30 Juni 2009

Fisiologi lepas panen

Ditulis dalam lepas panen pada 3:00 am oleh hilary2009

  1. I. PENDAHULUAN

Manusia selama hidupnya selain membutuhkan senyawa kimia yang berasal dari lingkungan berupa O2, air, sinar matahari dan sebagainya, juga memerlukan bahan organik yang berasal dari tanaman untuk melangsungkan kehidupannya. Tujuan utama dari budidaya pertanian adalah untuk memperoleh bahan organik tanaman sebanyak-banyaknya di dalam memenuhi kebutuhan pangan, sandang, perumahan, bahan industri dan obat.

Pada suatu tanaman dan hasil-hasil pertanian, adanya kehidupan ditandai dengan adnya proses pernafasan, yaitu suatu proses biologis dimana oksigen diserap untuk digunakan pada proses pembakaran yang menghasilkan energi dengan diikuti oleh pengeluaran sisa pembakarn dalam bentuk CO2 dan air. Hasil-hasil pertanian sesudah dipanen masih melakukan proses pernafasan, dan selama hasil-hasil tersebut masih bernafas, bahan masih disebut hidup. Jadi buah-buahan, sayuran, biji-bijian dan hasil palawija adalah bahan yang masih hidup walaupun telah dipetik dari pohonnya, karena masih melakukan pernafasan serta metabolisme. Karena sifat-sifatnya yang masih hidup, maka perlu diketahui mengenai metabolisme yang ada, pola pernafasan, pematangan serta perubahan-perubahan kimia dan fisik yang disebabkan oleh sifat hidup itu sendiri.

Sumber kalori utama dari beras dan jagung berupa karbohidrat harus selalu dilengkapi dan diimbangi oleh bahan pangan lainnya yang menyediakan protein, lemak, vitamin serta mineral lainnya untuk memenuhi kebutuhan gizi. Bahan-bahan tersebut sebagian besar terkandung dalam buah-buahan dan sayur-sayuran.

Pada saat ini kekurangan gizi dianggap merupakan satu tragedi dunia berkembang, karena kurangnya mengkonsumsi buah-buahan dan sayur-sayuran. Mengingat di negara berkembang 60 – 70 % penduduknya hidup di pedesaan, persoalan ini lebih banyak terdapat di pedesaan. Selain penting bagi pertumbuhan  dan kesehatan, buah-buahan dan sayur-sayuran berguna juga sebagai sumber pendapatan dan memperoleh kesempatan kerja.

  1. II.

GAMBARAN UMUM BUAH-BUAHAN DAN SAYUR-SAYURAN

Sifat fisika, susunan morfologi dan anatomi buah-buahan dan sayur-sayuran tropika sangat beragam, meskipun susunan anatominya beraneka ragam.

Secara fisik tanaman sayuran memiliki indeks limabh yang rendah dibanding dengan buah-buahan. Pada umumnya sayuran daun lebih berpori daripada sayuran lainnya atau buah-buahan. Hal ini disebabkan oleh renggangnya lapisan / jaringan tiang dan jaringan daging daun dalam sayuran daun.

Tekstur buah-buahan dan sayur-sayuran sangat bervariasi tergantung pada tebalnya kulit luar, kandungan total zat padat dan kandungan zat pati. Variasi-variasi tersebut di atas pada hakekatnya tergantung pada ketegangan, ukuran, bentuk dan keterikatan sel-sel, adanya jaringan penunjang dan komposisi dari tanamannya. Misalnya : ketegangan timbul disbabkan oleh tekanan isi sel oleh dinding sel dan bergantung kepada konsentrasi zat-zat osmotik aktif dalam vakuola, permeabilitas protoplasma dan elastisitas dinding sel.

Komposisi jaringan tanaman mempunyai korelasi dengan mutu tekstural dan perbedaannya disebabkan oleh perbedaan kandungan zat pati, pektinat kalsium dan pektinat total. Diantara komponen yang terdapat di dalam sel, zat pati diangap paling penting huhbungannya dengan tekstur. Kandungan amilosa bertambah dengan semakin besarnya butir-butir pati dan suhu pembentukan gelatin semakin rendah dengan semakin tuanya ubi.

Sifat Anatomi

Organ tanaman dibagi menjadi sistem jaringan yang terdiri dari : sisem jaringan kulit, sistem dasar / fundamental dan sistem pembuluh.

Sistem jaringan kulit yang diwakili oleh epidermis merupakan lapisan pelindung luar tanaman.  Berbagai proses fisika dan biokimia pada buah yang telah  dipanen bergantung pada sifat lapisan epidermal. Pertukaran gas, kehilangan air, patogen, peresapan bahan kimia, ketahanan terhadap tekanan suhu kerusakan mekanis,penguapan senyawa atsiri dan perubahan tekstural, semuanya dimulai dari permukaan buah.

Sistem jarinagnkulit selain memiliki epidermal juga terdapat komponen lainnya yang memiliki fungsi penting antara lain :

  1. Membran kutikula; mengendalikan penguapan air, masuknya patogen dan zat kimia dipengaruhi oleh derajat pembentukan kutin. Kutin yaitu bahan / lapisan pembentuk kutikula.
  2. Mulut kulit (stoma); berfungsi sebagai katup-katup kulit untuk pertukaran gas yang sangat berpern dalam proses fotosintesis. Tanaman sayuran memiliki mulut kulit lebih banyak dari buah-buahan.
  3. Lenti sel; lubang kecil yang terdapat pada batang, akar dan buah serta praktis tidak terdapat pada daun. Lenti sel selalu terbuka dan berfungsi untuk pertukaran gas. Buah tua yang ranum dengan lenti sel yang banyak cenderung ebih cepat layu dan keriput daripada buah-buahan yang lebih muda karena proses respirasinya lebih cepat.
  4. Trikoma; merupakan alat tambahan pada epidermis berupa rambut pelindung, rambut kelenjar, sisik dan papila yang terdapat pada buah-buahan dan sayur-sayuran.

Sistem Dasar / Fundamental dari buah-buahan dan sayur-sayuran adalah :

  1. Parenkima; merupakan jaringan dasar yang paling umum dan tipe sel utama yang terdapat pada bagian buah-buahan dan sayur-sayuran. Sifatnya yang paling menonjol ialah adanya protoplas yang sangat aktif berisi pigmen tanaman berupa klorofil, antosianin dan sebagainya. Oleh karena sel parenkima melakukan kegiatan fotosintesis terutama dalam daging daun yang mengandung banyak kloroplas.
  2. Kolenkima; merupakan jaringan penguat atau penunjang. Sebagai organ penunjang tambahan, tumbuhan memiliki pula jaringan skelerenkima yang berdinding sel sekunder yang tebal.

Sistem Berkas Pengangkut

Sistem berkas pengangkut terdiri dari dua jaringan pengangkut utama yaitu xilem dan floem. Xilem mengangkut air dan nutrien yang larut yang berasal dari dalam tanah ke seluruh bagian tanaman. Floem mengangkut zat makanan yang disintesis di daun sebagai hasil fotosintesis, berupa fotosintat yang didistribusikan ke seluruh bagian tanaman.

Antara buah-buahan dan sayur-sayuran terdapat perbedaan mengenai distribusi dan susunan sistem berkas pengangkutnya. Pada satuan dalam sejumlah besar berkas jaringan pengangkut yang saling berhubungan terdapat dalam daging daun. Pada sistem buah berkas pengangkutannya adalah penjabaran sistem pada bunga.

Variasi dalam morfologi dan anatomi struktur buah-buahan dan sayur-sayuran pada pemanenan hasil tanpa kecuali dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan cara bercocok tanam.

Hubungan Struktur Dalam

  1. Dengan pemasakan

Perubahan struktural yang besar terjadi pada pemasakan buah yaitu adanya perubahan tebalnya dinding sel, permeabilitas plasmalema dan banyaknya ruang antar sel, yang menyebabkan lemahnya jaringan merupakan salah satu petunjuk utama terjadinya pemasakan.

  1. Dengan transpirasi

Transpirasi adlah pengeluaran kelebihan air daritanaman berupa uap air melalui hidatoda, mulut kulit / stomata dan kutikula. Bentuk dan struktur berbagai lapisan lilin merupakan faktor utama yang menentukan transpirasi sedangkan tebalnya lapisan kutikula tidak berpengaruh terhadap transpirasi

  1. Dengan kerawanan penanganan

Ketahana  terhadap kerusakan mekanik ditentukan oleh bentuk susunan sel epidermal, tipe dan luasnya sistem jaringan dasar serta susunan sistem berkas pembuluh.

Tipe dan tebalnya sistem jaringan dasar menentukan kerawanan buah-buahan dan sayur-sayuran terhadap kerusakan.

Lamanya penyimpanan, pernafasan, penguapan air, komposisi kimia, kenampakan luar, struktur anatomi, pembusukan mutu rasa, kelakuan dan sifat-sifat pasca panen lainnya, sebagian mencerminkan cara embudidayaan dan keadaan lingkungan sebelumnya yang berpengaruh terhadap hasil. Faktor lingkungan yang berpengaruh mencakup suhu, RH, cahaya, tekstur tanah, angin, ketinggian tempat dan curah hujan. Pembudidayan yang berpengaruh antara lain : nutrisi, mineral, pengolahan lahan, pemangkasan, penjarangan, penyemprotan dengan bahan kimia, bibit / benih, jarak tanam, irigasi dan pembuatan lingkaran sekitar pohon.

  1. III.

FAKTOR-FAKTOR PRA PANEN SERTA PENGARUHNYA TERHADAP KUALITAS DAN FISIOLOGI PASCA PANEN

PENGARUH IKLIM

Suhu

Untuk kebanyakan buah-buahan dan sayur-sayuran, makin tinggi suhu selama masa pertumbuhan, makin dini pula waktu panennya. Bagi buah-buahan diperlukan hari-hari panas dan malam-malam dingin selama pertumbuhan untuk perkembangan warna yang penuh pada saat masak.

Metabolisme dan komposisi buah dipengaruhi oeh suhu. Tomat yang ditanam pada suhu malam 670C mempunyai laju respirasi lebih tinggi daripada yang ditanam pada suhu 570C atau 620C. Jadi makin tinggi suhu pad musim panas, makin rendah kandungan TZT buah tomat (Total Zat terlarut).

Cahaya

Lama penyinaran, intensitas dan mutu cahya mempengaruhi mutu buah pada waktu pemanenan. Pad tomat buah-buahan yang terlindung oleh dedaunan pada mas pemasakan menghasilkan wrna merah yang lebih intensif dari pada buah yang terkena sinar matahari langsung di lapangan. Buah-buahan yang terkena sinar matahari langsung mempunyai bobot lebih kecil, asam-asam  serta cairan buah lebih sedikit daripada buah yang keteduhan.

Variasi jarak tanam mempengaruhi mutu buah dan sayuran yang berupa buah, antara lain makin rapat penanaman makin kurang rasa manis buahnya. Begitu pula pada sayuran yang berupa daun, daunnya lebih lebar dan lebih tipis.

Perbedaan panjang hari dan mutu sinar mempengaruhi fisiologi hasi, misalnya bawang merah beriklim hari pendek tidak akan menghasilkan umbi yang besar bila ditanam pada daerah beriklim hari panjang.

Faktor Lingkungan Lainnya

Faktor lingkungan lainnya yang dominan mempengaruhi hasil dan  mutunya yaitu kecukupan air dan dingin.

Cara bercocok tanam yang mempengaruhi fisiologi pasca panen antara lain :

Nutisi Mineral

Nutrisi tanaman baik dari ingkat kesuburan tanah yang sudah ada maupun berupa pupuk yang diberikan merupakan faktor yang paling menentukan terhadap hasil. Misalnya ukuran bobot dan kandungan asam askorbat pada jeruk dapat dinaikkan melalui pemupukan K, Mg dan Zn dengan dosis tinggi dan dapat diturunkan dengan dosisi N dan P yang tinggi.

Pemupukan dengan unsur utama seperti N, P, K dan Ca mempengaruhi mutu internal buah, seperti pada buah tomat (umur simpan, kesegran, keasaman, dan zat padat). Pemberian N, P dan K yang secara maksimal, nyata menaikkan asam askorbat buah acerola. Penambahan N yang makin tinggi, meningkatkan pula kandungan tiamin, riboflavin dan karotin pad bayam, sedangkan kandungan vitamin C-nya berkurang. Contoh lain terjadinya retak pada ubi jalar bertambah banyak oleh tingginya N dan Ca.

Gangguan umum lainnya yang disebabkan oleh kekurangan nutrisi antara lain penyakit garis pada seledri, mutu simpan tomat, penyakit busuk pada wortel, penyakit kulit jeruk (axanthema atau dieback atau amoniated) yang disebabkan kekurangan Ca ata dengan pemupukan N dan P dosis tinggi.

Gangguan morfologi lainnya akibat kekurangan unsur B terdapat pada sayuran seperti kubis, kubis bunga, seledri, brokoli, dan sebagainya.

Respirasi buah-buahan yang dipanen juga dipengaruhi oleh pemupukan. Mangga yang dipupuk bahan organik dengan dosis rendah mempunyai laju respirasi yang lebih tinggi, serta pemupukan N dan K yang tinggi meningkatkan laju respirasi buah tomat.

Penyemprotan dengan bahan kimia

Asam giberelat : menghasilkan arbei berbentuk silinder sedang NOA menghasilkan buah tomat bermutu baik, CCC menghasilkan buah semangka yang paling manis dan menaikkan kadar TZT. Pemberian etherel sebelum pemungutan buah tomat, menambah daya retak dan pembusukan serta mempercepat pemasakan. MH mencegah pertunasan Telone (1,3-dikloropropena) dan Nemagon (1-dibromo-3-kloropropena) menikan karoten, yang mencolok dalam wortel serta meningkatkan kandungan gula total.

Batang bawah

Batang bawah berpengaruh terhadap mutu buah jeruk antara lain terhadap kandungan cairan, asam-asam dan TZT.

Cara bercocok tanam lainnya

Cara bercocok tanam lainnya yang berpengaruh terhadap mutu hasil adalah :

  1. Pengairan
  2. Pemangkasan dan penjarangan
  3. Umur pohon
  4. Saat panen

Buah-buahan dan sayur-sayuran yang disukai dan rasanya dianggap enak, erat hubungannya dengan jumlah zat kimia yang dikandung serta sifat fisik komoditi waktu dipanen. Upaya setelah lepas panen hanya dapat mempengaruhi perubahan metabolik yang sudah ada. Jadi puncak sifat fisikokimia harus dicapai pada saat panen, bila tidak, sifat lepas panen tidak akan memuaskan.

