Saat Anda menyinari semangkuk buah dengan lampu ultraviolet (UV) dan tiba-tiba beberapa di antaranya bercahaya, rasanya hampir supernatural. Namun, “cahaya” biru, hijau, atau kuning yang menakutkan itu bukanlah sihir atau bahan kimia tersembunyi — melainkan gabungan dari fisika, biokimia, dan biologi tumbuhan. Buah-buahan tertentu secara alami berpendar di bawah sinar ultraviolet (UV) karena molekul-molekul di dalam kulit dan daging buahnya, terutama pigmen dan senyawa fenolik yang menyerap UV yang tak terlihat dan memancarkannya kembali sebagai cahaya tampak.
Berikut adalah pembahasan mendalam tentang mengapa beberapa buah bercahaya di bawah sinar UV, apa yang istimewa dari pisang khususnya, dan apa yang dipikirkan para ilmuwan tentang arti pendaran ini bagi tumbuhan dan hewan — bukan hanya sebagai trik pesta di dapur Anda.
Sinar UV, Pendar, dan Mengapa Buah “Bercahaya”
Di bawah pencahayaan normal, Anda hanya melihat warna yang dipantulkan langsung oleh pigmen — merah dari antosianin, hijau dari klorofil, kuning dan oranye dari karotenoid. Di bawah sinar UV, Anda memaksa pigmen-pigmen dan molekul lain tersebut untuk memainkan peran yang berbeda.
- Sinar UV memiliki panjang gelombang lebih pendek dan energi lebih tinggi daripada cahaya tampak.
- Beberapa molekul dalam buah menyerap energi UV tersebut dan kemudian dengan cepat memancarkan kembali sebagian darinya pada panjang gelombang tampak yang lebih panjang — sebuah proses yang disebut pendaran (fluoresensi).
- Bagi mata Anda, itu terlihat seperti “cahaya” redup atau terang, seringkali biru, biru-hijau, atau kuning-hijau, tergantung pada senyawanya.
- Yang penting, ini adalah pendaran (fluoresensi), bukan pendaran biologi (bioluminesensi). Buah tidak menghasilkan cahaya sendiri (seperti kunang-kunang); ia hanya bercahaya selama sumber UV menyinari.
- Pada banyak buah, cahayanya lemah. Pada beberapa, seperti pisang, ini cukup dramatis sehingga dapat terlihat jelas dengan senter UV yang murah.
Pisang: Contoh Buah Bercahaya yang Paling Terkenal
Pisang adalah contoh paling terkenal dari buah yang terlihat bercahaya di bawah sinar UV. Kulit pisang matang menunjukkan pendaran biru yang mencolok di bawah lampu UV (blacklight), dan lingkaran cahaya di sekitar “bintik usia” coklat dapat bersinar sangat terang.
Penelitian awal mengaitkan cahaya ini dengan penguraian klorofil seiring pisang matang:
- Pisang hijau kaya akan klorofil, yang memberi mereka warna hijau.
- Selama pematangan, klorofil terdegradasi, menghasilkan produk penguraian sementara yang disebut katabolit klorofil berpendar (FCC), yang dapat berpendar di daerah biru di bawah sinar UV.
- Pada kebanyakan tumbuhan, FCC adalah senyawa antara berumur pendek yang cepat berubah menjadi senyawa tidak berpendar, sehingga Anda biasanya tidak menyadarinya.
Pisang ternyata berbeda. Ilmuwan dari Universitas Innsbruck dan Universitas Columbia menemukan bahwa seiring pisang matang, mereka mengakumulasi produk penguraian klorofil yang sangat stabil di kulitnya. Senyawa antara berpendar ini berumur panjang, membuat kulit bersinar biru terang di bawah UV; intensitasnya berkorelasi dengan kematangan, menurun hanya ketika buah menjadi terlalu matang.
Penelitian selanjutnya menambahkan penjelasan penting. Sebuah studi ilmu tumbuhan tahun 2018 menunjukkan bahwa pendaran biru terkuat pada buah pisang sebenarnya berasal dari senyawa fenolik (seperti turunan asam ferulat) yang terikat pada dinding sel di kulit dan daging buah, bukan hanya dari katabolit klorofil yang larut. Dengan menggunakan mikroskopi, para peneliti menemukan:
- Pendaran biru paling kuat di dinding sel (apoplas) dan kurang dari plastida yang mengandung klorofil.
- Daging putih pisang bahkan bersinar lebih intens daripada kulit di bawah sinar UV, karena fenol terikat dinding sel ini.
- Klorofil pada jaringan hijau sebenarnya “menyembunyikan” pendaran dengan menyerap cahaya biru yang dipancarkan — sehingga pisang hijau mentah tampak tidak bercahaya, sedangkan pisang kuning matang menunjukkan cahaya biru begitu klorofil terdegradasi.
Jadi, pada pisang, dua hal bekerja bersama:
- Penguraian klorofil selama pematangan menghasilkan beberapa senyawa antara berpendar.
