Pengenalan
Saderi terkenal sebagai sumber apigenin, sejenis flavonoid yang dikaji untuk kesan anti-radang dan neuroprotektif (pengetahuan am). Dalam sistem pertanian tertutup dengan lampu LED, keamatan cahaya boleh dikawal sepenuhnya. Ini memberi peluang kepada pengusaha bukan sahaja untuk memaksimumkan hasil, tetapi juga untuk “mereka bentuk” kualiti tanaman, iaitu meningkatkan kandungan sebatian bioaktif tertentu melalui tetapan cahaya yang tepat.
Artikel ini meringkaskan kajian bertajuk “Effect of light intensity on celery growth and flavonoid synthesis” (Qin et al., 2024) yang dijalankan di China. Objektifnya ialah menilai kesan keamatan cahaya LED terhadap pertumbuhan saderi dan sintesis flavonoid, termasuk ekspresi gen dan aktiviti enzim yang terlibat dalam laluan biosintesis apigenin dan antosianin. Dapatan dilengkapi oleh kajian genom saderi (Li et al., 2020) dan sistem hidroponik IoT di Thailand (Duangpakdee et al., 2024).
Sorotan Kajian Lepas
Asas genetik kajian ini ialah jujukan genom saderi oleh Li et al. (2020), dipetik 113 kali, yang menghuraikan saderi sebagai sayur berdaun penting dalam famili Apiaceae yang kaya dengan apigenin. Genom ini membolehkan pengenalpastian gen laluan flavonoid seperti AgFNS (flavon sintase) dan Ag3GT, yang kemudiannya dipantau oleh Qin et al. (2024).
Dari segi kepentingan pemakanan, Salehi et al. (2019) mengulas potensi terapeutik apigenin, termasuk aktiviti antioksidan, anti-radang dan antikanser yang dilaporkan dalam kajian in vitro dan haiwan. Kooti dan Daraei (2017) pula mengulas aktiviti antioksidan saderi secara khusus, mengaitkannya dengan kandungan fenolik dan flavonoid. Kedua-dua ulasan ini menjelaskan mengapa peningkatan apigenin melalui pengurusan tanaman mempunyai nilai komersial.
Bian et al. (2015) mengulas kesan kualiti cahaya terhadap pengumpulan fitokimia dalam sayur-sayuran yang ditanam dalam persekitaran terkawal, dan menunjukkan bahawa cahaya LED boleh digunakan untuk meningkatkan kandungan vitamin C, fenolik dan flavonoid. Kozai et al. (2016), dalam buku Plant Factory, menghuraikan sistem pertanian menegak dalaman dengan cahaya buatan, termasuk hakikat bahawa elektrik untuk pencahayaan merupakan antara kos operasi terbesar, maka pengoptimuman keamatan cahaya penting dari segi ekonomi.
Dapatan Utama
Cahaya lebih tinggi, pokok lebih besar. Qin et al. (2024), dipetik 18 kali, menguji keamatan cahaya 40, 100, 200 dan 300 µmol/m²/s dalam sistem hidroponik dengan pencahayaan LED penuh. Ketinggian pokok dan biojisim atas tanah meningkat dengan keamatan cahaya.
200 µmol/m²/s optimum untuk nutrien. Rawatan 200 µmol/m²/s meningkatkan kandungan klorofil, karotenoid, jumlah fenol, vitamin C, selulosa, jumlah flavon dan apigenin.
Gen apigenin paling aktif pada 200. Ekspresi gen AgFNS dan aktiviti enzim flavon sintase (FNS) mencapai maksimum pada 200 µmol/m²/s, sejajar dengan kandungan apigenin tertinggi.
Antosianin tertinggi pada 300. Ekspresi gen Ag3GT dan aktiviti enzim ANS mencapai maksimum pada 300 µmol/m²/s, menunjukkan kandungan antosianin tertinggi pada keamatan ini.
Genom saderi dan kawalan IoT. Li et al. (2020), dipetik 113 kali, menjujukan genom saderi sebagai sayur berdaun kaya apigenin. Duangpakdee et al. (2024) pula mendapati, menurut ringkasan SciSpace, kawalan suhu dan cahaya melalui sistem IoT meningkatkan hasil saderi Cina sebanyak 13.91% berbanding keadaan semula jadi.
| Keamatan cahaya (µmol/m²/s) | Dapatan utama | Sumber |
|---|---|---|
| 40–300 | Ketinggian dan biojisim meningkat | Qin et al. (2024) |
| 200 | Apigenin, vitamin C, klorofil, fenol tertinggi | Qin et al. (2024) |
| 300 | Antosianin tertinggi | Qin et al. (2024) |
| Kawalan IoT | Hasil +13.91% (ringkasan SciSpace) | Duangpakdee et al. (2024) |
Perbincangan
Dapatan ini memberi panduan konkrit kepada operator kilang tumbuhan: lebih banyak cahaya tidak semestinya lebih baik untuk kualiti. Keamatan 200 µmol/m²/s mengoptimumkan apigenin dan nutrien lain sambil menjimatkan tenaga elektrik berbanding 300 µmol/m²/s. Kos tenaga lampu merupakan perbelanjaan operasi terbesar dalam kilang tumbuhan, maka penetapan keamatan yang tepat memberi kesan langsung kepada keuntungan (pengetahuan am).