PERUBAHAN BIOKIMIA DAN PHYSIOLOGI SELAMA PANEN

  1. Tanaman merupakan suatu sistem dimana pemompaan air (water pumping) berjalan secara kontinu. Jadi harus ada keseimbangan antara hilangnya air dengan absorbsi air. Hilangnya air bisa terjadi karena antara lain transpirasi dimana transpirasi ini suatu penguapan yang merupakan suatu perubahan molekul air menjadi uap yang akan menarik / mempengaruhi energi dari sekelilingnya, sehingga terjadi penurunan temperatur permukaan daun yang akibatnya daun tetap dingin.
  2. Transpirasi menciptakan kegiatan pemompaan, dimana air diabsorbsi dari akar, batang, cabang dan daun untuk mempertahankan turgiditas, sehingga tanaman kelihatan segar dan juga mempunyai jaminan kesehatan tanaman. Turgiditas dari suatu organ merupakan hasil keseimbangan antara hilangnya air melalui transpirasi dan daya tarik air ke sel. Day tarik air ke sel (Suction Pressure) atau SP dimana :

SP        = OP – TP

SP        = Suction Pressure

OP       = Osmotic Pressure

TP        = Turgor Pressure / Wall Pressure

Adanya transpirasi, kandungan air dari sel penutup menurun akibatnya osmotic pressure (OP) menurun. Jadi SP meningkat. Kalau organ tetap melekat pada tanaman, maka water deficit dengan cepat diimbangi olehmasuknya air dari jaringan vaskular, dengan demikian sel tetap segar (turgid). Contoh : (1) kalau buah kita petik berarti, putus hubungan dengan induknya / pangkalnya, maka water deficit jadi tidak seimbang, maka buah akan kehilangan turgiditasnya. Nampak buah yang tadinya segar menjadi layu. Konsekuensi hilangnya turgor.

a)      Transpirasi dan hal ini akan kehilangan perlindungan pada tanaman yang mendinginkan daun. Akibatnya terjadi perubahan biokimia pada daun tersebut.

b)      Sel-sel di permukaan daun jadi kurang aktif atau inaktif dan daun akan mudah diserang patogen. Jadi penanganan pasca panen harus mempertahankan turgidity.

Masalah lain yaitu perubahan dari atmosfir dalam buah seperti telah diterangkan di depan bahwa tanaman merupakan sistem tertutup dimana lapisan kutikula yang melapisi epidermis dapat menahan tekanan yang agak tinggi. Pada apel misalnya, atmosfir atau udara dalam berbeda komposisinya dari udara sekelilingnya. Pada daun yang mempunyai jaringan spon dimana terdapat ruang-ruang udara, jelas sekali berbeda komposisi udaranya dengan udara luarnya. Pada ruang udara ini terdapat gas N2, O2 dan CO2 serta etilen yang merupakan produk dari metabolisme. Kalau daun atau buah dipetik, hal ini berarti memutuskan hambatan oleh kutikula, maka akan terjadi aliran oksigen ke dalam buah dan CO2 keluar dari buah. Akibatnya tarjadi rasio O2 / CO2 yang tinggi. Ini akan menyebabkan terjadinya kenaikan respirasi dan akan mempercepat menghabiskan bahan untuk respirasi, terutama gula reduksi serta meningkatnya proses-proses oksidatif terutama yang berpengaruh terhadap senyawa-senyawa fenol. Buah yang mengalami stress ini akan menstimulir respirasi dan intesa protein. Peningkatan respirasi akan menyebabkan peningkatan panas dan banyak kehilangan air. Etilen yang semula konsentrasinya 100 – 1000 ppm melalui luka karena pemetikan akan berkurang, sehingga konsentrasi menurun antara 0,5 – 1 pp. Tetapi peningkatan respirasi, perlu diingat akan mempercepat produksi etilen dan bila luka-luka sudah sembuh dan tertutup oleh tanin dan gam konsentrasi etilen akan kembali seperti semula.

Mengapa konsentrasi etilen cukup tinggi waktu buah masih melekat pada induknya, tetapi tidak nampak pengaruhnya ?

Mungkin dengan adanya konsentrasi CO2 yang sangat tinggi, CO2 bersifat antagonistik terhadap etilen (competitive inhibition). Di samping itu adanya konsentrasi CO2 yang tinggi akan menghambat / mengurangi aktivitas enzim-enzim tertentu dari siklus kreb, misalnya succinat dehidrogenase. Peningkatan respirasi akan mengurangi zat pati dan terjadi pemecahan pektin yang tidak larut dan lain-lain. Hal ini akan mempercepat senesen pada buah yang selanjutnya mempercepat pemasakan (ripering).

ORGAN-ORGAN DI BAWAH TANAH

Organ-organ di bawah tanah dikelilingi oleh lingkungan dengan O2 yang rendah dan CO2 yang agak rendah, sebab kebanyakan CO2 larut dalam komponen tanah dan di dalam air tertahan diantara komponen-komponen ini. Di samping itu juga lingkungan dalam tanah yang mengandung senyawa-senyawa lainnya seperti : gas metan, etilen, derivat sulfur dan amoniak.

Contoh pada wortel : wortel mempunyai struktur yang kompak tapi kulitnya tidak merupakan pelindung yang baik seperti pada apel. Wortel begitu dipanen terjadi peningkatan gradien dari CO2 dan penurunan O2 dari kulit ke jaringan bagian dalam. Akibatnya, jaringan bagian dalam akan bersifat anaerobik sedangkan jaringan luar bersifat aerobik. Bagian dalam jaringan akan mendekati kondisi fermentatif, sehingga akan terbentuk asetaldehid yang tidak mudah menguap, maka akan menurunkan kualitas, antara lain : baunya.

SAYURAN DAUN YANG HIJAU

Biasanya kurang diperhatikan, padahal di sini terjadi keseimbangan antara fotosintesa dengan respirasi. Pada waktu panen di mana ada cahaya matahari yang cukup, CO2 yang keluar segera diabsorbsi kembali untuk fotosintesa. Kalau sayuran tadi dibawa ke gudang tempat penyimpanan, fotosintesis akan berkurang atau terhenti sama sekali, sehingga CO2 yang dilepaskan akan meningkat (lihat tabel di bawah ini).

Tabel : Kecepatan respirasi dari kubis yang disimpan pada rumah / gudang

penyimpanan pada temperatur 40C.

Hari dalam penyimpanan

Laju respirasi ; mg CO2 yang dihasilkan / jam / kg berat basah

0

3

5

7

2.70

4.70

6.30

8.35

Phan dan Tromblas (1982)

PERUBAHAN-PERUBAHAN METABOLIK LAINNYA

Perubahan metabolik lainnya yang terjadi pada daun batang, bunga yaitu adanya perubahan warna, misal pada polong atau batang asparagus terjadi degradasi dari klorofil.

Klorofilase

Klorofil                                   Klorofilid + Fitol

(Phosphyrin ring + fitol)         (Phosphyrin ring)

Pecahnya klorofil bisa dicegah kalau organ yang dipanen dipetik cepat disimpan pada tempat yang dingin. Pemetikan harus dilakukan hati-hati, misalnya memotong selada, sebab memotong akan menginduksi suatu seri reaksi sebagai respon terhadap luka yang menimbulkan proses oksidasi pada fenol yang menimbulkan browning (pencoklatan) pada permukaan.

MEKANISME MOBILISASI ZAT MAKANAN DAN PENIMBUNANNYA

Sifat zat kimia yang ditimbun pada buah, ubi, umbi, daun dan organ-organ lainnya ditentukan secara genetik, namun mekanisme penimbunannya dikendalikan secara fisiologik. Daya tarik buah dan organ penimbunan lainnya terhadap nutrien hubungannya secara hormonal.

Pemberian Ki (Kinetin)  di bagian-bagian tertentu pada daun yang telah lepas dari pohon akan mengakibatkan perpindahan asam amino dan fosfat pada bagian tersbut. Perpindahan nutrien serupa telah diamati pada pemberian auksin, giberelin atau sitokinin dengan hasil relatif sama. Oleh karena itu pemberian hormon dapat menjadi salah satu sebab langsung terjadiya perpindahan nutrien, karena terpacunya sintesis asam nuklet oleh hormon secara bersamaan terjadi penurunan kegiatan fisiologi.

Sifat zat kimia yang ditimbun pada buah, ubi, umbi daun dan organ-organ lainnya ditentukan secara genetik, namun mekanisme penimbunannya dikendalikan secara fisiologik.

Daya tarik buah dan organ-organ penimbun lainnya terhadap nutrien ada hubungannya secara hormonal.

Perubahan fisikokimia ada berbagai tanaman buah-buahan selama pemasakan sudah dapat dideteksi dengan baik, meliputi perubahan fisik, gula, beberapa macam asam organis, pigmen, alkohol dan minyak, zat padat, pektin dan tanin, zat pati dan unsur organik.

Petunjuk untuk Pemanenan Hasil

Buah-buahan dan sayur-sayuran pada saat panen atau setelah panen (pasca panen), masih mengalami berbagai proses fisiologi sebelum komoditi tersebut sampai di tingkat konsumen. Perlakuan pada saat dan lepas panen perlu mendapat perhatian yang sangat serius terutama untuk buah-buahan dan sayur-sayuran yang memiliki sifat daya simpan yang singkat, agar barang tersebut dinikmati konsumen dalam kuantitas dan kualitas yang memusakan.

Perlakuan-perlakuan pasca panen yang dapat mempengaruhi proses fisiologi dan sekaligus mempengaruhi terhadap mutu hasil antara lain :

  1. Penentuan waktu dan cara panen
  2. Penyimpanan dan pengawasan dan termasuk di dalamnya pengaruh hormonal, respirasi perubahan kimia dan perubahan morfologis atau fisik selama pematangan dan penuaan.
  3. Pengaturan pematangan dan penuaan selama pematangan.

Mutu buah-buahan dan sayur-sayuran tidak dapat diperbaiki, tetapi dapat dipertahankan. Mutu yang baik diperoleh bila pemanenan hasil dilakukan pada tingkat kemasakan yang tepat. Buah-buahan yang belum masak bila dipanen menghasilkan mutu jelek dan proses pematangan yang salah. Begitu pula bila sayur-sayuran dipungut terlalu awal, dapat lebih lama tinggal hijau, tetapi mutunya jelek. Sebaliknya penundaan waktu pemungutan buah-buahan dan sayur-sayuran akan mempercepat kepekaan buah dan sayuran terhadap pembusukan, mutu dan nilai jual rendah.

Bila hasil harus dikirim ke pasar yang jauh letaknya atau harus disimpan dulu untuk menunggu harga yang lebih baik, pemanenan harus dilakukan pada keadaan sudah tua, tetapi belum masak. Hal ini sangat sulit menentukannya.

Keadaan cukup tua untuk dipanen dapat ditentukan sebagai berikut :

  1. Secara visual dengan melihat wrna kulit, ukuran, sisa tangkai putih, adanya daun-daun tua yang kering, mengeringnya tubuh tanaman dan buah sudah penuh.
  2. Secara fisik : mudahnya buah terlepas dari tangkai, ketegaran dan berat jenis
  3. Analisis kimia : kandungan zat padat, asam dan kandungan zat pati
  4. Dengan perhitungan : jumlah hari setelah bunga mekar
  5. Secara fisiologis : respirasi

Indeks Kemasakan untuk Komoditi-komoditi Khusus

Kelemahan-kelemahan semua indeks kemasakan adalah variasi dalam :

  1. Nutrisi
  2. Ukuran atau besarnya buah
  3. Dampak iklim dan musim
  4. Letaknya di pohon
  5. Jenis tanah
  6. Kelembaban tanah
  7. Cara pemangkasan
  8. Penggunaan hormon dan zat lain yang digunakan dalam penyemprotan
  1. IV. ETILEN

Sejak tahun 1934 telah diidentifikasi adanya gas karbid (C2H4) atau etilen yang dikeluarkan oleh buah yang matang dan gas tersebut dapat memacu pematangan. Selanjutnya setelah C2H4 identitasnya diketahui secara pasti, C2H4 digunakan untuk penanganan buah dan daya pemacu dibenarkan secara luas sehingga digunakan sebagai sarana pematangan buah dalam industri.

Hakekatnya C2H4 berfungsi untuk pematangan dan hal ini dapat dibuktikan bila dapat ditunjukkan :

  1. Tanpa adanya gas C2H4 tidak akan terpacu pemasakan (ripening)
  2. Peranannya dalam proses pematangan tidak dapat diganti oleh senyawa lain
  3. Reaksi respirasi segera terjadi bila C2H4 diberikan dari luar
  4. Diperlukan untuk berbagai reaksi pemasakan
  5. Produksinya berlangsung pada permulaan peristiwa yang menentukan
  6. Konsentrasi internal sebelum peningkatan peristiwa yang menentukan itu sudah mampu menimbulkan kegiatan fisiologi
Etilen (C2H4) adalah jenis senyawa tidak jenuh atau memiliki ikatan rangkap yang dapat dihasilkan oleh jaringan tanaman pada waktu-waktu tertentu dan pada suhu kamar etilen berbentuk gas. Senyawa ini dapat menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan penting dalam proses pertumbuhan tanaman dan pematangan hasil-hasil pertanian.

ETILEN

Ethene / ethylene

H                 H

C == C

H                 H

Di Amerika serikat, yaitu di sekitar tahun 1900, petani jeruk mempunyai kebiasan memanen buah jeruk di saat kulitnya waktu masih hijau. Jeruk tersebut kemudian dikumpulkan dalam suatu ruangan tertutup dan diterangi dipanaskan dengan menggunakan nyala lampu minyak tanah (kerosin). Setelah beberapa waktu dalam ruang atau gudang tersebut ternyata buah jeruk yang hijau itu berubah menjadi kuning. Akan tetapi bila minyak tanah diganti dengan pemanas listrik, jeruk yang berwarna hijau tersebut tidak akan berubah warnanya. Kemudian setelah dilakukan penelitian, diketahui bahwa diantara beberapa gas hasil pembakaran minyak tanah terdapat suatu gas yang dikenal sebagai gas etilen.

Etilen adalah gas yang dapat digolongkan sebagai hormon tanaman yang aktif dalam proses pematangan. Etilen disebut hormon karena dapat memenuhi persyaratan sebagai hormon, yang dihasilkan oleh tanaman, bersifat mobil dalam jaringan tanaman dan merupakan senyawa organik. Pada tahun 1959 diketahui, bahwa etilen tidak hanya berperanan dalam proses pematangan saja, tetapi juga berperanan dalam mengatur pertumbuhan tanaman.

Secara tidak disadari, penggunaan etilen dalam proses pematangan sudah lama dilakukan, jauh sebelum senyawa tersebut diketahui peranannya dalam proses pematangan. Di Indonesia, pemeraman pisang yang masih hijau banyak dilakukan orang dengan proses pengasapan dengan memanfaatkan asap yang dihasilkan oleh pembakaran daun-daun, kering atau setengah kering dan kemungkinan besar dengan cara tersebut dapat menghasilkan etilen.

