Seed Coating untuk Meningkatkan Daya Simpan Benih Kakao Sulistyani Pancaningtyas1) 1)
Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman 90 Jember 68118
Penerapan teknologi seed coating sudah diterapkan pada berbagai jenis tanaman hortikultura dan tanaman industri guna meningkatkan daya simpan benih agar benih tetap berkualitas. Metode ini diterapkan melalui penyelubungan biji agar masa simpannya lebih lama untuk berbagai tujuan terutama konservasi dan komersialisasi benih tanaman. Teknologi seed coating ini sudah menjadi bagian industri pertanian, dan berpeluang diterapkan untuk memperpanjang daya simpan benih kakao yang bersifat rekalsitran.
enih tanaman dapat dikelompokkan menjadi benih ortodok, intermediate, dan rekalsitran. Pengelompokan tersebut didasarkan atas kepekaannya terhadap suhu dan pengeringan. Benih kakao termasuk kelompok benih rekalsitran yang memerlukan penanganan khusus dalam penyimpanannya. Sifat fisiologis benih rekalsitran antara lain tidak tahan terhadap penurunan kelembaban air dan suhu udara selama penyimpanan sehingga kendala dalam penyimpanan benih kakao adalah banyaknya benih berkecambah karena tidak memiliki masa dormansi. Berkaitan dengan permasalahan ini berbagai usaha untuk mencegah perkecambahan dalam penyimpanan telah dilakukan untuk mempertahankan daya kecambah selama penyimpanan. Penyimpanan dalam jangka waktu lama menyebabkan daya kecambah dan vigor benih kakao menurun. Kadar air yang tinggi menyebabkan benih kakao mudah terserang jamur dan mikroorganisme lainnya. Viabilitas benih kakao hanya dapat dipertahankan selama 6 hari pada kondisi suhu 25-27 OC, kadar air 18-20%, dan kelembaban udara 55-75%. Penyebarluasan benih kakao menghadapi kendala jarak yang jauh antara
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
produsen benih dengan lokasi pengembangan kakao sehingga perlu dukungan metode penyimpanan benih kakao yang lebih baik. Peningkatan kualitas benih perlu dilakukan untuk mempertahankan benih dari laju kemunduran, salah satunya dengan memberikan perlakuan sebelum penyimpanan. Pelapisan benih atau seed coating sebagai teknik peningkatan performa benih dinilai sangat efektif, karena tidak hanya dapat memperbaiki penampilan benih, juga dapat meningkatkan daya simpan, mengurangi resiko terinfeksi jamur, dan dapat digunakan sebagai pembawa zat aditif, seperti antioksidan, antimikroba, mikroba antagonis, zat pengatur tumbuh, dan zat dengan potensial osmotik 3) . Kemunduran mutu benih yang disebabkan oksidasi lemak dapat dicegah dengan pemberian substrat penangkap radikal bebas secara eksogen seperti tokoferol maupun antioksidan lainnya2). Indikasi kemunduran benih dapat diketahui secara biokimia dan fisiologis. Indikasi fisiologis kemunduran benih dicirikan dengan penurunan laju pertumbuhan perkecambahan dan dihasilkannya kecambah-kecambah yang lemah, berakar kecil dan abnormal, sedangkan kemunduran benih berdasarkan indikasi biokimiawi ditunjukkan
27 | 2 | Juni 2015
>> 14
dengan terjadinya penurunan cadangan makanan, peningkatan kandungan asam lemak, berkurangnya aktivitas enzim, terjadi kerusakan membran, dan meningkatnya nilai konduktivitas. Daya tahan benih terhadap laju kemunduran, selain dipengaruhi oleh kondisi penyimpanan juga dipengaruhi oleh aktivitas enzim antioksidan. Secara fisiologi, timbulnya senyawa radikal akan diimbangi oleh mekanisme pertahanan endogen dengan menggunakan zat atau senyawa yang mempunyai kemampuan sebagai anti radikal bebas atau yang disebut juga antioksidan. Usaha mencegah perkecambahan benih pada saat penyimpanan adalah dengan menghambat perkecambahan tanpa harus mematikan benih. Hal ini dilakukan dengan mengunakan larutan osmose tinggi seperti larutan gula dan NaCl, yang menghambat metabolisme seperti denitriphenol dan sianida, serta dengan perlakuan 2,4-D konsentrasi rendah. Tekanan osmose tinggi dapat