- Ester fenolik tidak larut yang melimpah di dinding sel berpendar kuat pada rentang biru di bawah sinar UV.
Hasilnya adalah cahaya biru yang memuncak sekitar kematangan dan memudar seiring penuaan lanjut, terutama di sekitar bintik usia di mana sel-sel mati dan produk degradasi terkonsentrasi.
Buah Lainnya: Pigmen dan Senyawa Fenolik Berpendar
Pisang tidak sendirian. Beberapa buah lain juga menunjukkan pendaran yang nyata di bawah sinar UV, meskipun biasanya kurang dramatis:
- Berries tertentu dan buah tropis dapat memancarkan cahaya biru atau biru-hijau redup, didorong oleh kombinasi senyawa fenolik, flavonoid, dan beberapa produk penguraian klorofil.
- Kulit jeruk dapat berpendar kuning-hijau karena flavonoid seperti hesperidin dan molekul terkait yang terkonsentrasi di kulitnya.
- Beberapa anggur, ceri, dan beri gelap mengandung antosianin dan fenol terkait yang dapat berpendar lemah atau menghasilkan perubahan warna menarik di bawah sinar UV, meskipun pigmen tampak kuat mereka sering mengalahkan efeknya dengan mata telanjang.
Secara umum:
- Asam fenolat (seperti ferulat, kafeat), flavonoid, dan senyawa aromatik tertentu di dinding sel atau vakuola adalah penyumbang pendaran yang umum.
- Katabolit klorofil dapat berperan ketika klorofil aktif terurai, biasanya selama pematangan atau penuaan daun.
- Warna pendaran yang tepat tergantung pada struktur molekul dan lingkungannya, tetapi pancaran biru dan biru-hijau sekitar 400–500 nm sangat umum pada jaringan tumbuhan di bawah sinar UV.
Makalah pisang tahun 2018 menyoroti bahwa pada monokotil seperti pisang, jagung, dan tebu, pendaran biru sering paling kuat di dinding sel; pada banyak dikotil (misalnya, spearmint, kembang sepatu), pendaran bisa lebih dominan di vakuola atau plastida, menunjukkan bagaimana anatomi jaringan dan kimia beririsan.
Pendar vs Warna Alami: Apa yang Berubah Saat Buah Matang
Bahkan tanpa UV, Anda dapat melihat perubahan warna buah saat matang: hijau menjadi kuning (pisang, mangga), hijau menjadi merah (tomat), pucat menjadi ungu tua (berries). Pergeseran terlihat ini berasal dari interaksi antara tiga keluarga pigmen utama:
- Klorofil: hijau, terkait dengan fotosintesis, dominan pada buah mentah.
- Karotenoid: kuning, oranye, merah (beta-karoten, lutein, dll.), sering terungkap saat klorofil terdegradasi.
- Antosianin: merah, ungu, biru, terutama pada kulit beri dan ceri.
Di bawah sinar UV, pendaran mengungkap lapisan tambahan yang tersembunyi — keberadaan senyawa spesifik yang menyerap UV dan memancarkan cahaya tampak. Saat buah matang:
- Kadar klorofil turun; penguraiannya melepaskan senyawa antara dan mengekspos karotenoid dan fenol yang mendasarinya.
- Beberapa dari produk penguraian dan ester fenolat tersebut berpendar, membuat buah matang bersinar lebih dari buah mentah.
Untuk pisang, buah hijau mentah menunjukkan sedikit atau tidak ada cahaya, sedangkan pisang kuning matang berpendar kuat. Cahaya melemah lagi saat pisang terlalu matang berubah menjadi coklat dan fenol teroksidasi lebih lanjut atau berpolimerisasi menjadi bentuk tidak berpendar.
Apakah Cahaya Ini Punya Makna Biologis?
Bagi manusia, cahaya ini terutama sebuah keingintahuan karena mata kita hampir tidak melihat UV dan kita tidak berburu buah dengan lampu UV. Namun bagi banyak hewan — terutama serangga dan beberapa burung — sensitivitas UV adalah hal normal, dan “cahaya” tersebut bisa menjadi sinyal nyata.
Dua hipotesis utama telah diusulkan dalam penelitian pisang:
- Menyinyalkan kematangan pada hewan yang melihat UV: Banyak hewan pemakan buah, terutama beberapa mamalia dan burung di daerah tropis, dapat mendeteksi cahaya UV atau panjang gelombang dekat-UV lebih baik daripada manusia. Pendaran biru dapat berfungsi sebagai isyarat visual bahwa buah sudah matang dan siap dimakan, membantu penyebaran biji.
- Melindungi atau menstabilkan jaringan: Stabilitas luar biasa dari katabolit klorofil berpendar tertentu dan fenol terikat dinding dapat membantu memperpanjang viabilitas buah dengan bertindak sebagai antioksidan atau penyaring UV, memperlambat kerusakan seiring buah matang.