  1. A. BIOSINTESA ETILEN

Biosintesa etilen secara teoritis dapat diungkapkan dengan menggunakan hasil penemuan-penemuan serta penelitian yang telah dilaporkan dengan menggunakan alat yang disebut khromatografig (gas chromatography) gas dan “radio tracer”. Walaupun demikian, penelitian tentang biosintesa etilen tetap merupakan biosintesa yang sulit, karena etilen pada suhu dan tekanan normal merupakan gas, sedangkan jumlahnya di dalam jaringan tanaman relatif sangat kecil. Sebagai gambaran perlu diketahui bahwa jumlah CO2 yang dihasilkan selama proses pematangan buah-buahan adalah 200 kali lebih besar dibanding jumlah etilen.

  1. 1. Sintesa Etilen Di dalam Sel

Untuk mengetahui bagian mana atau pada organ apa sebetulnya etilen disentesa di dalam sel, telah diadakan penelitian dengan jalan mengidentifikasikan jaringan-jaringan dalam bentuk subseluler. Untuk mengisolasikan organ dalam sel misalnya mitochodria, sel-sel jaringan buah apel direndam di dalam suatu larutan yang mempunyai kepekatan (tekanan osmose) tinggi, dan mitochondria yang telah diisolasikan digunakan untuk percobaan. Dari hasil yang dapat diketahui, bahwa etilen disintesa pada sebuah organ sel tetapi bukan di dalam mitochodria. Penelitian selanjutnya memperlihatkan, bahwa sintyesa etilen lebih cenderung dilakukan di dalam sitoplasma, dan bukan di dalam mitochodria. Kedua hasil percobaan tersebut saling mendukung. Tetapi dalam percobaan berikut, yaitu dengan menggunakan buah tomat, yaitu bahwa etilen disintesa di dalam mitochondria, yaitu pada saat warna buah berubah dari hijau menjadi kuning. Hal ini dibuktikan, karena pada mitochondria yang diambil dari buah yang masih hijau tidak menghasilkan etilen. Keadaan tersebut diperkuat, dengan diketahuinya adanya zat penghambat pembentukan etilen (inhibitor) di dalam buah tomat, yaitu “orthodihydric phenole (phenolic)”, dimana jumlahnya menurun selama proses pematangan buah.

  1. 2. Senyawa yang Diperlukan Dalam Sintesa Etilen

Untuk mengetahui senyawa apa yang dapat digunakan sebagai substrat dalam sintesa etilen, dilakukan percobaan-percobaan yang menggunakan senyawa-senyawa organik sebagai substrat, yang mengandung isotop dari karbon (C14) pada molekulnya yang dilakukan secara “invitro”. Molekul etilen yang dihasilkan diperiksa terhadap ada tidaknya karbon isotop. Dari senyawa glukosa, alanin, glisin, aspartat atau glutamat dapat digunakan sebagai senyawa awal.

Percobaan dilanjutkan dengan sistem pengontrolan yang lebih ketat, yaitu pada atom karbon nomor berapa dari molekul tersebut di atas yang sesungguhnya aktif dalam sintesa etilen. Caranya adalah dengan menggunakan molekul glukosa dengan satu karbon isotop. Percobaan tersebut kemudian diulangi dengan menggunakan karbon isotop berturut-turut pada karbon nomor 1, 2, 3, 4, 5, dan 6. Dari hasil yang didapat ternyata, bahwa C1, C2, C5 dan C6 pada molekul glukosa lebih aktif dalam sintesa etilen bila dibanding dengan C3 dan C4. Sedangkan pada molekul alanin, C3 dan C4 lebih efisien dalam mensintesa etilen. Perubahan glukosa menjadi etilen selalu melalui asam piruvat dengan bantuan asetil Co-enzim A.

“Pathways” dari sintesa etilen inipun diteliti dengan menggunakan sistem enzim. Mula-mula dicoba dengan menggunakan asam lemak tak jenuh yaitu asam linolenat. Asam ini melalui proses biologis dapat membentuk etilen dengan bantuan oksigen, enzim dan katalisator Cu++, seperti yang terlihat pada reaksi di bawah ini.

Lipoprotein / gliserida             lipase

Yang mengandung asam                                 + O2 linolenat bebas

Linolenat                                 hidrolisa

Liposidase

Cu++

Enzim

Etilen

Selain asam lemak, juga telah dicoba dengan menggunakan asam amino metionin dengan proses sebagai berikut :

D/L Metionin + Cu++ + asam askorbat + H2O2 metional

Etilen

Pada reaksi di atas terlihat, bahwa metional merupakan senyawa intermediate dalam pembuatan etilen. Di samping itu, juga dalam reaksi tersebut ditambahkan ion-ion Cu++ dan asam askorbat sebagai katalisator. Dengan sistem ini, efisiensi yang diperoleh adalah sebesar 50 persen.

Metionin ternyata dapat merupakan “precursor” dalam pembentukan etilen. Akan tetapi metionin hanya menstimulasikan pembentukan etilen pada saat buah-buahan mengalami “senescene’ dan bukan pada saat praklimaterik.

Dalam penelitian-penelitian yang bersifat non enzimatis telah disimpulkan, bahwa etilen pun dapat dibuat secara non enzimatis. Reaksi non-enzimatis hanya terjadi sedikit sekali, sedangkan reaksi enzimatis dominant sejak permulaan pematangan.

CH2 = CH2

Pada reaksi berikut ini dibuktikan, bahwa etilen dapat dibuat secara non-enzimatis.

R —– H – CH2 – O SO2 – O- — Fe++ RH +                       + SO4 + Fe

Potasium ethyl sulfate             +                                      Etilen

Terbutylhylhydroperoxide      +

FeSO4

  1. 3. Pengendalian Sintesa Etilen

Dari hasil-hasil percobaan tersebut sekarang dapat diketahui, bahwa etilen dapat disintesa seluruhnya dengan sistem enzim atau hanya sebagian saja, dimana reaksi akhir diselingi dengan sistem non-enzimatis.

Ada beberapa hal yang dapat menghambat atau mempercepat pembuatan etilen. Etilen akan dihambat pembentukannya apabila buahnya masih berada pada pohon. Hormon-hormon tanaman, misalnya auxin dapat merupakan stimulator, sedangkan cahaya berpengaruh pada pembentukan etilen selama proses perkecambahan dan pertumbuhan biji. Peranan cahaya dalam pembuatan etilen pada jaringan buah  yang diketahui dengan pasti.

  1. B. PERANAN ETILEN DALAM PEMATANGAN BUAH

Hubungan antara etilen dan pematangan buah dianggap penting sekali di dalam menentukan hipotesa pematangan itu sendiri. Dari semua hipotesa-hipotesa yang diajukan ada dua buah yang dianggap baik.

Menurut hipotesa pertama, pematangan diartikan sebagai manifestasi dari “senescene” dimana organisasi antara sel menjadi rusak. Kerusakan ini merupakan pelopor dari kegiatan hidrolisa oleh campuran enzim-enzim dan substrat. Terjadi pemecahan khlorofil, pati, pektin dan tannin. Enzim-enzim ini akan mensitesa bahan-bahan seperti etilen, pigmen, “flavor”, energi dan mungkin polipeptida.

Menurut hipotesa yang keda, pematanan atau “senescene” adalah suatu fase terakhir dari proses penguraian dan merupakan suatu proses yang dibutuhkan untuk mensitesa enzim-enzim yang spesifik. Dalam kenyataannya, kedua hipotesa di atas digunakan bersama-sama.

  1. 1. Sebagai Hormon Pematangan

Seperti telah dinyatakan sebelumnya, bahwa etilen adalah sebuah hormon yang penting di dalam proses pematangan buah. Jumlah etilen yang terdapat di dalam buah-buahan baik dari permulaan klimakterik atau pada saat puncak klimakterik dapat dilihat pada Tabel 3. Pada kenyataannya, jumlah etilen tersebut tidak selalu tetapi, akan tetapi berubah-ubah selama proses pematangan. Misalnya pada pisang yang akan memasuki proses pematangan, jumlah etilen yang ada di dalamnya kira-kira 0,0 dan 0,5 ppm sampai beberapa jam sebelum proses pernafasannya meningkat, sedangkan pada saat puncak klikmaterik jumlah etilen lebih kurang 130 ppm.

Tabel 3.          Jumlah etilen di dalam buah-buahan pada saat pra dan puncak

klikmaterik

Jenis buah

Konsentrasi (ppm)

Praklimaterik

Puncak klimakterik

AdvokadPisang

Mangga

Semangka

0.5 – 1.0

1.0 – 1.5

0.04 – 0.08

0.8

300 – 700

25 – 40

3

27

Pada buah mangga, jumlah etilen sebesar 0.04 – 0.08 ppm yang ada di dalamnya setelah buah dipanen, sudah cukup untuk memulai proses klimakterik.

Etilen selain dapat memulai klimakterik, juga dapat mempercepat terjadinya proses ini. Hal ini dapat dilihat pada skema dalam gambar 43.

Konsumsi

O2

udara

etilen

Waktu Klimakterik

Gambar 43.    Skema hubungan Antara waktu Klimakterik Dengan Konsumsi Oksigen pada Buah Advokad

Pada gambar di atas terlihat, bahwa buah advokad yang disimpan di dalam udara biasa,  akan matang setelah 11 hari. Apabila digunakan etilen dengan konsentrasi 10 ppm, maka buah tersebut akan matang pada hari ke enam. Penggunaan etilen dilakukan selama 24 jam. Dari hasil tersebut ini dapat diketahui, bahwa etilen dapat menggeser dan mempercepat terjadinya proses klimakterik. Pada buah-buahan yang termasuk ke dalam golongan non klimakterik akan mengalami proses klimakterik setelah ditambahkan etilen. Untuk percobaan tersebut digunakan buah jeruk.

Konsumsi

O2

etilen

udara

Waktu Klimakterik

Gambar 44.    Skema Hubungan antara waktu Klimakterik dan Konsumsi Oksigen pada Buah Jeruk

Di samping itu, pada buah-buahan non klimakterik apabila ditambah etilen beberapa kali, akan terjadi klimakterik yang berulang-ulang.

Untuk lebih meyakinkan, apakah etilen itu betul-betul diperlukan dalam pematangan. Dilakukan percobaan dengan menggunakan buah pisang. Buah pisang yang masih hijau disimpan di dalam ruangan vakum dengan tekanan 0.2 atm. Selama tiga bulan penyimpanan ternyata buah pisang tetap hijau, akan tetapi, setelah secara berangsur-angsur dimasukkan etilen ke dalam ruangan tersebut, warna pisang berubah menjadi kuning (matang).

Untuk mengetahui, pada saat manakah etilen tersebut dibuat pada buah-buahan, dicoba diteliti pada buah  Advokad.

CO2 ethylene
240200

160

120

80

40

0

5040

30

20

10

0

700        730       760      790       820

Waktu klimakterik pada 250C (jam)

Gambar 45.    Skema Hubungan Antara Waktu Klimakterik Dengan Produksi Etilen dan CO2 pada Buah Advokad

Pada gambar di atas terlihat, bahwa etilen diproduksi sebelum terjadi klimakterik, yaitu pada masa praklimakterik.

  1. 2. Pengaruh Etilen Pada Bagian Tanaman

Etilen selain berperanan penting dalam pematangan buah, juga mempunyai pengaruh yang tidak dapat diabaikan dalam sistem bagian tanaman lainnya.

Pada sistem cabang, etilen dapat menyebabkan terjadinya pengerutan, menghambat kecepatan pertumbuhan, mempercepat daun menjadi kuning dan menyebabkan kelayuan.

Pada sistem akar, etilen dapat menyebabkan akar menjadi terpilin (terputar), menghambat kecepatan pertumbuhan, memperbanyak tumbuhnya rambut-rambut akar dan menyebabkan kelayuan.

Pada sistem umbi, etilen dapat mempengaruhi pertumbuhan tunas, yiatu mempercepat umbinya tunas, sedangkan pada sistem bunga, etilen dapat mempercepat proses pemekaran kuncup, misalnya pada bunga mawar. Akan tetapi kuncup yang telah mekar itu akan cepat menjadi layu. Pada bunga anggrek, etilen menyebabkan warna bunga menjadi pucat, sedangkan pada bunga anyelir, dapat menyebabkan keanekaragaman bunga.

  1. 3. Pengaruh Suhu dan tekanan Pada Produksi dan Aktifitas Etilen

Aktifitas etilen dalam pematangan buah akan menurun dengan turunnya suhu, misalnya apel yang disimpan pada suhu 30C, penggunaan etilen dengan konsentrasi tinggi tidak memberikan pengaruh yang jelas baik pada proses pematangan maupun pernafasannya. Pada suhu di atas 350C, buah tidak akan membentuk etilen. Suhu optimal untuk produski dan aktifitras etilen pada buah tomat dan apel adalah 320C, sedangkan pada buah-buahan lainnya bervariasi  tergantung jenis buahnya.

Pembentukan etilen pada jaringan tanaman dapat distimulasikan oleh kerusakan-kerusakan mekanis dan infeksi. Karena itu, adanya kerusakan mekanis pada buah dapat mempercepat pematangan.

Penggunaan sinar-sinar radioaktif dapat menstimulasikan pembuatan etilen. Pada buah “peach” yang disinari dengan sinar sebesar 600 Krad, ternyata dapat mempercepat pembentukan etilen, apabila diberikan pada saat klimakterik. Sebab bila diberikan pada saat praklimakterik, penggunaan sinar radiasi ini dapat menghambat produksi etilen.

  1. C. MEKANISME KERJA ETILEN

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam membahas mekanisme kerja etilen, yaitu (1) etilen mempunyai sifat-sifat yang sangat unik di dalam proses pematangan buah dan dalam bagian tanaman lainnya, (2) dalam konsentrasi yang sangat rendah dapat memberikan stimulasi aktifitas fisiologis, (3) lama waktu yang diperlukan bagi etilen untuk menyelesaikan proses pematangan dan (4) sensitifitas jaringan tanaman terhadap etilen yang konsentrasinya sangat rendah dan bervariasi sesuai dengan umurnya. Berdasarkan hal-hal tersebut, telah dihasilkan beberapa hipotesa mengenai mekanisme kerja etilen.

  1. 1. Interaksi dengan Hormon Lain

Di dalam tanaman, etilen mengadakan interaksi dengan hormon lainnya, yaitu auxin. Apabila konsentrasi auxin meningkat, maka produksi etilen pun akan bertambah. Pada waktu-waktu yang telah lalu, auxin disangka mempunyai peranan dalam pematangan buah. Akan tetapi peran pematangan buah dilakukan oleh etilen dan bukan auxin. Peranan auxin dalam pematangan buah hanyalah membantu dalam sintesa etilen. Bila konsentrasi etilen cukup tinggi, hal ini dapat mengakibatkan terhambatnya sintesa dan aktifitas euxin.