menghambat perkecambahan dengan cara menahan berkembangnya radikula. Proses tersebut berlangsung dengan menghambat imbibisi air, karena osmose yang tinggi mempunyai potensi atau dapat menghambat masuknya ion beracun ke embrio dan menghambat perkecambahan benih. Tekanan osmose tinggi menyebabkan perubahan pada struktur protein dan aktifitas enzim di dalam sel. Polyethylene Glycol (PEG) merupakan bahan yang dapat meningkatkan tekanan osmose bila terlarut dalam air. Hal ini telah dilakukan untuk menguji ketahanan benih terhadap kekeringan. PEG dengan berat molekul besar (lebih dari 4000) dapat menimbulkan tekanan osmose tanpa efek racun terhadap benih. PEG 4000 dan PEG 6000 pada konsentrasi 5% (m/v) menyebabkan berkurangnya ketersediaan oksigen dalam suatu larutan. Semakin tinggi konsentrasi PEG, maka semakin rendah konsentrasi oksigen di dalam larutan tersebut. Larutan PEG dan larutan gula konsentrasi tinggi merupakan “reversible germinaton inhibitor” sehingga tidak menurunkan viabilitas benih jika digunakan untuk menekan perkecambahan benih rekalsitran. Ada dua macam antioksidan, yaitu: antioksidan enzim dan antioksidan vitamin. Antioksidan enzim meliputi superoksida dismutase
27 | 2 | Juni 2015
15 <<
(SOD), katalase dan glutation peroksidase. Antioksidan vitamin mencakup -tokof erol (vitamin E), -karoten dan asam askorbat (vitamin C). -tokoferol (vitamin E) merupakan antioksidan larut lemak yang berperan mencegah peroksidasi lipid dari asam lemak tak jenuh dalam membran sel. Adanya ikatan tak jenuh pada tokoferol menyebabkan senyawa ini mudah teroksidasi, sehingga dapat mereduksi radikal bebas lipidik lebih cepat daripada oksigen. Asam askorbat (vitamin C) adalah antioksidan larut dalam air, berperan sebagai penangkap radikal bebas, regenerasi antioksidan larut minyak (vitamin E radikal), membantu metabolisme asam amino dan kalsium serta mereduksi produk oksidasi yang tidak diinginkan. Aktivitas asam askorbat menjadi lebih efektif jika dikombinasikan dengan -tokoferol.
Pelapisan Benih (Seed Coating) Penerapan teknologi seed coating sudah banyak dilakukan pada tanaman hortikultura dan beberapa tanaman industri seperti kemiri dan karet. Pelapisan benih merupakan proses pembungkusan benih dengan zat tertentu yang bertujua n u ntu k: (1) meningkat kan kinerja benih selama perkecambahan, (2) melindungi benih dari gangguan atau pengaruh kondisi lingkungan, (3) mempertahankan kadar air benih, (4) menyeragamkan ukuran benih, (5) memudahkan penyimpanan benih dan mengurangi dampak kondisi ruang penyimpanan, dan (6) memperpanjang daya simpan benih4). Terdapat dua tipe pelapisan benih yang telah dikomersialkan, yaitu seed coating dan seed pelleting2). Perbedaan utama keduanya adalah ukuran, bentuk, bobot dan ketebalan lapisan yang dihasilkan. Coating memungkinkan untuk menggunakan bahan yang lebih sedikit dan bentuk asli benih masih terlihat serta bobot benih hanya meningkat 0,1-2 kali sedangkan pelleting dapat mengubah bentuk benih yang tidak seragam menjadi bulat halus dan seragam serta dapat meningkatkan bobot benih hingga 2-50 kali3). Pelapisan benih umumnya dilakukan dengan menggunakan alat berbentuk silinder (drum) yang diputar dengan kecepatan tertentu. Kecepatannya bervariasi tergantung pada diameter drum, yaitu antara 10-35 rpm. Industri benih memutakhirkan
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
Visualisasi pelapisan benih melalui Seed Coating
penggunaan teknologi pelapisan benih tradisional dengan teknologi rotary coating untuk meningkatkan efisiensi proses pelapisan, yaitu dengan meningkatkan kecepatan pelapisan benih dan kehomogenan pelapis. Rotary coater dilengkapi dengan rotor yang berputar dengan kecepatan 25-150 rpm dan spinning disc yang berputar dengan kecepatan 1.500-6.000 rpm, sehingga menciptakan aliran spiral partikel pelapis yang bergerak melapisi benih dengan sangat cepat.
