library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
i
DETEKSI DAN ANALISIS KLOROFIL PADA BERBAGAI JENIS
SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN MENGGUNAKAN PENGUJIAN
FOTOLUMINESENSI
HALAMAN JUDUL
Disusun oleh :
THERESIA OKVITAWATI
M0212077
SKRIPSI
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS ILMU MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
April, 2018
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ii
HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iii
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul
“DETEKSI DAN ANALISIS KLOROFIL PADA BERBAGAI JENIS
SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN MENGGUNAKAN PENGUJIAN
FOTOLUMINESENSI” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga
saat ini. Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh
orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan
di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah
dituliskan di daftar pustaka. Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua
pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau
di photocopy secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, April 2018
Theresia Okvitawati
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
MOTTO
“Love above all else.”
“Whoever does not love does not know God, because God is love.”
1 John 4:8
“Love is patient, love is kind. It does not envy, it does not boast, it is not proud. It
is not rude, it is not self-seeking, it is not easily angered, it keeps no record of
wrongs. Love does not delight in evil but rejoices with the truth. It always
protects, always trusts, always hopes, always perseveres. Love never fails…”
1 Corinthians 13:4-8
“And now these three remain: faith, hope and love. But the greatest of these is
love.”
1 Corinthians 13:13
“It is not what you take, it is what you leave.”
Jennifer Niven
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
PERSEMBAHAN
Segala hasil dan karya ini kupersembahkan kepada :
Mama dan Papa
Mas Andy dan Ova
All of Us (AOU)
CFC 2012
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
Deteksi Dan Analisis Klorofil Pada Berbagai Jenis Sayuran Dan Buah-
Buahan Menggunakan Pengujian Fotoluminesensi
Theresia Okvitawati
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Klorofil adalah pigmen yang terdapat dalam kloroplas dan memanfaatkan cahaya
yang diserap sebagai energi untuk reaksi-reaksi dalam proses fotosintesis. Klorofil
menyerap cahaya pada panjang gelombang antara 400-700 nm, terutama sinar
merah dan biru. Penelitian ini bertujuan untuk mendeteksi klorofil pada berbagai
jenis sayuran dan buah-buahan dengan menggunakan pengujian secara
fotoluminesensi. Sampel berupa sayur bayam, selada dan seledri, sedangkan
sampel buah-buahan berupa buah kiwi, anggur dan apel. Sampel tersebut
disiapkan dengan cara di ekstrak menggunakan larutan etanol 99,8%. Hasil
menunjukkan klorofil dapat dideteksi menggunakan pengujian fotoluminesensi
dengan panjang gelombang laser sebesar 420 nm. Hasil penelitian ini
menunjukkan puncak klorofil pada berbagai jenis sayuran dan buah-buahan
berbeda-beda tetapi berada pada panjang gelombang yang berdekatan, yaitu pada
panjang gelombang sekitar 670 nm dan 720 nm.
Kata kunci : klorofil, fotoluminesensi
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
Chlorophyll detection and Analysis in Vegetables and Fruits BY Using
Photoluminescence
Theresia Okvitawati
Physics Departement, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,
Sebelas Maret University
ABSTRACT
Chlorophyll is a pigment in chloroplast and using light absorption as energy to
process all reactions on photosynthesis. Chlorophyll absorb light in wavelength
around 400-700 nm, especially red and blue. The purpose of this research is to
detect chlorophyll in some vegetables and fruits using photoluminescence test.
The samples of vegetables are spinach, lettuce and celery, as of fruits samples are
kiwi, grape and apple. Before photoluminescence testing, the samples are
extracted using ethanol 99.8%. In this research, the chlorophyll could be detected
using photoluminescence test with laser’s wavelength at 420 nm. The result
showed chlorophyll in some vegetables and fruits has two peaks with same
characteristics. The chlorophyll peaks are in variety number but at the same range
of wavelength around 670 nm and 720 nm.
Keywords : chlorophyll, photoluminescence
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena
rahmat dan berkatnya penulis dapat menyusun dan menyelesaikan skripsi yang
berjudul “Deteksi Dan Analisis Klorofil Pada Berbagai Jenis Sayuran Dan Buah-
Buahan Menggunakan Pengujian Fotoluminesensi” ini dengan baik.