  1. 2. Pembentukan Senyawa Komplex Dengan Metalo – Enzim

Bila buah disimpan dalam satu ruangan, dimana konsentrasi udaranya dapat diatur, ternyata bila konsentrasi CO2 dalam ruangan ditingkatkan dan konsentrasi O2 diturunkan, maka proses pematangan akan terhambat. Hal ini dapat dijelaskan dengan teori berikut. Dalam keadaan normal etilen akan aktif bila berikatan secara komplex dengan metalo-enzim dan oksigen seperti yang terlihat pada reaksi di bawah ini.

Enzim                                                  enzimenzi

Metal                   + CO2 metal

O2 Etilen                                O2 CO2

Apabila konsentrasi CO2 ditingkatkan, maka jumlah CO2 menjadi lebih banyak dibandingkan dengan keadaan normal dan kelebihan CO2 tersebut dapat menghambat proses pematangan, karena kedudukan etilen dalam kompleks metode enzim digeser oleh CO2.

  1. 3. Pengaruh Etilen Terhadap Aktifitas ATP- ase

Etilen mempunyai peranan dalam menstimulasikan aktivitas ATP-ase dalam penyediaan energi yang dibutuhkan pada metabolisme.

ATP-ase

ATP                             ADP + P                     energi

  1. 4. Permeabilitas Membran

Etilen adalah senyawa yang larut di dalam lemak, sedangkanmembran dari metochondria pada fase praklimakterik diekstrak kemudian ditambah etilen, ternyata terjadi pengembangan volume yang akan meningkatkan permeabilitas sehingga bhan-bahan dari luar sel akan dapat masuk.

Pada penelitian yang dilakukan dengan menggunakan mitochondria dari fase lepas klimakterik dengan perlakuan yang sama seperti di atas, ternyata tidak menyebabkan pengembangan. Jadi etilen hanya bekerja pada saat-saat akhir pada fase sebelum puncak klimakterik.

  1. 5. “Genetic Derepression”

Pada reaksi biologis ada dua faktor yang mengontrol jalannya reaksi, yang pertama adalah “gene repression” yang menghambat jalan reaksi yang berantai untuk dapat berlangsung terus. Yang kedua adalah “deprepression”, yaitu faktor yang dapat menghilangkan hambatan tersebut sehingga reaksi dapat berjalan sebagai berikut :

Hambatan

Gene                                        protein             enzim               reaksi-reaksi kimia

Phenomena

Dari reaksi di atas dapat diketahui, bahwa etilen ternyata berfungsi sebagai “derepression”, sehingga reaksi tersebut dapat berlangsung.

BIOSINTESIS

Alur biosintesis dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Sintesis Etilen (C2H4)

Glukosa

Homoserina

Ribose

Metionina

ATP

5-Metilthioribose                                            5-Adenosil Metionina

(MTR)                                                                  SAM

5-Metil-thio-adenosina

(MTA)

MTA-Nukleosidase

Adenina                                                          H2C – CH2

(AD)

C

H2N    COOH

1.Amino cyclopropane 1-carboxylic acid

(ACC)

Malonat

H2N             CO2

transferase                    C2H4

MACC

Peranan Etilen (C2H4)

  1. Bertindak sebagai alelopati, yaitu etilen yang dikeluarkan oleh suatu tanaman dapat mempengaruhi tanaman lainnya yang bisa merugikan bahkan mematikan. Contoh : Etilen yang dikeluarkan buah yang sudah masak akan mempercepat buah lainnya menjadi matang.
  2. Auxin dapat menstimulir produksi etilen dengan menginduksi sintesis amino cyclopropane carbocxylic acid (ACC).
  3. Peranan etilen terhadap absisi, etilen menyebabkan absisi melalui percepatan aktivitas enzim-enzim yang merusak dinding sel.
  4. Etilen berpartisipasi pada kenaikan klimakterik
  5. Etilen dapat memodifikasi permeabilitas dari membran sel dan mempercepat aktivitas enzim-enzim yang terdapat pada membran tersebut.
  6. Etilen berpengaruh terhadap sintesa dan kenaikan aktifitas enzim-enzim, seperti malat dan piruvat dekarboksilase.

PEMATANGAN BUAH-BUAHAN DAN RESPIRASI KLIMAKTERIK

Buah-buahan dapat dikelompokkan berdasarkan laju pernapasan mereka di saat pertumbuhan sampai fase senescene menjadi kelompok buah-buahan klimakterik dan kelompok buah-buahan non klimakterik (Biale dan Young, 1981), seperti terlihat dalam Tabel 5.

Buah-buahan klimakterik yang sudah mature, selepas dipanen, secara normal memperlihatkan suatu laju penurunan pernafasan sampai tingkat minimal, yang diikuti oleh hentakan laju pernafasan yang cepat sampai ke tingkat maksimal, yang disebut puncak pernafasan klimakterik.

Tabel 5. Buah-buahan tropis klimakterik dan non klimakterik

NAMA UMUM NAMA ILMIAH
KLIMAKTERIKR  Advokad

R  Pisang

R  Nangka

R  Jambu

R  Mangga

R  Pepaya

R  Markisa (passion fruit)

NON KLIMAKTERIK

R  Buah Mete

R  Jeruk Bali / Grafe fruit

R  Lemon

R  Lychee

R  Orange

R  Nenas

R   Persea americana

R   Musa sepientum

R   Artocarpus altilis

R   Psidium guajava

R   Mangivera indica

R   Carica papaya

R   Passi flora edulis

R   Anacardium occidentale

R   Citrus paradisi

R   Citrus lemonia

R   Litchi chinenses

R   Citrus cinensis

R   Ananas comosus

Bila buah-buahan klimakterik berada pada tingkat maturitas “kemrampo” yang tepat, dikspos selama beberapa saat dengan konsentrasi ethylene yang lebih tinggi dari threshold minimal, maka terjadilah rangsangan pematangan yang tidak dapat kembali lagi (irreversiable ripening).

Pada buah-buahan non klimakterik terjadi hal yang berbeda artinya tidak memperlihatkan terjadinya hentakan pernafasan klimakterik. Meskipun buah-buahan tersebut diekspose dengan kadar ethylene kecil saja, laju pernafasan, kira-kira sama dengan kadar bila terekspose ethylene ruangan, kalau ada tingkatan laju pernafasan hanya kecil saja. Tetapi segera setelah itu laju pernafasan kembali lagi pada laju kondisi istirahat normal, bila kemudian ethylene nya ditiadakan. Dengan ekspos ethylene terjadilah suatu respon yang kira-kira mirip dapat diamati. Dalam suatu buah yang telah mature (tetapi belum matang) terjadilah perubahan parameter yang dialami buah seperti mislnya degreening atau hilangnya warna hijau.

Meskipun secara ilmiah dan physiologis dapat ditunjukkan adanya perubahan-perubahan yang terjadi yang memungkinkan untuk melakukan klasifikasi sifat dan tabiat buah-buahan lepas panen, tetapi parameter yang sangat mudah dan lebih bermanfaat dan bermakna bagi konsumen adalah parameter perubahan lain yang lebih praktis sifatnya yang terjadi selama proses pematangan.

Parameter-parameter yang dimaksud adalah : terjadinya pelunakan sera terjadinya sintesa karotinoid. Demikian juga halnya dengan terjadinya perubahan warna eksternal seperti terjadinya pemecahan (breakdown), khlorophyl, sehingga membuka tabir lapisan karotenoid dalam kulit pisang, terjadinya perubahan dari warna hijau menjadi kuning (Marriot,980).

Demikian halnya dengan terjadinya perubahan-perubahan internal dalam buah terhadap komposisi yang dikandungnya. Seperti misalnya pemecahan pati menjadi sukrosa dan gula pereduksi serta turunnya kandungan dalam buah mangga (Bhatnagar dan Subramangan, 1973).

Dan khususnya dalam pengembangan timbulnya sifat karakteristik flavor buah-buahan. Perubahan mana juga terjadi bila buah-buahan klimakterik tua (mature) dieksposa dengan gas ethylene. Sesungguhnya penting untuk diamati bahwa pengeluaran gas ethylene juga terjadi sewaktu buah menjadi matang. Pengeluaran ethylene dari dalam buah merupakan salah satu karakteristik dari proses pematangan buah.

Berikut disajikan dalam Tabel 6 rekapitulasi perubahan-perubahan selama proses pematangan buah yang terjadi secara komersial.

Tabel   6.        Perubahan utama selama proses pematangan buah

R  Kerusakan khloroplast atau khlorophylR  Kehilangan asam organik

R  Pengeluaran ethylene

R  Peningkatan laju pernafasan

R  Hydrolysis patiR  Pelunakan pektin, peningkatan daya larut pektin

R  Pembentukan karotenoid dan anthocyanin

R  Syntesa senyawa flavor

Salah satu kesulitan yang dialami secara komersial dalam menghadapi pematangan buah adalah bagaimana caranya mengendalikan proses tersebut secara teliti. Berdasarkan pengaruh lingkungan, para pengamat cenderung untuk bergantung terhadap beberapa parameter seperti perubahan yang kasat mata saja seperti terjadinya atau tumbuhnya warna merah pada kulit buah, atau parameter perubahan kimia yang mudah diukur. Seperti misalnya peningkatan kadar gula pereduksi dan penurunan derajat keasaman.

Perubahan tingkat kekerasan (firmness) atau tekstur buah, meskipun secara jelas dapat digunakansebagai parameter penting bagi konsumen, ternyata kurang gampang dihayati dan dimengerti, dan akibatnya lebih sulit dilakukan kuantifikasi, sebaiknya perubahan flavor (citarasa) yang merupakan kepedulian utama konsumen dianggap lebih penting diasumsikan sebagai cerminan dari perubahan-perubahan fisikokimia.

Karena itu telah menjadi kepedulian yang sangat besar bagi industri buah-buahan agar secar penuh manusia dapat mempengaruhi perubahan laju pematangan dengan cara melakukan manipulasi suhu, atau konsentrasi ethylene, yaitu pada saat sebelum dan sewaktu proses pematangan buah (ripening) terhadap setiap kultural atau spesies buah-buahan.

Proses penuaan buah (maturity) sangat penting dikuasai mekanismenya. Salah satu aspek dari maturitas adalah pengembangan kapasitas buah untuk mampu menjadi matang.

Dalam suatu spesies buah atau kultivar tertentu respon terhadap ethylene sangat dipengaruhi bukan saja oleh derajat maturity buah tetapi juga oleh konsentrasi relatif dari plant growth regulator lainnya, seperti misalnya asam giberilat, serta terhadap kadar mineral yang ada di dalam buah.

Suatu contoh, perlakuan pemberian larutan kalsium khlorida terhadap buah advokad, ternyata mampu menghambat respirasi, dan sekaligus memperlambat terjadinya klimakterik dan menekan puncak produksi ethylene (Ingwa and Young, 1984). Pengaruh mana tidak terjadi terhadap buah pisang (Will et al., 1982).

Dalam pustaka yang telah diketahui pengaruh ethylene terhadap proses pematangan buah (ripening) ternyata masih sangat terbatas kurang informasi yang diperlukan terhadap senyawa-senyawa lain yang harus dilibatkan dalam mengatur proses metabolisme termasuk proses pematangan buah.

Di samping itu harus dipahami mengenai faktor lain sebelum menangani buah-buahan tropis khususnya betapa pentingnya faktor sifat kepekaan terhadap chilling enjuries. Ekspose buah-buahan tropis pada suhu lebih rendah dari nilai threshold kritis, akan berakibat gagalnya buah mencapai tingkat kematangan yang normal.

  1. 1. Peran Ethylene Pada Buah Pisang

Konsumen buah pisang (Musa AAA) di mana saja sangat mendambakan dapat memperoleh buah pisang yang matang, tidak rusak secara fisik, tidak cacat. Mereka memilih buah pisang yang kulitnya tidak tercela, dan berwarna kuning merata.

Dalam praktek perdagangan buah-buahan, agar produsen mampu mensuplai buah-buahan dengan menu tersebut di atas, mereka harus memperhatikan beberapa faktor berikut ini :

FAKTOR 1 :

Buah-buahan yang sudah mature tetapi belum matang, jauh lebih mudah untuk ditangani dan ditransportasi, tanpa mengurangi kerusakan mekanis, bila dibanding dengan buah yang telah matang.

FAKTOR 2 :

Proses pematangan buah  dapat diperlambat, melalui berbagai cara : misalnya penurunan suhu, yang berfungsi dapat menurunkan laju respirasi, laju kehilangan air dan secara umur juga menurunkan peluang serta laju serangan mikroba.

Namun demikian karena buah pisang peka terhadap chilling injuring, sebagian besar perdagangan pisang internasional tidak menyimpan pisang pada suhu di bawah 130C.

FAKTOR 3 :

Proses pematangan buah dapat dirangsang oleh pemberian atau eksposa gas ethylene. Karena alasan tersebut, maka sistem yang dianut dan dipraktekkan dalam perdagangan internasional pisang selalu memperhatikan faktor tersebut di atas yaitu transportasi buah yang masih mentah tetapi sudah mature dan disimpan pada suhu terendah yang dianggap masih aman. Dianjurkan untuk menahan buah dalam suatu lokasi penyimpanan (buffer store) yang berada dekat dengan terminal pasar retail sampai diperlukan, distimulir proses pematangan dengan gas ethylene dan buah didistribusi sedemikian rupa sehingga buah-buahan tersebut menjadi matang pada saat dipasarkan di lokasi penjualan retail.

Perlu diperhatikan bahwa buah pisang memiliki sifat-sifat tertentu yang unik artinya yang tidak dimiliki oleh buah lain dan hal itu penting dalam membedakan fisiologi buah. Tidak seperti buah lain, uah pisang diproduksi dari satu batang tanaman yang merupakan pseudo stem yang dibentuk oleh tangkai daun. Dan buahnya berkembang secara parthenocarpic yang berasal dari bunga betina.

Di suatu perkebunan pisang komersial, buah pisang berada dalam suatu tandan dari suatu umur yang telah diketahui. Tanaman pisang secara komersil ditumbuhkan secara serentak dan menerima input dari sinar yang sama, hara dari tanah yang sama, sehingga mengalami photosintesa yang sama, sehingga berbuah bersama-sama (Simmond, 1966).

Sedang buah advokad, mangga dan pepaya, justru sebaliknya, yaitu merupakan buah-buahan yang dihasilkan oleh pohon, yang menghasilkan buah-buahan dari bunga, yang terbuka pada saat yang berbeda dalam suatu musim buah-buahan tersebut muncul di berbagai cabang yang mensuplai hara gizi kemungkinan besar tidak sama bagi setiap buah yang sedang berkembang.

Sebagian besar ekspor buah pisang saat ini berasal dari germ plasm yang sangat sempit, yaitu berdasarkan pada hasil kloning kelompok pisang cavendish. Mereka dikelompokkan sebagai Musa AAA, triploid dengan kontribusi dari beberapa genotype Musa acuminata.