Dalam makalah pisang biru tahun 2008, para peneliti mencatat bahwa pendaran biru mungkin merupakan “sinyal berbeda bahwa buah sudah matang” bagi hewan yang melihat UV, atau bahwa fluorofor mungkin memiliki peran fisiologis protektif dalam buah. Studi dinding sel selanjutnya memperkuat gagasan bahwa fenol berpendar ini terikat secara struktural dan mungkin terlibat dalam pertahanan mekanis atau kimia sambil juga secara insidental bersinar.
Jadi, meskipun cahaya mungkin tidak berevolusi “untuk” lampu UV di dapur manusia, kemungkinan tidak sepenuhnya tidak berarti di alam.
Penggunaan Sehari-hari: Mengapa Ilmuwan Peduli dengan Buah Bercahaya
Selain menyenangkan untuk difoto, pendaran UV pada buah memiliki aplikasi penelitian dan praktis yang nyata:
- Indikator kematangan: Karena pendaran sering berkorelasi dengan tahap pematangan atau degradasi pigmen, ilmuwan dapat menggunakan pencitraan UV sebagai cara non-destruktif untuk menilai perubahan internal dalam kualitas buah.
- Studi fisiologi tumbuhan: Pendaran dari katabolit klorofil dan fenol membantu peneliti memetakan di mana reaksi tertentu terjadi — di dalam vakuola, di dinding sel, atau di lapisan jaringan spesifik.
- Keamanan dan keaslian pangan: Beberapa tanda tangan pendaran dapat membantu mengidentifikasi varietas buah, mendeteksi kontaminasi, atau memverifikasi apakah warna atau lapisan alami atau buatan.
Fisika dasar yang sama mendasari makanan bercahaya lainnya — air tonik bersinar biru dari kuinin, beberapa minyak goreng bersinar di bawah UV, dan tonik, madu, atau beberapa keju dapat berpendar karena riboflavin dan molekul lainnya. Buah-buahan hanyalah satu contoh yang sangat fotogenik.
Bisakah Anda Melakukan Eksperimen “Buah Bercahaya” Sendiri?
Jika Anda memiliki senter UV “lampu hitam” UVA yang aman (biasanya 365–395 nm) dan ruangan gelap, Anda dapat menjelajahi pendaran buah sendiri:
- Coba pisang pada tahap berbeda — hijau, kuning dengan sedikit bintik, sangat berbintik. Anda seharusnya melihat hampir tidak ada cahaya pada pisang hijau, lingkaran cahaya biru kuat di sekitar bintik pada pisang setengah matang, dan cahaya lebih lemah atau tidak merata pada buah yang sangat tua.
- Periksa kulit jeruk (jeruk, lemon, jeruk nipis): kulit luar mungkin menunjukkan pendaran kuning-hijau berkat flavonoid.
- Periksa anggur, ceri, atau beri. Anda mungkin melihat cahaya samar atau sorotan pada kulit atau daging buah, terutama di sekitar area yang rusak di mana fenol terakumulasi.
- Bandingkan daging putih pisang dengan kulitnya: di bawah UV kuat, daging buah sebenarnya dapat berpendar lebih kuat daripada kulit karena fenol terikat dinding sel yang padat.
Selalu hindari menatap langsung ke sumber UV dan gunakan lampu hitam kelas konsumen yang dimaksudkan untuk penggunaan hobi, bukan UV industri berkekuatan tinggi.
Inti Pembahasan: Mengapa Beberapa Buah Bercahaya di Bawah Sinar UV
Meringkas semuanya:
- “Cahaya” buah di bawah lampu hitam adalah pendaran (fluoresensi), bukan cahaya yang dihasilkan sendiri. Molekul di dalam buah menyerap UV dan memancarkan kembali cahaya tampak.
- Pada pisang, pendaran biru kuat muncul dari campuran produk penguraian klorofil berumur panjang dan, yang paling penting, ester fenolat tidak larut yang terikat di dinding sel — terutama di sekitar bintik usia dan pada daging matang.
- Buah lain dapat berpendar karena fenol, flavonoid, dan beberapa senyawa antara degradasi pigmen, meskipun efeknya biasanya lebih lemah dan sering tertutupi oleh warna pigmen yang terlihat.
- Pendaran cenderung meningkat seiring buah matang dan klorofil terurai, lalu berubah lagi seiring kemajuan kematangan berlebih dan oksidasi.
- Secara biologis, cahaya ini dapat menyinyalkan kematangan bagi hewan sensitif UV dan/atau membantu melindungi jaringan buah yang matang melalui fungsi antioksidan dan penyaringan UV.
Jadi, lain kali Anda melihat pisang bersinar biru menakutkan di bawah senter UV, Anda sebenarnya melihat kimia tumbuhan, fenol dinding sel, dan degradasi klorofil yang menjadi terlihat — sebuah bahasa cahaya tersembunyi yang mungkin digunakan buah untuk berkomunikasi dengan hewan di sekitarnya.
Sourxes