Skripsi disusun berdasarkan apa yang telah penulis lakukan di Laboratorium
Laser Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Serpong, Tangerang. Dalam
penyusunan skripsi ini penulisa banyak mendapatkan bantuan dan masukan dari
beberapa pihak, oleh sebab itu penulis ingin mengungkapkan rasa terima kasih
kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus
2. Keluarga
3. Bapak Mohtar Yunianto S.Si., M.Si. selaku pembimbing I yang telah
membimbing dan member motivasi dalam penyusunan skripsi
hingga selesai.
4. Bapak Dr. Isnaeni M.Sc. selaku pembimbing II yang telah
membimbing dan mengarahkan penelitian dari awal hingga akhir.
5. Ibu Dr. MM. Suliyanti
6. Teman-teman AOU (Aprilia T.A, Aida N.I, Maura G.N, Shilminur
L, dan Ulul R.F) atas segala motivasi dan waktunya.
7. Iranika F. berserta teman-teman CFC 2012
8. Grup Laser dan teman-teman TA dan PKL di Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI), Serpong, Tangerang.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki kekurangan karena
keterbatasan ilmu penulis, untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat
diharapkan. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembacanya.
Surakarta, April 2018
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
PUBLIKASI
Sebagian skripsi saya yang berjudul “Deteksi Dan Analisis Klorofil Pada Berbagai
Jenis Sayuran Dan Buah-Buahan Menggunakan Pengujian Fotoluminesensi” telah
dipublikasikan di digilib UNS.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI ............................................................ ii
PERNYATAAN .................................................................................................... iii
MOTTO ................................................................................................................. v
PERSEMBAHAN ................................................................................................. vi
ABSTRAK ........................................................................................................... vii
ABSTRACT ........................................................................................................ viii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix
PUBLIKASI ........................................................................................................... x
DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi
DAFTAR SIMBOL ........................................................................................... xvii
BAB I ...................................................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2. Perumusan Masalah ................................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah ..................................................................................... 2
1.4. Tujuan Penelitian .................................................................................... 2
1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................. 2
BAB II .................................................................................................................... 3
2.1. Klorofil ................................................................................................... 3
2.1.1. Sumber Klorofil ............................................................................ 4
2.1.2. Klorofil a ...................................................................................... 5
2.1.3. Klorofil b ...................................................................................... 6
2.1.4. Kegunaan Klorofil bagi kesehatan ............................................... 6
2.1.5. Panjang Gelombang Klorofil ........................................................ 7
2.2. Fotoluminesensi ...................................................................................... 8
2.3. Time-Resolved Photoluminescence (TRPL) ......................................... 11
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xii
2.4. UV-Vis Spectrometer ........................................................................... 11
BAB III ................................................................................................................. 14
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... 14
3.2. Alat dan Bahan ..................................................................................... 14
3.2.1. Alat ............................................................................................. 14
3.2.2. Bahan .......................................................................................... 15
3.3. Prosedur Penelitian ............................................................................... 15
3.4. Teknik Analisis Data ............................................................................ 19
BAB IV ................................................................................................................. 21
4.1. Fotoluminesensi .................................................................................... 21
4.2. Time-Resolved Photoluminescence ...................................................... 34
4.3 Absorbansi ............................................................................................. 37
4.4. Level Energi.......................................................................................... 39
BAB V ................................................................................................................... 41
5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 41
5.2. Saran ..................................................................................................... 42
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 43
LAMPIRAN ......................................................................................................... 46
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Beberapa jenis Luminesensi (Valuer dan Berberan-Santos, 2012)........ 9