Sedang pisang godok (cooking banana) atau plantains dikelompokkan dalam grup Musa AAB, hasil kontribusi dari genotype Musa balbisiana. Pusat penelitian pisang diWest Indies telah mengembangkan jenis klon pisang baru tetraploid (Musa AAA). Jenis pisang ini tahan terhadap penyakit Panama dan Sigatoka disease. Penyakit Panama merupakan jenis penyakit ganas yang memusnahkan kultivar pisang Gross Michel (Musa AAA) di West Indies.

Berbagai jenis klon pisang tersebut memiliki perbedaan-perbedaan yang sangat tajam yaitu sebagai berikut :

Pada umumnya pisang biasa (banana) dipanen dengan cara memangkas pangkal tandan, pada saat individu buah pisang atau jari-jari pisang (fingers) telah penuh mencapai “grade” atau girth yang dikehendaki. Pengukuran grade biasanya dilakukan dengan alat kaliper. Atau bila mereka telah mencapai suatu umur tertentu.

Bila buah pisang dibiarkan tumbuh sampai mencapai maturity penuh yaitu dalam saat pra klimakterik, saat mana disebut periode green life sebelum secara spontan menjadi matang (ripe). Green life lebih mendekati korelasi dengan umur fisiologis dan grade pada waktu dipanen. Pengendalian dari green life ke ripe sebetulnya dapat dihambat.

Agar memperoleh waktu yang cukup leluasa untuk pengapalan dan untuk digunakan sebagai “buffer stock” akan sesuai dengan suplai permintaan pasar, maka preklimakterik selama 20 hari pada suhu 13.5 – 140C diperlukan bagi perdagangan Trans atlantik (New and Marriott, 1974). Bagi buah-buahan yang memiliki preclimacteric life yang tidak cukup lama atau kurang dari 20 hari kemungkinan besar akan mengalami matang awal dan pada saat pisang matang akan memproduksi ethylene, sehingga akan merangsang pematangan pisang-pisang di sekitarnya.

Setelah pisang dipanen, sisir dipisahkan, dicuci, diberi fungisida, dikemas dalam box dengan lapis polyethylene dan dikapalkan pada suhu 13.5 – 140C (sampai terjadi proses pematangan).

Proses pematangan pisang melibatkan berbagai perubahan dalam buah pisang dan hal itu harus diatur untuk menghasilkan buah yang sesuai permintaan rasa seideal mungkin dan sepraktis mungkin bagi selera konsumen. Perubahan-perubahan tersebut meliputi :

  1. Degreening kulit pisang, yang merupakan hal yang sangat penting, karena konsumen menilai buah dai penampilan kulitnya.
  2. 2. Pengembangan  flavor pisang yang sangat karakteristik yang hasil panen menjadi faktor utama, dalam penerimaan konsumen secara organoleptis terhadap pisang dari berbagai kultivar dan klone pisang.
  3. 3. Derajat keempukan dan
  4. 4. Konversi pati menjadi gula
  1. 2. Peran Ethylene Pada Buah Mangga

Para konsumen bila membeli mangga menuntut agar mangga yang akan dibeli memiliki warna kulit yang telah berkembang seara lengkap, dengan daging buah yang telah empuk secara merata, dengan cita rasa yang telah berkembang secara penuh. Dalam kenyataannya mangga-mangga yang proses matangnya di pohon memiliki sifat-sifat yang tersebut di atas.

Namun demikian, buah mangga baik dalam saat telah matang sempurna atau hanya matang parsial pada saat dipanen, biasanya memiliki masa simpan yang pendek. Karena alasan tersebut buah mangga biasanya dipetik dan ditransportasi ke pasar dalam keadaan mature dengan tekstur yang masih keras dan belum matang.

Mangga merupakan buah yang memiliki masa musim yang sangat pendek. Karena alasan tersebut menjadi sangat penting artinya bagi para produsen agar dapat mensuplai di tingkat “retailer” produk dengan mutu dan tingkat pematangan yang optimal sehingga dapat menjual mangga dalam volume besar dalam kurun waktu yang sangat singkat.

Di Uni Eropa, sebagian besar mangga yang diimport, diangkut melalui transportasi udara dan tiba di pelabuhan dalam kondisi yang beraneka ragam yaitu berkisar dari belum mature sampai mature, dan belum matang (unripe), matang sempurna dan terlalu matang.

Pembeli mangga di tingkat retail menghadapi masalah tersebut dan menanganinya dengan cara melakukan inspeksi pada saat pembelian berdasarkan per tiap shipment, tetapi dalam prakteknya para retail biasanya memilih buah advokad yang telah menampakkan tanda-tanda mulai timbulnya tanda pematangan buah. Tetapi cara sementara subjektif tersebut sering tidak memuaskan, dan hal itu menghambat pengembangan industri secara besar-besaran, yang diakibatkan karena tidak adanya pengendalian secara efektif yang diberikan kepada retailer maupun konsumen secara keseluruhan.

Jadi salah satu alternatif lain yang tersisa adalah dengan cara mengimpor buah advokad mature, dengan kondisi yang dapat dilakukan di tingkat pemanenan dan pengendalian pematangan pada tingkat distribusi.

Suhu optimal untuk pematangan mangga setelah dipanen berbeda pada kultivar yang berbeda pula, demikian halnya dari daerah produksi satu ke daerah produksi lainnya.

Thomas (1975) melaporkan hasil penelitian terhadap jenis mangga Alfonso (alphonso) di India, berkesimpulan bahwa suhu penyimpanan di bawah 250C akan merugikan terhadap pengembangan pigmen karotenoid pada mangga alphonso selama prose pematangan. Sdang pemberian ethylene belum dilakukan dalam penelitian tersebut.

Shubbiah Sketty dan Krisnaprasad (1975) dengan menggunakan perlakuan ethephon (2-chloro ethylphosphoric acid) pada konsentrasi 500 μl 1-1 dan 1000 μl 1- dalam air phosphat (540C ± 1C, selama 5 menit) atau dalam air dingin (24 – 280C, selama 5 menit) dengan suhu penyimpanan berikutnya 24 – 280C, menunjukkan bahwa percepatan pematangan buah dan perbaikan warna kulit dapat dicapai pada larutan panas ethylene dibanding dalam larutan yang dingin.

Untuk mangga Florida telah direkomendasikan (Hutton, Reeder, dan Cambell, 1960) untuk melakukan penyimpanan pada suhu 21 – 240C, namun demikian, sebetulnya penyimpanan pada suhu 15.5 – 190C terjadi warna kulit yang paling indah dan menarik.

Tetapi buah mangga yang dimatangkan pada suhu 15.5 – 190C terasa masam dan masih memerlukan 2 – 3 hari pemeraman lagi. Untuk mencapai cita rasa yang penuh, perlu ditambah hari dalam penyimpanan.

Pada suhu 26.70C, beberapa varitas Florida terjadi serangan / hama mottle skin. Pada dasarnya rata-rata waktu yang diperlukan untuk melunakkan mangga berkurang dengan meningkatnya suh pematangan yaitu dalam kisaran suhu 15.5 – 26.70C dan kisaran hari dari 4 sampai 20 hari tergantung varitasnya.

Data hasil penelitian mangga Florida menyarankan untuk memanfaatkan ethylene pada dosis 5 – 10 μl 1-1 untuk waktu 24 – 48 jam pada suhu 300C dengan RH tinggi (90 – 95%) untuk mencapai pematangan.

Rekomendasi yang perlu diterapkan bagi kultivar Florida adalah agar melakukan perlakuan terhadap mangga yang telah mature, tekstur yang kenyal, yaitu dengan pemberian 10 – 20 ml 1-1 ethylene pada suhu 210C selama 12 – 24 jam dengan RH 92 – 95%.

Buah mangga di Israel dimatangkan dengan tujuan agar dapat dipetik lebih dini agar buah-buahan dapat mencapai pasar dan untuk memperbaiki uniformitas warna buah. Kondisi yang dianjurkan adalah 100 μl 1-1 ethylene selama 48 jam pada suhu 250C dengan RH 90%.

  1. 3. Peran Ethylene Pada Buah Pepaya

Cara yang maju telah dilakukan terhadap prosedur lepas panen industri buah di Amerika terhadap buah pepaya. Cara-cara baru yang telah diterapkan di AS adalah merupakan gabungan dari air panas dan fumigasi untuk mengendalikan lalat buah dan kerusakan pasca panen dan pembusukan pasca panen (Akamine, 1970).

Satu masalah utama yang dihadapi pepaya dalam masalah pemasaran buah adalah teknik identifikasi maturitas optimal, dalam memastikan buah-buahan tersebut cukup kematangan dengan mutu cita rasa yang dikehendaki konsumen.

Hampir semua penelitian yang dilakukan berkisar pada buah pepaya hawai. Buah pepaya Hawai memiliki kandungan minimal padatan terlarut 11.5% secara komersial buah dapat menunjukkan 6% pertumbuhan warna pada saat akhir musim (alkamine, 1971). Perubahan komposisi karbohidrat dalam pepaya telah banyak dipelajari dan didiskusikan Tang (1979) telah berhasil menggunakan indek biokimia pematangan buah pepaya.

Alkamine dan Goo (1977) memberikan indikasi suatu hubungan antara ethylene dan dimulainya trigger klimakterik. Pada umumnya buah pepaya dapat ditrigger proses pematangannya. Pada suhu 250C, RH 85 – 95% dengan ethylene 1 μl 1-1 buah pepaya akan menjadi matang (ripe) setelah 6 – 7 hari.

  1. V. KLIMAKTERIK DAN “SENESCENE”
  1. A. TAHAP MENUJU KLIMAKTERIK

Terjadinya buah adalah hasil dari tiga jenis pertumbuhan, yaitu dari pembesaran bakal buah, pembesaran jaringan yang mendukung bakal buah dan gabungan dari kedua cara tersebut.

Tahap-tahap proses pertumbuhan buah dan sayuran adalah sebagai berikut : pembelahan sel, pembesran sel, pendewasaan sel (maturation), pematangan (rupening), “senescene” dan pembusukan (deterioration). Yang dimaksud dengan “senescene” adalah keadaan dimana buah, sayuran dan daun sudah mulai layu karena keaktifan pernafasannya sangat berkurang kemudian rontok. Fase ini juga disebut sebagai fase sedang menuju kematian.

Selama proses pertumbuhan terjadi pernafasan, yang kegiatannya dapat diikuti secara skematis dalam Gambar 28. Dalam gambar tersebut terlihat, bahwa kecepatan proses pernafasan pada saat mendekati, “senescene”, kecepatan pernafasan dapat tiba-tiba naik turun kemudian turun, atau terus turun dengan perlahan-lahan.

Untuk mengetahui hubungan secara proses pertumbuhan dengan jumlah CO2 yang dihasilkan dapat dilihat pada skema dalam Gambar 29. Dalam gambar ini terlihat, bahwa jumlah CO2 yang dihasilkan terus menurun sampai mendekati “senescene”. Pada saat “senescene” tiba-tiba produksi CO2 meningkat, kemudian turun lagi.

Laju

Pernafasan

non klimakterik

Pembelahan sel                 Pembesaran sel       Senescene

Gambar 28.    Skema Hubungan Antara Proses Pertumbuhan Dengan Kecepatan Pernafasan

Selama proses pertumbuhan dikeluarkan gas-gas sebagai hasi metabolisme. Di samping gas CO2 dan H2O yang jumlahnya lebih kurang 99 persen dari seluruh gas yang diproduski, dihasilkan juga gas-gas volatil lainnya. Gas-gas volatil tersebut terdiri dari alkohol, aldehid,keton dan ester-ester. Peranan gas-gas ini sangat penting dalam pembentuk “flavor”, “odor” dan aktifitas fisiologi dari buah-buahan. Dari semua gas ini, khususnya yang terpenting bagi proses pematangan buah-buahan adalah etilen (C2H4). Mengenal peranan etilen akan dijelaskan pada bab berikutnya.

Jumlah

CO2

Pembelahan sel         Pembesaran sel         Senescene

Gambar 29. Skema hubungan Antara Proses Senescene dan Jumlah CO2.

  1. B. KLIMAKTERIK

Klimakterik adalah suatu pola perubahan dalam pernafasan yang biasanya disebut dengan istilah yang lebih lengkap yaitu klimakterik respirasi. Meningkatnya proses pernafasan ini tergantung pada beberapa hal, yaitu jumlah etilen yang dihasilkan, meningkatnya sintesa protein dan RNA (Ribose Nucleic Acid).

Beberapapeneliti menyatakan, bahwa klimakterik adalah suatu fase yang kritis dalam kehidupan buah, dan selama terjadnya proses ini banyak sekali perubahan yang berlangsung. Pendapat yang ketiga menyatakan, bahwa klimakterik adalah suatu keadaan swadaya stimulasi dari dalam buah sehingga buah matang yang disertai dengan adanya peningkatan proses pernafasan. Selain itu, klimakterik dapat diartikan sebagai suatu masa transisi dari proses pertumbuhan menjadi “senescene”.

Dari semua pendapat tersebut dapat disimpukan, bahwa klimakterik adalah suatu periode mendadak yang unik bagi buah-buahan tertentu, dimana secara biologis diawali dengan proses pembuatan etilen. Proses ini ditandai dengan adanya perubahan dari proses pertumbuhan menjadi “senescene”, adanya peningkatan pernafasan dan mulainya proses pematangan. Buah-buahan yang tidak pernah mengalami periode tersebut di atas digolongkan ke dalam golongan non klimakterik.

Berdasarkan sifat klimakteriknya, proses klimakterik dalam buah dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu (1) klimakterik menaik, (2) puncak klimakterik dan, (3) lepas klimakterik, seperti yang terlihat pada gambar 30. Saat sebelum terjadi klimakterik disebut phase pra-klimakterik.

Proses pernafasan pada buah apel yang terjadi selama pematangan, ternyata mempunyai pola yang sama dengan proses pernafasan buah-buahan lainnya, yaitu tomat, advokad, pisang, mangga, pepaya, “peach”, “pear” dan sebagainya. Pola ini menunjukkan adanya peningkatan CO2 selama pematangan buah, yang digolongkan ke dalam buah-buahan klimakterik.

klimakterik menaikpuncak klimakterik

lepas klimakterik

praklimakterik

Jumlah CO2

(A)

(2)

(1)

(3)

Pertumbuhan sel

Gambar 30. Skema Pembagian Tahap-Tahap Klimakterik

Buah-buahan yang mengalami pola berbeda dengan pola di atas adalah, ketimun, anggur, limau, semangka, jeruk, nenas dan sejenis arbei. Poa pernafasannya berbeda karena setelah dipetik dari pohonnya, CO2 yang dihasilkan tidak terus meningkat, tapi terus turun perlahan-lahan. Buah-buahan tersebut dapat dimasukkan dalam golongan nonklimakterik.