Perbezaan antara apigenin (tertinggi pada 200) dan antosianin (tertinggi pada 300) menunjukkan bahawa cabang laluan flavonoid yang berbeza dikawal oleh tahap cahaya yang berbeza. Antosianin lazimnya bertindak sebagai pelindung foto apabila tumbuhan menerima cahaya berlebihan (pengetahuan am), maka peningkatannya pada 300 µmol/m²/s mungkin menandakan permulaan tekanan cahaya. Ini menyokong pandangan Bian et al. (2015) bahawa cahaya boleh digunakan sebagai alat untuk mengarahkan metabolisme sekunder, tetapi sasaran sebatian perlu ditentukan terlebih dahulu.
Kombinasi kawalan IoT bagi suhu dan cahaya pula sesuai untuk keadaan Malaysia yang panas. Peningkatan hasil 13.91% yang dilaporkan oleh Duangpakdee et al. (2024) di Thailand, yang mempunyai iklim hampir serupa, memberi petunjuk awal bahawa pelaburan dalam sensor dan pengawal automatik boleh memberi pulangan, walaupun kajian tersebut masih dalam bentuk pracetak dan memerlukan pengesahan lanjut.
Pendekatan Qin et al. (2024) yang menggabungkan pengukuran kandungan sebatian dengan ekspresi gen dan aktiviti enzim juga memberi nilai tambah kepada penyelidik. Keselarasan antara ekspresi AgFNS, aktiviti FNS dan kandungan apigenin pada 200 µmol/m²/s menunjukkan bahawa cahaya mengawal sintesis apigenin pada peringkat transkripsi, bukan sekadar melalui peningkatan biojisim. Maklumat ini, bersama genom saderi oleh Li et al. (2020), membuka jalan kepada pemilihan varieti yang lebih responsif terhadap cahaya untuk kegunaan kilang tumbuhan.
Implikasi kepada Pengusaha Pertanian Tertutup
1. Tetapkan keamatan LED sekitar 200 µmol/m²/s untuk saderi berkualiti.
2. Elakkan keamatan berlebihan yang meningkatkan kos tenaga.
3. Gunakan kawalan IoT untuk suhu dan cahaya.
4. Promosikan saderi kaya apigenin sebagai produk premium.
5. Tentukan sebatian sasaran (apigenin atau antosianin) sebelum memilih tetapan cahaya.
Kesimpulan
Keamatan cahaya 200 µmol/m²/s menghasilkan apigenin, vitamin C dan klorofil tertinggi dalam saderi melalui pengaktifan gen AgFNS, manakala 300 µmol/m²/s memaksimumkan antosianin. Kawalan cahaya dan suhu melalui IoT boleh meningkatkan hasil sebanyak hampir 14%, menjadikan saderi calon yang baik untuk kilang tumbuhan di kawasan tropika.
Rujukan
1. Qin, Y., Liu, X., Li, C., et al. (2024). Effect of light intensity on celery growth and flavonoid synthesis. Frontiers in Plant Science, 14, 1326218. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1326218
2. Li, M.-Y., Feng, K., Hou, X.-L., et al. (2020). The genome sequence of celery (Apium graveolens L.), an important leaf vegetable crop rich in apigenin in the Apiaceae family. Horticulture Research, 7, 9. https://doi.org/10.1038/s41438-019-0235-2
3. Duangpakdee, K., Thananta, G., & Sukpancharoen, S. (2024). Enhancing Chinese celery production in IoT-controlled hydroponic systems: A comparative study on the effects of temperature and light regulation. Preprints. https://doi.org/10.20944/preprints202405.1726.v1
4. Salehi, B., Venditti, A., Sharifi-Rad, M., et al. (2019). The therapeutic potential of apigenin. International Journal of Molecular Sciences, 20(6), 1305. https://doi.org/10.3390/ijms20061305
5. Kooti, W., & Daraei, N. (2017). A review of the antioxidant activity of celery (Apium graveolens L). Journal of Evidence-Based Complementary & Alternative Medicine, 22(4). https://doi.org/10.1177/2156587217717415
6. Bian, Z.-H., Yang, Q.-C., & Liu, W.-K. (2015). Effects of light quality on the accumulation of phytochemicals in vegetables produced in controlled environments: A review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 95(5). https://doi.org/10.1002/jsfa.6789
7. Kozai, T., Niu, G., & Takagaki, M. (Eds.). (2016). Plant Factory: An Indoor Vertical Farming System for Efficient Quality Food Production. Academic Press.
Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.
Kata kunci: saderi, apigenin, keamatan cahaya, LED, flavonoid, kilang tumbuhan, IoT, hidroponik