Tabel 4.1. Rasio puncak panjang gelombang spektrum klorofil untuk sampel
sayuran dan buah-buahan ..................................................................... 29
Tabel 4.2. Intensitas spektrum klorofil untuk masing-masing sayuran dan buah-
buahan ................................................................................................... 30
Tabel 4.3. Perbandingan intensitas sspektrum sampel dengan kandungan klorofil
(μg/g) pada berbagai sayuran dan buah-buahan ................................... 31
Tabel 4.4. Panjang gelombang terjadinya transisi elektron pada spektrum klorofil
di berbagai sayuran dan buah-buahan ................................................ 332
Tabel 4.5. Rasio lebar spektrum klorofil untuk masing-masing sayuran dan buah-
buahan ................................................................................................... 33
Tabel 4.6. Waktu paruh sayuran dan buah-buahan ............................................... 36
Tabel 4.7. Rasio absorbansi panjang gelombang pada masing-masing sayuran dan
buah-buahan.......................................................................................... 39
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur kloroplas pada daun tumbuhan............................................. 4
Gambar 2.2. Struktur kimia Klorofil a .................................................................... 5
Gambar 2.3. Struktur kimia Klorofil b .................................................................... 6
Gambar 2.4. Spektrum panjang gelombang spektroskopi fluoresensi pada minyak
sayur ................................................................................................... 8
Gambar 2.5. Proses fotoluminesensi ..................................................................... 10
Gambar 2.6. Grafik hasil waktu perubahan pada spektroskopi Time-Resolved ... 11
Gambar 3.1. Set up alat uji fotoluminesensi ......................................................... 15
Gambar 3.2. Skema persiapan sampe ekstraksi sayuran dan buah-buahan .......... 16
Gambar 3.3. Skema penelitian pengukuran absorbansi sampel ............................ 17
Gambar 3.4. Rangkaian pengukuran absorbansi ................................................... 17
Gambar 3.5. Skema penelitian dengan pengukuran sampel menggunakan
fotoluminesensi ................................................................................ 18
Gambar 3.6. Set up pengukuran dengan fotoluminesensi ..................................... 18
Gambar 3.7. Set up pengukuran Time-Resolved Photoluminescence (TRPL) ...... 19
Gambar 4.1. Larutan ekstraksi sampel .................................................................. 21
Gambar 4.2. Set up alat uji fotoluminesensi ......................................................... 22
Gambar 4.3. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi klorofil
pada sayur seledri ............................................................................. 23
Gambar 4.4. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emsi klorofil
pada sayur bayam ............................................................................. 24
Gambar 4.5. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi klorofil
pada sayur selada ............................................................................. 24
Gambar 4.6. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi klorofil
pada buah kiwi ................................................................................. 25
Gambar 4.7. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi klorofil
pada buah apel ................................................................................. 26
Gambar 4.8. Grafik hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi klorofil
pada buah anggur ............................................................................. 27
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xv
Gambar 4.9. Grafik fitting multi peaks hubungan panjang gelombang dan
intensitas dengan tipe puncak Lorentzian pada sampel ................... 28
Gambar 4.10. Grafik gabungan hubungan panjang gelombang dan intensitas emisi
untuk semua sampel sayuran dan buah-buahan ............................... 30
Gambar 4.11. Grafik intensitas emisi klorofil pada sayuran dan buah-buahan
dengan pengujian fotoluminesensi ................................................... 32
Gambar 4.12. Grafik hubungan waktu paruh dan intensitas dari laser dan sampel
sayuran serta buah-buahan. .............................................................. 35
Gambar 4.13. Grafik TRPL pada berbagai sayuran dan buah-buahan ................. 36
Gambar 4.14. Grafik absorbansi klorofil pada berbagai sayuran dan buah-buahan
......................................................................................................... 38
Gambar 4.15. Level energi dari masing-masing sampel sayuran dan buah-buahan.
......................................................................................................... 40
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
1. Pengukuran Energi dari Panjang Gelombang Emisi ......................................... 46
2. Pengukuran Energi dari Panjang Gelombang Absorbansi ................................ 48
3. Foto pengujian Fotoluminesensi pada sampel………………………………....50
4. Set up alat pengukuran absorbansi klorofil dengan UV-Vis…………………..50
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvii
DAFTAR SIMBOL
A = Absorbansi
𝐼0 = Intensitas sinar sebelum melalui sampel
𝐼 = Intensitas sinar setelah melalui sampel
E = Energi eV
h = Konstanta planck Js
c = Kecepatan cahaya m/s
υ = Frekuensi foton Hz
λ = Panjang gelombang nm
λ1 = Panjang gelombang puncak klorofil pertama nm
λ2 = Panjang gelombang puncak klorofil kedua nm
λa1 = Panjang gelombang absorbansi pertama nm
λa2 = Panjang gelombang absorbansi kedua nm
w = Lebar puncak spektrum klorofil nm
w1 = Lebar puncak spektrum klorofil peratama nm
w2 = Lebar puncak spektrum klorofil kedua nm
τ = Waktu paruh ns