Pada buah klimakterik, jumlah CO2 yang digunakan dan CO2 yang dikeluarkan selama proses pematangan.

Jumlah CO2

dan O2

Produksi CO2

Konsumsi O2

Proses klimakterik

Gambar 31.    Skema Hubungan Antara Jumlah O2 yang Digunakan dalam CO2 yang Dihasilkan Dengan Proses Klimakterik.

Pada gambar 31, terlihat, bahwa produk CO2 selama klimakterik lebih besar daripada konsumsi O2, sehingga nilai RQ pada praklimakterik lebih kecil daripada RQ pada puncak klimakterik. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya proses dekarboxilasi, sedangkan bila nilain RQ pada pra dan puncak klimakterik sama, berarti proses dekarboxilasi lebih banyak dari pada proses oksidasi.

  1. C. TERJADINYA KLIMAKTERIK

Ada dua teori yang dapat digunakan untuk membahas masalah terjadinya klimakterik. Teori ini pertama menyatakan, bahwa klimakterik terjadinya disebabkan oleh adanya perubahan fisik pada buah, sedangkan teori yang kedua menyatakan, bahwa klimakterik itu terjadi karena adanya perubahan kimia dalam buah-buahan.

  1. 1. Perubahan fisik

Dalam proses klimakterik yang terjadi pada buah apel, diperkirakan disebabkan karena adanya perubahan permeabilitas dari selnya, sehingga enzim-enzim dan substrat yang dalm keadaan normal tidak bercampur, akan bergabung dan bereaksi satu dengan lainnya.

Percobaan pada buah pisang dilakukan dengan menggunakan berbagai tingkat kematangan, yaitu dari pisang yang masih hijau sampai yang sudah kuning. Pisang tersebut dipotong-potong dan direndam di dalam air. Karena kepekatan cairan di dalam pisang lebih tinggi daripada kepekatan air, maka air akan masuk ke dalam sel-sel pisang. Jumlah air yang berdifusi dapat diketahui dengan menimbang berat pisang tersebut. Skema hubungan antar prose difusi air dengan jumlah CO2 yang dikeluarkan dapat dilihat pada Gambar 32.

Selain dilakukan pengukuran terhadap besarnya difusi air ke dalam sel-sel pisang, juga diukur volume ruangan bebas (free space) yang terdapat di dalam sel pisang. Apabila selaput permiabel berfungsi, maka akan terbentuk ruangan antar sel.

volume CO2 CO2

/ gram, jam                                                                  difusi         mg difusi /

Gram, jam

Waktu pengamatan (hari)

Inter Cellular Space
Free Space

Gambar 32.    Skema Hubungan antara Proses Difusi Air, Jumlah CO2 dan Waktu Pematangan Pisang.

Apabila potongan-potongan pisang tersebut direndam dalam air, maka akan terjadi proses difusi air ke dalam ruang antar sel. Oleh karena itu, apabila volume ruang tersebut naik, maka permeabilitas pisang pun akan berubah.

Free space

Volume                                                          CO2

CO2 Free

space

waktu pematangan (hari)

Gambar 33.    Skema Hubungan Antara Jumlah CO2, dengan “Free Space” dan Waktu Pematangan Pisang

Pada gambar di atas terlihat, bahwa apabila ruang sel meningkat, maka produksi CO2 akan naik. Dari kenyataan tersebut dapat disimpulkan, bahwa adanya kenaikan volume ruang antar sel merupakan permulaan terjadinya klimakterik dan pada puncak klimakterik ruang bebas tersebut mencapai 100 persen, sehingga tidaka akan terjadi perubahan permeabilitas lagi.

Percobaan pada buah advokad telah pula dilakukan dengan menggunakan unsur phosphor radioaktif yaitu P32 (isotop). Jaringan-jaringan advokad dimasukkan ke dalam larutan P32 panas, kemudian dimasukkan ke dalam air. Lama perendaman dalam larutan isotop tersebut adalah 60 menit, jumlah P32 yang terikat diukur. Dari hasil percobaan tersebut ternyata bahwa buah advokad yang berada dalam keadaan klimakterik dapat mengikat P32 lebih banyak daripada buah yang masih mengalami praklimakterik seperti yang terlihat pada skema dalam Gambar 34.

volume

P32

Klimakterik

Praklimakterik

30     40     60     70

Lama perendaman (menit)

Gambar 34.    Skema Hubungan Antara Jumlah P32 Yang Diikat dan Waktu Perendaman Pada Buah Advokad

Ada tiga pertimbangan yang perlu diperhatikan untuk membahas proses klimakterik yang disebabkan karena adanya perubahan fisik, yaitu (1) banyak buah yang tidak mengalami perubahan permeabilitas seperti yang diperlihatkan pada buah apel; (2) sebagian besar percobaan dilakukan dengan menggunakan jaringan buah dan merendamnya di dalam air atau cairan yang mempunyai tekanan osmosis rendah dibanding cairan di dalam selnya, seperti yang dilakukan pada buah pisang. Apabila air yang masuk ke dalam sel terlalu banyak, sel akan pecah dan seluruh isi sel akan ke luar; (3) tidak adanya penelitian yang membuktikan indikasi apa yang menyebabkan perubahan fisik tersebut.

  1. 2. Perubahan Kimia

Buah advokad yang sedang berada dalam masa praklimakterik diekstrak mitochondrianya, kemudian ditambahkan Di-Nitro Phenol (DNP) sebagai pasangan (coupling agent). Di dalam mitochodria akan erbentuk ATP dengan proses “oksidative phosphorylation”. Penambahan DNP pada buah dalam keadaan praklimakterik dapat menaikkan adsorpsi O2 sehingga mitochondria mempunyai hasil ATP hanya pada tingkat substrat. Oleh kaena itu, energi yang diperoleh hanya berasal dari pemecahan glukosa, sehingga kecepatan pemecahan glukosa pun akan naik, aliran elektron naik dan konsumsi oksigen pun naik.

Pada buah advokad yang berada dalam keadaan klimakterik, penambahan DNP tidak menaikkan kecepatan oksidasi. Hal ini menunjukkan tidak adanya pelepasan ATP dari proses “oksidative phosphorylation” dan tidak adanya penggunaan glukosa. Teori ini disebut “uncoupling theory”. Akan tetapi akhir-akhir ini ditemukan, bahwa teori tersebut tidak terjadi, baik pada masa praklimakterik, klimakterik maupun setelah klimakterik.

Teori yang lain adalah “respiratory control theory”. Teori ini telah dicoba untuk dibuktikan pda buah apel. Selama proses pematangan banyak terjadi kegiatan di dalam sel-sel buah apel, sehingga diperlukan energi yang diperoleh dari ATP. Kaena kebutuhan ATP naik, maa produksinya dilakukan oleh mitochondria. Satu kelemahan dari teori ini, yaitu tidak diukurnya RQ selama proses pernafasan, sehingga perubahan produksi CO2 dan konsumsi O2 diabaikan.

Penelitian pada buah apel menghasilkan sesuatu yang menarik. Pada beberapa tingkat pertumbuhan buah apel, masing-masing ditambahkan substrat ke dalamnya. Sebagai substrat digunakan asam malat, yang dibiarkan merembes kulit apel. Ternyata ada satu kenaikan yang hebat dari produksi CO2, kejadian ini disebut “malat effect”. Penelitian selanjutnya menyatakan bahwa asam malat ini hanya berpengaruh pada fase klimakterik saja, dimana terjadi peningkatan produksi CO2.

Asam malat adalah salah satu asam organik hasil keaktifan siklus Kreb. Penambahan malat tidak akan menambah jumah oxala-asetat tetapi akan menambah asam piruvat. Siklus Kreb juga disebut siklus asam sitrat atau Siklus Tricarboxylic acid.

Asam malat                             asam piruvat + CO2

4C             enzim malat

Piruvat

Dekarboksilase

Asetaldehid               Siklus Kreb

Asam piruvat tersebut tidak seluruhnya bergabung ke dalam siklus Kreb lagi, tetapi sebagian menjadi asetaldehid dan etanol. Dalam reaksi di atas tidak ada penggunaan O2 tetapi terjadi aktifitas enzim dekarboksilase. Peningkatan produksi CO2 yang lebih besar daripada penggunaan O2 diukur dengan menghitung RQ.

Apabila teori “respiratory control” dan “malic effect” digabungkan, maka ada satu hal yang sama yaitu ada kenaikan nilai RQ dan kecepatan respirasi. Selama pematangan ada kenaikan jumah asetaldehid dan etanol (tanpa terjadi fermentasi). Hal ini mungkin disebabkan karena aktivitas enzim piruvat dengan karbohidrat.

3 carbon atomsCO2 + H2O

NAD                NADH2 PI

4 carbon atoms                      4 carbon atoms

Sel Bundle sheathRibulose-       alvin

Diphosphat    cycle

3 carbon atoms

CO2

Karbohidrat

Asam pyruvic
Asam pyruvicphosphoenol

Asam Malic

Asam oxaloacetic

Gambar 35. Pembentukan asam Malat (4C).

Jadi apakah sebetulnya yang menyebabkan terjadinya proses klimakterik itu, apakah karena perubahan fisik atau karena perubaan kimia masih belum begitu jelas. Untuk menjelaskan hal ini dilakukan percobaan lebih lanjut pada buah “pear” utuh. Ke dalamnya dimasukkan bahan kimia tertentu pada saat klimakterik. Bahan kimia ini, adalah bahan yang dapat menghambat sintesa protein. Ternyata, pada buah tersebut tidak terjadi pematangan atau klimakterik. Di sini dibuktikan, bahwa pematangan atau klimakterik disebabkan karena perubahan kimia dan bukan karena perubahan fisik. Dari hasil percobaan menunjukkan bahwa daya sintesa protein sangat penting untuk proses klimakterik dan pematangan.

Percobaan dilanjutkan dengan mengekstrak protein dari buah yang berada dalam fase klimakterik. Dari hasil isolasi beberapa senyawa makro-molekul didapat protein-protein tertentu dalam suatu jumlah yang nyata. Kemudian protein tersebut ternyata merupakan enzim-enzim. Salah satu dari enzim itu terkenal sebagai “malic enzyme” atau enzim malat.

Pada percobaan yang lain yang dilakukan pada buah apel, diikuti sistem enzim pada fase praklimakterik dan fase sesudah klimakterik. Ternyata pada fase sebelum klimakterik, terjadi kenaikan yang nyata dri sintesa lemak, etilen dan protein. Sedangkan pada fase puncak klimakterik ada kenaikan yang nyata dari dekarboksilase asam malat, yaitu setelah dimulainya proses klimakterik.

Kesimpulan dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan itu adalah, bahwa proses klimakterik atau pematangan itu terjadi sebagai hasil dari perubahan kimia di dalam jaringan secara alami atau biologis.

Kini timbul suatu pertanyaan, apakah proses klimakterik dan proses pematangan itu merupakan suatu fenomena yang sama ? besar kemungkinan bahwa buah mengalami pematangan tanpa terjadinya klimakterik. Hasil penelitian berikut ini membuktikan bahwa kedua hal tersebut sebetulnya sesuatu yang terpisah. Buah “pear” yang masih mentah dicoba dimatangkan dengan menambahkan etilen tersebut tidak mencapai klimakterik bila digunakan etilen selama 24 jam. Akan tetapi ketika diuji kelunakannya, ternyata buah tersebut telah menjadi lunak (telah matang), yang dapat dilihat pada Gambar 36.

Kelunakan                                                                               kontrol

Tambah etilen

24 jam

Tambah etilen

terus menerus

Waktu pematangan (hari)

Gambar 36.    Skema Hubungan Antara Kelunakan Buah Dengan Proses Pematangan

Pada gambar di atas terlihat, bahwa pemberian etilen selama 24 jam tidak cukup untuk menimbulkan klimakterik, tetapi cukup untuk menyebabkan kematangan, maka klimakterik tidak akan terjadi. Buah diperkirakan hanya mengalami satu kali klimakterik selama proses pematangan.

  1. D. “SENESCENE”

“Senescene” adalah suatu tahap normal yang selalu terjadi dalam siklus kehidupan tanaman. Secara skematis, kehidupan tanaman dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 37. Daun yang layu

Total

volume

sel

A

Juvenility     maturity     senescene

germination                        pertumbuhan sel

Gambar 38. Skema Pertumbuhan dan Kehidupan Tanaman.

Tentu saja “senescene” dapat terjadi setiap saat dalam tahap-tahap pada siklus kehidupan, misalnya (A) pada gambar di atas, tanaman masih berada pada tahap “juvenility” (muda), bila terjadi kerusakan maka dapat langsung terjadi “senescene” tanpa melalui tahap “maturiry” dahulu.

Gejala-gejala “senescene” pada tanaman adalah ditandai dengan mulai menguningnya daun, “abcission” pada daun buah dan bagian bunga, pematangan bunah, pengurangan daya tahan terhadap penyakit. Gejala-gejala tersebut merupakan hasil perubahan-perubahan yang terjadi dalam sel.

  1. 1. Perubahan-perubahan Dalam Sel

Dengan menggunakan elektron mikroskop, ternyata dapat diamati bahwa dinding sel pada waktu “senescene” menjadi lebih tipis, demkian juga pada setiap tahap klimakterik perubahan yang terjadi dalam sel pun berbeda-beda.

Pada tahap praklimakterik, sel umumnya masih baik susunannya, seperti terlihat pada Gambar 39, dimana sebagian besar isi sel terdiri dari vacuola.

Dinding selMitochondria

Khloroplast

Vacuola

Sitoplasma

nukleus

Gambar 39. Skema sel Pada Tahap Praklimakterik

Pada tahap klimakterik, khloroplast pecah terfragmentasi, endoplasmik reticula terdegradasi dan sitoplasma penuh dengan kotoran-kotoran hasil degradasi, tetapi mitochondrianya masih tetap utuh.

Pada saat lepas klimakterik, kloroplast akan menghilang, demikian juga endoplamik reticula, sedangkan mitochondria akan mulai mengadakan degradasi.

Terjadinya kerusakan-kerusakan pada mitochondria pada tahap-tahap selanjutnya menyebabkan timbulnya penafsiran bahwa supply diperoleh dari mitochondria.

Kehilangan khlorofil dapat juga digunakan sebagai tanda terjadinya “senescene’. Kandungan protein menurun pada waktu “senescene’, tetapi selama proses pematangan protein menunjukkan jumlah yang menaik, pada daun, turunnya kandungan khlorofil dan protein umumnya berlangsung sejajar dan total RNAnya juga menurun.

Kegiatan pernafasan dan fotosintesa pada umumnya juga menurun. Hal ini disebabkan terutama karena adanya kerusakan mitochondria, yang dapat dilihat dengan menghitung harga perbandingan antara produksi phospat dengan konsumsi O2 (PO Ratio). Harta PO ratio pad saat praklimakterik adalah 2.32 dan pada lepas klimakterik 0.66.

