning di permukaan buah Skor 5 : buruk sekali, kulit kotor karena tetesan getah kuning dan membentuk jalur-jalur berwarna kuning di permukaan buah, warna buah menjadi kusam b. Adapun skor getah kuning pada aril yaitu : Skor 1 : baik sekali, aril putih bersih, tidak terdapat getah kuning baik di antara aril dengan kulit maupun di pembuluh buah Skor 2 : baik, aril putih dengan sedikit noda hanya bercak kecil karena getah kuning yang masih segar hanya pada satu ujung Skor 3 : cukup baik, terdapat sedikit noda bercak getah kuning di salah satu juring atau diantara juring yang menyebabkan rasa buah menjadi pahit Skor 4 : buruk, terdapat noda gumpalan getah kuning baik di juring, diantara juring atau di pembuluh buah yang menyebabkan rasa buah menjadi pahit Skor 5 : buruk sekali, terapat noda gumpalan baik di juring, diantara juring atau di pembuluh buah yang menyebabkan rasa buah menjadi pahit, warna aril menjadi bening 2. Sifat fisik buah Manggis a. Diameter buah cm Diameter buah diukur secara transversal dan longitudinal, alat yang digunakan jangka sorong dengan satuan cm, diukur secara melintang pada bagian tengah buah, sedangkan diameter longitudinal diukur secara membujur dari ujung sampai pangkal buah. b. Edible portion Edible portion porsi yang dapat dimakan merupakan bobot daging buah selisih antara bobot aril dengan bobot biji yang dinyatakan dalam satuan persen . Edible portion dirumuskan sebagai berikut : � ��� ��� = bobot aril − bobot biji bobot buah utuh X 100 c. Ketebalan kulit buah mm Pengamatan ketebalan kulit buah mm dilakukan dengan cara membelah kulit manggis secara transversal, kemudian kulit buah diukur dengan jangka sorong. d. Kekerasan kulit buah mmkg Kekerasan kulit buah diukur dengan menggunakan penetrometer. Pengukuran kekerasan kulit buah meliputi bagian ujung, tengah dan pangkal buah. Kekerasan kulit buah dihitung dari nilai rata-rata dari bagian ujung, tengah dan pangkal buah. 3. Sifat kimia buah Manggis a. Padatan Total Terlarut PTT Padatan total terlarut brix diukur dengan menggunakan refraktometer, dilakukan dengan meletakkan air perasan daging buah pada refraktometer dan angka dibaca melalui lensa refraktometer b. Total Asam Tertitrasi TAT Total Asam Tertitrasi dihitung melalui asam tertitrasi mengacu AOAC 2007. Sejumlah 10 g hancuran buah ditambahkan akuades hingga 100 ml lalu disaring. Sejumlah 25 ml filtrat ditambahkan 2-3 tetes indikator phenolftalin pp dititrasi dengan NaOH 0,1 N sehingga terjadi perubahan warna menjadi merah jambu yang stabil. Titrasi dilakukan duplo. Total asam tertitrasi dihitung dalam bentuk persentase asam organik yaitu asam sitrat, dengan rumus : TAT = ml titran × N NaOH × fp × BE × 100 bobot contoh g N : Normalitas larutan NaOH Fp : Faktor pengenceran 10025 BE : bobot ekivalen = 64 Pengumpulan Data Fisiologis Data fisiologis dikumpulkan dengan cara mengukur kandungan kalsium perikap buah manggis umur 10 dan 15-16 MSA. Metode penentuan kalsium terlarut dan kalsium terikat menurut Suwwan dan Poovaiah 1978, sedangkan ekstraksi kalsium terikat dilakukan secara bertingkat mengikuti prosedur ekstraksi metode Chen dan Uetomo 1976 Gambar 3. Gambar 3 Prosedur ekstraksi berbagai bentuk kalsium yang berbeda dalam jaringan tumbuhan Chen Oetomo 1976. Endapan suspensi ditambah dengan 2 larutan asam asetat selama 2 jam Endapan suspensi ditambah dengan 1 moll larutan NaCl selama 2 jam Endapan suspensi ditambah dengan 0.6 moll larutan HCl selama 2 jam Endapan – kalsium silikat Sentrifugasi supernatan – kalsium larut dalam air Jaringan Tumbuhan Dihaluskan dalam air bebas ion selama 2 jam Sentrifugasi supernatan – kalsium pektat Sentrifugasi supernatan – kalsium fosfat Sentrifugasi supernatan – kalsium oksalat