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 (pulp/aril). 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 kJ/100g, 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). A
B
C
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 adventitious/nuclear embryony, yaitu: perkembangan embrio adventif dari integumen bagian luar tanpa adanya stimulasi dari perkembangan seksual (Richard 1990).
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 pembuluhpembuluh 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 Ca2+) 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, Ca(NO3)2, CaCl2 dan Ca(OH)2, dengan derajat kesuksesan yang bervariasi. Callan (1986) melaporkan bahwa Ca(OH)2 lebih efektif dari pada CaCl2 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 CaCl2 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).