Produksi ATP

PO Rasio =

Konsumsi O2

Dari angka di atas terbukti bahwa penurunan nilai tersebut disebabkan karena tidak mempunyai sel untuk menghasilkan ATP. Bila diikuti keadaan setelah panen, ternyata produksi ATP selalu menurun.

Di samping perubahan di atas, akan terjadi juga perubahan permeabilitas dari membran sel. Hal ini disebabkan karena jaringan-jaringan sel terus melemah sehingga sifat permeabilitasnya pun akan berubah.

  1. 2. Faktor Yang Mempercepat “Senescene”

Tejadinya bunga pada tanaman dapat mempercepat berlangsungnya “senescene”. Pohon tomat setelah berbunga, pertumbuhannya menjadi lebih lambat dan terus mati. Pada kubis setelah berbunga akan mati, akan tetapi bila bunganya dipotong, pertumbuhan akan terus berlangsung sampai ke luar bunga lagi.

Alasan mengapa terjadinya bunga dapat mempercepat kematian, mungkin disebakan karena adanya mobilisasi makanan untuk pertumbuhan biji, dimana sebagian besar asam amino digunakan dalam pembentukan biji. Mungkin dengan adanya mobilisasi asam amino tersebut dapat menyebabkan terjadinya “senescene”.

  1. 3. Hormon Dalam Proses “Senescene”

Beberapa hormon tanaman yang aktif dalam “senescene” adalah auxin, etilen, giberellin, asam absisat (abscisic acid) dan sitoklinin.

Auxin banyak peranannya dalam sintesa etilen, makin tinggi auxin maka sintesa etilen pun makin tinggi.

Secara langsung auxin tidak menyebabkan “senescene”, malahan dapat menghambat “senescene”. Rontokya buah muda atau tua dari pohon induknya merupakan gejala “senescene”. Dengan menyemprotkan auxin sintesis, terjadinya perontokan buah dapat dihambat. Perlakuan tersebut sering disebut dengan “stop drop spray”.

Hormon giberellin bekerja secara spesifik pada tanaman. Hormon ini dapat menghambat terjadinya pematangan dan dapat menangguhkan terjadinya “senescene”. Tetapi tidak semua tanaman dapat memberikan respon yang baik terhadap hormon ini, misalnya pisang dan tomat dapat dipengaruhi oleh giberellin sedangkan apel dan arbei tidak dapat dipengaruhi.

Asam absisat adalah hormon yang dapat ditemukan dalam biji kapas. Hormon ini dapat menstimulasi terjadinya “absciassion”, yaitu apabila tanaman disemprot dengan asam tersebut.

H3C                 CH3 CH3

C               C              C

H

H2C                C             C                 CH

H

OH

C                 C                                 COOH

O               C                CH3

H

Gambar 40. Asam Absitat.

Hormon sitokinin dapat menghambat terjadinya “senescene”. Banyak tanaman yang peka terhadap harmon ini. Salah satu hasil penelitian yang dilaporkan oleh Sujita dan ANDREW (1967) adalah sebagai tertera pada Tabel 1. Pada tabel ini terlihat, bahwa semakin tinggi kosentrasi sitokinin sintetis, maka semakin banyak kandungan khrolofil yang tertinggal di dalam kol. Atau dengan perkata lain, semakin tinggi sitokinin maka daun kol tersebut akan tetap segar dan proses menguningnya daun dapat dihambat.

Tabel 1. Pengaruh sitokinin sintesa (N6-benyladenine) pada daun kol

selama 45 hari pada suhu 4.50c

Konsentrasi sitokinin sintesis (ppm) Kandungan khlorofil (mg/kg berat segar)

0

10

20

30

0.0221

0.0529

0.0529

0.950

Dari kelima jenis hormon tersebut dapat disimpulkan, bahwa etilen dan asam absitat adalah hormon yang dapat mempercepat terjadinya “senescene” pada tanaman, sedangkan hormon auxin, giberellin dan sitokinin dapat menghambat atau menangguhkan terjadinya “senescene”.

  1. 4. Konsep Mengenai “Senescene”

Untuk mengetahui prinsip terjadinya “senescene” telah dilakukan percobaan-percobaan, khususnya yang menggunakan hormon sitokinin. Apabila pada sehelai daun yang masih hijau diteteskan hormon sitokinin maka bila dibiarkan beberapa hari, bagian daun yang telah diberi sitokinin (A) akan tetapi hijau sedangkan bagian yang lainnya mulai menguning.

Gambar 41. Pemberian Hormon Sitokinin Pada Daun

Apabila bagian yang mendapat sitokinin tersebut dianalisa, akan diperoleh bahwa karbohidrat, asam amino dan ion-ion anorganik jumlahnya relatif lebih tinggi bila dibanding bagian lain, sebab pada bagian yang terdapat di luar (A) tidak ditemukan asam amino.

Pada penelitian lainnya yang dilakukan pada daun tembakau akan lebih mudah diikuti bagaimana terjadinya “senescene”.

Tabel 2. Beberapa percobaan “senescene’ pada daun tembakau

Perlakuan

Khlorofil

Protein

RNA

(persen dari kontrol)

Kontrol (segar)Di dalam H2O

Di dalam kinetin

Di dalam khloromfenikol

Di dalam sitokinin dan kinetin

Tioursil

Tiourasil dan kinetin

100

80

95

47

87

54

90

100

64

112

44

92

36

96

100

67

130

42

123

28

95

Di dalam sintesa protein, prinsip dasarnya dapat digambarkan sebagai berikut :

DNA replication         DNA transcription      DNA translation         protein

Khlorofenikol dapat mencegah terjadinya sintesis protein, demikian juga thiourasil. Sedangkan kinetin ternyata dapat mensintesa protein yang lebih besar daripada kontrol, hal ini mungkin disebabkan karena dihambatnya proses degradasi dan terjadinya peningkatan sintesa protein.

Sesuatu yang dapat menghambat sintesa protein dapat menginduksi terjadinya “senescene”, misalnya kinetin dapat mensimulasikan pembentukan RNA dari DNA, maka dapat menghambat terjadinya RNA, maka thioursil mempercepat terjadinya “asenescene”.

C   T   A   A   A   A   G   C   G   T   T   C

DNA  molecule

C   T   A   A   A   A   G   C   G   T   T   C
mRNA is synthesizedon template of DNA
transciption
C   T   A   A   A   A   G   C   G   T   T   C
G   A  U   U   U  U   C   G   C   A   A   G
nucleus
MeseengerRNA molecule

codons

Gambar 42. Skema Protein Sintesis

  1. VI.

PERAN PERNAFASAN DAN PENYIMPANAN PRODUK

  1. A. LAJU PERNAFASAN

Tanaman yang masih di tegal dan persawahan terus melakukan proses kehidupan, bahkan setelah panen, komoditi holtikultura segar yang terdiri dari tenunan masih hidup, yaitu dengan melaksanakan pernafasan dalam suatu seri reaksi yang sangat kompleks.

Energi yang dihasilkan dari reaksi-reaksi tersebut dapat dihitung dari rumus-rumus berikut yang telah disederhanakan.

C6H12 + 6O2 6CO2 + 6 H2O + energy (sebagian besar berbentuk panas)

Glukosa  oksigen         karbondioksida + air 674 Kkal

Sebuah molekul gula (BM 180) dioksidasi oleh 6 mol oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida (BM 264). Oksidasi dari satu molekul glukosa menghasilkan 2822 E + 03 J (674 Kg cal).

Dalam menentukan laju pernafasan, jumlah CO2 yang dikeluarkan diukur dan hasilnya dinyatakan sbagai miligrams CO2 per kilogram produk, per jam. Karena dihasilkan 264 gr CO2 oleh oksidasi 1 mol glukosa dalam proses tersebut. Maka 1 gram CO2 ekuivalen dengan (2822 E + 03)/264 atau 10.7 j (atau 2.549 kkal) dan 1 mg CO2 mewakili 1/1000 dari 10 j yaitu 0.0107 j (2.549 kal). Panas respirasi yang dihasilkan dalam waktu 24 jam diperoleh dengan mengkalikan produksi dalam mg CO2/kg h dengan 0.0107 j (2.549 kal) x 24 jam.

Produk hasil perkalian tersebut dapat dinyatakan dalam satuan Kg kal (Kkal) per metrik ton per 24 jam. Dalam unit sistem metrik, hasil yang diperoleh dapat dinyatakan dalam satuan joule per metric ton per 24 jam atau secara sederhana watt per metrik ton.

Buah-buahan dan sayuran bervariasi terhadap laju pernafasannya, yang berubah berdasarkan perubahan waktu. Karena alasan tersebut, laju respirasi sering dinyatakan dalam kisaran angka. Laju respirasi yang lebih rendah dan laju respirasi yang tinggi digunakan dalam perhitungan bagi laju pernafasan untuk beberapa hari pertama precooling. Demikianlah halnya dengan perhitungan proses pre-cooling atau transportasi jarak dekat.

Panas vital dari respirasi (yang dibuang ke luar produk) selalu menjadi beban lemari es atau ruang pendingin yang harus dipertimbangkan dalam penanganan buah-buahan dan sayuran, serta bunga potong dalam ruang penyimpanan dingin.

  1. 1. Evolusi Panas

Evolusi panas yang terjadi sering diungkapkan dalam jumlah satuan Btu (British thermal units). Satu British thermal unit adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu air satu pound 10F.

Laju respirasi dikendalikan oleh suhu. Pada setiap kenaikan suhu 100C, laju pernafasan meningkat dua (double) atau tiga kali, hal itu mengikuti hukum Van’t Hoffs. Secara cermat, hukum tersebut menyatakan bahwa laju dari seluruh reaksi kimia dan biokimia meningkat dua atau tiga kali dengan setiap peningkatan suhu 100C.

Contohnya : sebuah apel yang disimpan pada 100C bernafas dan matang sekitar 3 kali lebih cepat bila disimpan pada 00C, apabila apel tersebut disimpan pada 200C bernafas tiga kali lebih cepat bila dibanding apel yang disimpan pada suhu 100C. Perubahan setiap 100C yang erat kaitannya dengan kecepatan reaksi disebut Q10. Q10 merupakan suatu perubahan laju dari suatu reaksi biologi pada setiap perbedaan 100C. Q10 untuk laju reaksi biologi antara :

00 – 100C                     Q10 = 3

10 – 200C                     Q10 = 2

20 – 300C                     Q10 = 2

Jadi dari 300C kira-kira 12 x lebih cepat lajunya bila dibanding 00C.

Tabel 12. Laju respirasi strawberries.

Suhu Penyimpanan

Mg CO2/kg/hari

% Peningkatan setelah 320F

32                        00C32                        00C

32                        00C

32                        00C

32                        00C

32                        00C

3.200

5.100

11.200

17.900

26.300

41.800

-

60

250

460

720

1210 = 12 x

Dan lettuce bernafas sua atau tiga kali lebih cepat pada 100C dibanding pada suhu 00C dan dua atau tiga kali lebih cepat pada suhu 200C dibanding suhu 100C.

Produksi dan kerja ethylene, sangat dipengaruhi oleh suhu pendinginan produk dan pengaturan suhu penyimpanan dingin yang baik sangat vital artinya bila diinginkan buah-buahan tidak cepat matang dan tahap awal senescene dapat dihambat. Jadi pendinginan merupakan suatu yang sangat penting dalam menghambat respirasi dan memperpanjang umur komoditi hortikultura.

Daya simpan komoditi sangat bervariasi satu dengan yang lain dan berbanding terbalik dengan laju pernafasannya atau laju evolusi panasnya. Artinya varitas apel yang berumurt simpan pendek biasanya memiliki laju evolusi panas yang tinggi dbanding varitas apel yang berumur simpan panjang.

Lamanya umur simpan dari suatu produk seperti brokoli, lettuce, peas, bayam dan jagung manis, yang memiliki laju evolusi panas yang tinggi, maka umur simpannya pendek. Sebaliknya bawang bombay, kentang, beberapa jenis anggur yang memiliki laju evolusi rendah, maka daya simpannya lama.

Refrigerasi merupakan suatu proses pemindahan panas dari suatu produk ke media pendingin, sehingga suhu produk tersebut dapat ditekan turun dan dipertahankan pada tingkat yang diinginkan.

Panas merupakan bentuk energi yang dimiliki oleh semua komoditi. Dingin merupakan ungkapan bagi kondisi tertentu yang secara relatif panasnya lebih rendah dari lingkungan atau pembanding lain. Dalam penyimpanan dingin, produk didinginkan dengan cara menghilangkan atau mengusir panas yang terdapat dalam komoditi tersebut dan bukan memasukkan “dingin” ke dalam komoditas tersebut.

Pada hakekatnya panas menjalar secara alamiah dari suatu objek yang hangat ke arah objek yang lebih dingin. Bila es dimasukkan ke dalam air, airnya menjadi dingin, karena esnya menyerap panas dari air.

Pada umumnya suhu-suhu yang disarankan untuk penyimpanan produk segar yang optimal dinyatakan dalam suhu Fahrenheid. Beberapa konversi suhu yang berguna antara dua derajat Celcius dan Fahrenheid disampaikan berikut ini.

Tabel 13. Konversi suhu 0C ke 0F.

0C

0F

0C

0F

-1

0

3

5

7

10

30.2

32.0

37.4

41.0

44.6

50.0

13

15

20

25

30

35

55.4

59.0

68.0

77.0

86.3

95.0

Berbagai perubahan warna sangat erat kaitannya dengan pematangan dan umur buah sayuran dapat dihambat dengan cara pendinginan (refrigeration). Contohnya penguningan daun seledri, kubis dan brokoli. Brokoli akan mengalami proses penguningan hanya dalam ruang sehari selepas panen, tetapi akan tetap berwarna hijau dalam kotak kaca display di supermarket yang didinginkan selama kurang 3 – 4 hari.

Refrigerasi atau pendinginan dapat mencegah atau menahan terjadinya kerusakan yang diakibatkan oleh kerusakan kimia maupun reaksi biologis. Jagung manis akan kehilangan 50% dari kadar gula awalnya hanya dalam kurun waktu satu hari saja pada suhu 210C, tetapi hanya hilang 5% kadar saja dari gula awalnya pada suhu 00C.

Demkian halnya dengan asparagus segar yang baru dipanen akan kehilangan sekitar 50% kadar vitamin C nya hanya dalam kurun waktu satu hari pada suhu 200C, dibanding dengan jumlah kehilangan yang sama pada suhu 100C atau 12 hari pada suhu 00C. Dengan beberapa kekecualian, suhu terbaik untuk menghambat kerusakan, yang terjadi akibat proses reaksi biologi atau mikroba patogen adalah suatu suhu terendah yang dapat dipertahankan tanpa harus membekukan komoditi yang bersangkutan. Suhu yang dimaksud adalah sekitar 10C di atas titik beku komoditi yang bersangkutan, apakah itu sayuran atau buah-buahan.

