Browning atau pencoklatan eksplan menjadi kendala yang sering ditemui, selain dari kematian dan kontaminasi pada proses kultur jaringan. Umumnya, browning dapat terjadi karena adanya aktivitas enzim polifenol oksidase (PPO) yang menyebabkan oksidasi katalitik pada senyawa fenolitik sehingga eksplan berubah warna menjadi coklat. Namun, browning juga terjadi karena akumulasi senyawa etilen akibat dari adanya hormon auksin berlebih pada tanaman. Browning banyak terjadi pada tanaman berkayu, tanaman tropis dan tanaman berpelepah.
Terjadinya browning dapat dicegah dengan penambahan inhibitor etilen dan senyawa antioksidan. Berikut adalah beberapa senyawa dan bahan yang digunakan dalam proses pencegah dan penyerapan senyawa fenol untuk penanganan pencoklatan atau browning pada eksplan tanaman.
Inhibitor Etilen
Browning pada kalus menjadi penyebab rendahnya tingkat regenerasi sehingga kalus tidak mampu bertumbuh menjadi planlet dan mengalami kematian. Browning pada kalus dapat juga disebabkan karena adanya aktifitas etilen. Proses pencoklatan dapat dicegah dengan penambahan senyawa inhibitor atau penghambat etilen pada media, seperti penggunaan senyawa poliamin putrecine dan perak nitrat (AgNO3).
Asam Askorbik
Asam askorbat dikenal sebagai antioksidan untuk mengontrol oksidasi yang sangat kuat yang mampu mengatasi radikal bebas yang dihasilkan jaringan tanaman ketika dilukai, dengan menghambat proses oksidasi. Asam askorbat adalah antioksidan yang biasa digunakan untuk mengontrol oksidasi fenol. Asam askorbat juga berperan penting untuk mengurangi pencoklatan melalui kontrol oksidasi fenol pada eksplan. Perendaman eksplan dalam 100 mg/L asam askorbat steril selama 30 menit, yang diinkubasi dalam ruang gelap efektif menurunkan intensitas browning hingga 7,5% dengan jumlah eksplan yang mengalami browning dapat ditekan hingga 30%.
Asam Sitrat
Senyawa antioksidan merupakan donor elektron (zat pereduksi) yang menghambat oksidasi substrat labil seperti radikal oksigen bebas. Radikal oksigen bebas ini dapat didetoksifikasi dengan senyawa antioksidan yang mengandung sitrat sehingga mampu mengurangi pencokelatan jaringan. Sitrat dalam asam sitrat bekerja sebagai agen pengkelat yang memiliki kemampuan untuk mengganggu aktivitas enzim peroksidase dan mengikat ion yang bertanggung jawab dalam pengaktifan enzim polifenol oksidase (PPO).
Polyvinylpyrrolidone (PVP)
Senyawa polyvinylpyrrolidone (PVP) diketahui mampu menekan produksi enzim Phenilalanin ammonialiase (PAL) yang dapat menghasilkan senyawa fenolik bebas dengan mengubah senyawa fenilalanin yang bereaksi dengan Polifenol oksidase (PPO). Penambahan polyvinylpyrrolidone pada media kultur jaringan telah diketahui dapat mengontrol oksidasi senyawa fenolik dan mengurangi browning (pencoklatan) pada kultur jaringan tanaman.
Referensi :
[1] Admojo, L., & Indrianto, A. (2016). Pencegahan Browning Fase Inisasi Kalus Pada Kultur Midrib Daun Klon Karet (Hevea brasiliensis Muell Arg) Pb 330. Jurnal Penelitian Karet, 34(1), 25–34.
[2] Duwi Fanata, W., Edo Setiawan, D., Mar, I., & Sholikhah, A. (2022). Pengaruh Penambahan Inhibitor Etilen dan Senyawa Antioksidan terhadap Regenerasi Kalus Padi Mentik Wangi. Jurnal Agrikultura, 2022(2), 236–246.
[3] Helena, A., Restiani, R., & Aditiyarini, D. (2022). Optimasi Antioksidan sebagai Penghambat Browning pada Tahap Inisiasi Kultur in Vitro Bambu Petung (Dendrocalamus asper). Biota : Jurnal Ilmiah Ilmu-Ilmu Hayati, 7(2), 86–93.
[4] Sulichantini, E. D. S., Nazari, A. P. D., & Nuansyah, A. (2023). Aplikasi Kombinasi Jenis dan Konsentrasi Antioksidan yang Berbeda sebagai Penghambat Browning Pada Perbanyakan Pisang Cavendish Secara Kultur Jaringan. Jurnal Agroekoteknologi Tropika Lembab, 5(2), 78–83.
[5] Sulistiani, E., & Yani, S. A. (2012). Produksi Bibit Tanaman Dengan Menggunakan Teknik Kultur Jaringan. SEAMEO BIOTROP.