sebagai perambat dan penyimpan panas yang rendah, serta harga relatif lebih murah sehingga dapat menekan harga benih 4). Polimer untuk pelapis benih idealnya memiliki karakter sebagai berikut: (1) larut dalam air, (2) memiliki nilai viskositas yang rendah, (3) memiliki konsentrasi yang tinggi pada kondisi padat, (4) memiliki pengaturan keseimbangan hidrofilik dan hidrofobik, dan (5) dapat membentuk lapisan tipis keras setelah dikeringkan.
Bahan pelapis yang digunakan untuk melapisi benih harus memenuhi persyaratan, antara lain; dapat mempertahankan kadar air benih selama penyimpanan, dapat menghambat laju respirasi, tidak bersifat toksik terhadap benih, bersifat mudah pecah dan larut apabila terkena air, bersifat porous, tidak mudah mencair, higroskopis, tidak bereaksi dengan pestisida yang digunakan dalam perawatan benih, bersifat
Bahan pelapis yang digunakan harus kompatibel dengan benih, sehingga kualitas benih tetap terjaga dan proses perkecambahan tidak terganggu. Bahan kimia lain seringkali ditambahkan pada formulasi pelapis dengan tujuan meningkatkan performansi benih di lapangan, misalnya zat pengatur tumbuh atau hormon sintetik, zat hara mikro, mikroba, dan fungisida.
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
27 | 2 | Juni 2015
>> 16
Proses coating benih
Contoh benih padi yang sudah di- coating ; sesudah (kiri), sebelum (kanan) 27 | 2 | Juni 2015
17 <<
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi seed coating, antara lain: 1. Sifat-sifat materi coating yang meliputi densitas, ukuran partikel, daya serap, fluiditas, kemampuan berinteraksi dengan air dan daya adhesi. 2. Jenis benih Kecepatan rotasi mesin aplikator seed coating harus disesuaikan dengan jenis dan ukuran benih sehingga perlu optimasi terkait dengan kecepatan putaran. Rotary coater dapat menyebabkan pergesekan dan meningkatkan suhu sampai 35OC. Untuk benih yang sensitif dengan suhu, proses ini akan menyebabkan kerusakan mekanis dan fisiologis. Waktu pengeringan setelah coating sangat tergantung dari peningkatan kadar air benih. Beberapa spesies menunjukkan imbibisi yang cepat pada 5-10 menit pertama, dan lama waktu coating berkorelasi positif dengan waktu pengeringan.
Penutup Metode seed coating merupakan suatu tren dalam bidang teknologi perbenihan untuk mempertahankan kualitas benih selama penyimpanan terutama benih kakao yang bersifat rekalsitran. Seed coating juga merupakan upaya untuk perbaikan mutu benih melalui penambahan berbagai bahan aditif yang dapat meningkatkan kualitas benih. Pengembangan metode seed coating pada benih kakao perlu dikembangkan guna mendukung pengembangan teknologi bahan tanam unggul kakao yang masih menghadapi kendala keterbatasan masa simpan benih. Sumber Pustaka 1)
Bewley, J.D. & M. Black (1994). Seeds: Physiologi of Development and Germination. 3rd Edition. Plenum Press. London.
2)
Copeland, L.O. & M.B. McDonald (2001). Principles of seed science and technology. 4th edition, Kluwer Academic Publisher, Netherlands.
3)
Ilyas, S. (2003). Teknologi Pelapisan Benih. Makalah Seminar Benih Pellet. Fakultas Pertanian. IPB. Bogor. 16 hal.
4)
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
Kuswanto, H. (2003). Teknologi Pemrosesan, Pengemasan dan Penyimpanan. Kanisius. Yogyakarta. **0**
27 | 2 | Juni 2015
>> 18