Laju kerusakan yang terjadi pada beberapa suhu penyimpanan yang diakibatkan oleh fisiologi dan mikroba adalah sebagai berikut : bila laju kerusakan pada suhu -10C adalah satu, maka kerusakan pada suhu lain adalah sebagai berikut :

Tabel 14.  Suhu penyimpanan dan laju kerusakan

dibanding kontrol kerusakan pada -10C

Suhu dalam 0C

Laju kerusakan

20

10

5

3

0

-1

8 – 10

4 – 5

3

2

1.25

1

  1. 2. Mempertahankan Mutu

Agar hasilnya mencapai maksimal, penyimpanan dingin yang ditujukan untuk mempertahankan mutu produk, maka suhu penyimpanannya harus selalu dipertahankan konstan. Variasi suhu yang kecil saja yaitu antara 10 atau 1.50C saja di atas atau di bawah suhu penyimpanan optimal yang dikehendaki, dianggap terlalu besar. Suatu contoh, sebagian besar varitas dapat disimpan dengan mutu terbaik dan dalam waktu simpan yang terlama, bila apel-apel tersebut disimpan pada suhu yang konstan -10C sampai 00C. Suhu terbaik bagi buah pear adalah antara -1.70C sampai 0.60C.

Bila suhu ambien dari salah satu komoditi dalam ruang penyimpanan meningkat 1.0 atau 20C di atas suhu batas atas tersebut di atas, atau bila komoditi yang bersangkutan tidak didinginkan segera setelah mencapai suhu yang dimaksud, maka akan terjadi pembusukan yang tidak diharapkan atau pematangan dini.

Bahaya kerusakana yang lebih besar akan timbul bila lebih lama komoditi tersebut dibiarkan pada suhu di atas suhu optimal. Contohnya : penyimpanan 3 atau 4 hari  pada 20C biasanya akan sedikit berpengaruh terhadap komoditi. Hal itu disebabkan karena peningkatan suhu lebih lambat terjadi di dalam produk dibanding di udara. Tetapi bila kondisi tersebut dibiarkan berlangsung sampai 10 hari, maka akan berakibat memperpendek waktu simpan (shefl life) sekitar satu minggu dan kemungkinan banyak produk akan membusuk. Sebaliknya bila suhunya lebih rendah 10C saja dari -1.70C, maka terjadilah proses pembekuan yang berakibat merusakkan sel-sel tenunan sayuran atau buah-buahan.

Pada daun seledri dan kubis misalnya, membiarkan produk tersebut pada suhu ruang penyimpanan yang hangat akan mengakibatkan terjadinya pelayuan dan penguningan serta pembusukan. Sedang kentang-kentang akan mengalami perkecambahan, bila suhu terlalu tinggi, sebaiknya kentang akan terasa sangat manis yang tidak diinginkan bila, disimpan pada suhu yang terlalu rendah.

Terjadinya fluktuasi suhu sering menyebabkan kondensasi uap air pada permukaan produk yang disimpan, dan hal tersebut akan mengakibatkan tumbuhnya kapang dan pembusukan.

Dalam ruang penyimpanan dingin, termometer biasanya diletakkan pada ketinggian sekitar 1.6 meter, agar mudah membacanya. Namun demikian sangat penting, untuk membaca suhu ruang pada permukaan dekat lantai atau atap, di lokasi-lokasi yang terpisah  yang mungkin akan diperkirakan suhunya terlalu tinggi atau terlalu rendah. Termometer sebaiknya dipilih dari termometer yang baik mutunya. Karena pengukuran yang tepat tidak dapat diharapkan dari sesuatu thermometer yang jelek

  1. B. MANIPULASI KONDISI LINGKUNGAN

Berbagai kondisi lingkungan selama produk pertanian disimpan sangat berpengaruh terhadap mutu produk, atau perubahan Fisiologi Lepas Panen, dari semua faktor lingkungan yang paling berpengaruh adalah suhu.

Saat ini hampir semua buah-buahan yang mudah rusak, sayuran dan bunga-bungaan (cut flowers) disimpan, ditransportasi, dan disajikan dan dipamerkan dengan tujuan (displayed) untuk penjualan, dengan cara menggunakan refrigerator mekanis untuk mencegah kerusakan. Memar dan kerusakan mekanik lain tidak hanya merusak penampilan dan wajah suatu komoditi menjadi kurang atau tidak menarik lagi, tetapi merupakan sumber awal masuknya mikroba pembusuk.

Perkembangan kehilangan atau kerusakan bersifat akan berlipat ganda akan terjadi pada buah yang memar atau luka bila dibanding buah yang utuh dan mulus. Pada saat buah luka akan mempercepat penguapan air. Laju kehilangan air tersebut dapat mencapai 400% yang diakibatkan oleh adanya memar yang parah pada sebuah apel. Kentang yang telah dikupas akan kehilangan berat 3 – 4 kali lebih banyak bila dibanding kentang yang tidak dikupas. Sebelum disimpan komoditi hortikultura harus disortasi lebih dahulu, yaitu dipisahkan produk yang baik dan yang rusak.

Penyimpanan komoditi yang hidup secara maksimal hanya dapat diperoleh dengan cara pemilihan atau penyortiran terhadap suatu komoditi yang bermutu tinggi, segera setelah dipanen. Pada lota yang berbeda dari buah-buahan dan sayuran kemungkinan akan berbeda dalam sifat-sifat, tingkah laku psikologi produk dalam masa penyimpanan.

Sifat-sifat penyimpanan sangat dipengaruhi oleh varietas, keadaan udara, musim, tanah, dan keadaan kultural, tingkat kematangan serta cara-cara penanganan sebelum disimpan.  Apabila produk komoditi tersebut dibudidayakan, ditransportasi dari jarak yang jauh atau produknya sudah rusak, maka beberapa langkah alternatif harus dilakukan.

Komoditi hortikultura turun mutunya melalui beberapa cara dan penyebab. Berikut disampaikan, suatu daftar ancaman (hazard) yang dihadapi dalam mempertahankan mutu selama pemasaran adalah sebagai berikut :

  1. Perubahan metabolisme yang berkaitan dengan respirasi, pematangan dan proses penuaan, tekstur dan warna.
  2. Kehilangan air, yang mengakibatkan terjadinya proses kelayuan dan pengkerutan.
  3. Pememaran dan kerusakan / luka mekanis.
  4. Penyakit parasitik
  5. Gangguan physiologis
  6. Terjadinya freezing dan chilling injury
  7. Perubahan-perubahan komponen cita rasa flavor, komposisi dan gizi.
  8. Terjadinya pertumbuhan (perkecambahan dan timbulnya akar).

Dalam menjaga mutu  komoditi selama penyimpanan kita harus mencegah dan meminimalkan seluruh bentuk kerusakan tersebut di atas. Salah satu alasan mengapa buah-buahan segar mdah terserang kerusakan adalah, karena adanya kenyataan bahwa, bahkan setelah dipanen, mereka masih merupakan kumpulan tenunan dan sel-sel yang masih hidup. Mereka terus melakukan pernafasan dan melaksanakan proses kehidupan lainnya. Untuk terus dapat bernafas mereka tetap memerlukan suplai oksigen.

Dalam hal tersebut, masalah yang dihadapi produk sayuran  segar, sangat berbeda dengan masalah yang dihadapi oleh produk pengawetan tersebut telah membunuh tenunan hidup.

Suhu produk berpengaruh sangat kritis dari sejak produk dipanen, dimana proses pembusukan dimulai. Karena alasan tersebut penundaan pendinginan produk dapat menyebabkan kerusakan yang tidak mungkin dikembalikan atau diatasi lagi.

Proses pendinginan dan penyimpanan dingin tidak akan mampu memperbaiki mutu produk, hanya dapat mempertahankan saja. Banyak contoh yang dapat diambil untuk mengambarkan pengaruh penurunan suhu produk segera setelah dipanen terhadap daya simpannya secara maksimal dalam mutu pasar.

Tabel 15. Daya simpan dalam hari, daun selada berdasarkan waktu penundaan

pendinginan

Waktu (jam) penundaan waktu antara panen dan pendinginan

Dipanen pada suhu 160C

Dipanen pada suhu 200C

Dipanen pada suhu 240C

2

4

6

8

10

9.5

8.5

7.0

6.0

5.0

7.5

6.5

6.0

5.0

4.0

5.5

5.0

4.0

3.5

2.5

Karena alasan tersebut penanganan produk telah diketahui, betapa perlunya manajemen suhu yang hati-hati bagi buah dan sayuran selama distribusi produk.

Pada saat, suhu produk melebihi suhu optimal menjaga mutu produk selama pemasaran, maka semakin cepat mengusiran (field heat) semakin baik.

Buah-buahan dan sayuran merupakan suatu produk hidup dimana selama lepas panen, terus melanjutkan proses biologis yang sangat esensial untuk mempertahankan kehidupan.

  1. C. PANAS KOMODITI
  2. 1. Sensibel Heat atau Field Heat

Panas sensible juga disebut field heat adalah jumlah panas dalam suatu komoditi, diantaranya suhu yang dikehendaki dan suhu pada saat itu.

Jumlah panas dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Sensible = Spesifik heat (Sp) x Berat (lb) x Perbedaan Suhu 0F.

Suatu contoh komoditi hortikultura yang memiliki kadar air 85% maka mulai spesifik heatnya dapat dihitung sebagai berikut :

Sp        = 0.008 x 85 x 0.20

= 0.68 + 0.20

= 0.88

Pada cauliflower seberat 1.0 ton kadar air 85% diturunkan suhunya 890F menjadi 360F atau Δ = 890 – 360F = 530F

Jumlah sensible heat =

= 0.88 x 2000 lb x 530

= 93.280 Btu

Vital head adalah panas respirasi pada umumnya seluruh energi yang dihasilkan oleh suatu komoditi melalui proses pernafasan hanya 50% saja yang diubah menjadi ATP untuk proses metabolism, sisa 50% nya lagi dibuang ke luar komoditi hortikultura sehingga produk menjadi panas. Demkian halnya pada manusia, sehingga dalam suatu ruang yang penuh sesak dengan manusia akan terasa panas.

Pada umumnya vital heat pada suhu yang berbeda dan pada komoditi yang berbeda, juga berbeda, suatu contoh pada apel (yellow) dengan buncis.

Tabel 16. Perbedaan vital heat antara apel dan buncis

Suhu 0F

Apel Yellow

Btu/Ton – 24 jam

Buncis Green

Btu/Ton – 24 jam

320

400

600

700

1.500

2.600

7.880

12.380

5.610

9.160

32.090

45.370

Seperti terlihat pada Tabel di atas buncis hijau mengeluarkan 4 x lebih banyak dibanding apel yellow. Apa makna data tersebut ?

Artinya bila seseorang ingin menyimpan buncis dalam lemari pendingin diperlukan refrigerator yang lebih tinggi kapasitasnya, dan semakin tinggi suhu semakin hebat semakin tinggi vital heat yang harus dibuang.

Panas latent adalah jumlah panas yang diperlukan atau yang harus dibuang bila suatu produk mengalami perubahan dari phase cair ke padat, dari cair ke uap dan sebaliknya untuk air menjadi es perlu dibuang panas sebesar 144 Btu/lb. Air pada suhu 00C.

  1. D. PENDINGINAN
  2. 1. Pre Cooling

Preecooling atau pendinginan awal, adalah pendinginan cepat untuk mengambil panas sensible (field heat) sebelum produk mengalami transportasi atau penyimpanan dan hal itu dianggap penting dan esensial bagi komoditi hortikultura yang mudah rusak. Karena kerusakan terjadi jauh lebih cepat pada suhu yang hangat dibanding suhu dingin. Semakin cepat panas sensible (sensible heat atau field heat) dibuang segera setelah dipanen semakin baik, karena akan mengakibatkan semakin lama masa simpan dan masa pemasaran produk tersebut.

Pada umumnya, ruang penyimpanan dingin dirancang untuk menyimpan produk (menggunakan refrigerator) tidak diperhitungkan kapasitas bagi pendinginan yang cepat. Karena alasan tersebut perlakuan pre-cooling bagi penyimpanan merupakan suatu operasi yang terpisah yang memerlukan fasilitas dan perlakuan khusus. Secara komersial pre-cooling untuk penyimpanan dapat terlaksana dengan baik melalui beberapa cara atau metode yang semuanya melibatkan pemindahan panas secara cepat dari komoditi ke dalam media pendingin, yang berupa udara, air atau es. Waktu 30 menit atau kurang dari 24 jam rasanya diperlukan untuk memperoleh pre-cooling yang mencukupi.

Waktu Paruh Pendinginan

Waktu paruh pendinginan adalah waktu yang diperlukan untuk mereduksi perbedaan suhu (suhu komoditi dikurangi suhu medium pendingin) sebanyak separuhnya. Secara teoritis hal tersebut tidak dipengaruhi suhu awal dan akan tetap konstant selama proses pendinginan.

Proses pendinginan dengan udara dingin yang bergerak cepat merupakan salah satu cara yang banyak digunakan dan diterapkan pada ruang pendingin, gerbong pendingin, truk dan conveyor tunnel, atau suatu cara udara dingin yang dilakukan melalui suatu ruang berdasarkan perbedaan tekanan (forced-air method).

Penggunaan kontak dengan es atau top ice dapat memberikan pendinginan efektif, baik dengan cara memberikan es yang dihancurkan, yang dimasukkan ke dalam contanier yang langsung berhubunan dengan produk atau ditaburkan di atas contanier yang berisi produk yang telah dipak.

Cara kontak langsung atau top icing banyak digunakan dalam cara pengangkutan sayuran daun seperti bayam misalnya. Top icing banyak digunakan dalam transportasi ubi-ubian, seperti radishes dan wortel. Cara tersebut juga banyak digunakan untuk pre-cooling melon/contaloups yang dikemas dalam kotak kayu.

  1. 2. Hydro Cooling

Hydrocooling merupakan cara pre-cooling dimana produk dituangkan ke dalam air dengan suhu sekitar 00C. Dalam pelaksanaan yang baik, cara tersebut dianggap suatu metode yang paling efektif guna membuang panas sensible (field heat) yang sering terjadi yang disebabkan karena air pendingin yang digunakan tidak cukup banyak atau produk dibiarkan dalam ruang dalam waktu yang cukup lama.

Sering air pendingin dialirkan atau disirkulasikan kembali sehingga memungkinkan terjadinya penimbunan kontaminan atau mikroba pembusuk. Produk seperti asparagus, jagung manis, seledri, wortel, radishes dan peache merupakan komoditi yang banyak mendapat perlakuan hyro cooling.

Pada umumnya hampir seluruh komoditi peach yang mengalami pre-cooling dilakukan secara hydrocooling dan produk yang peka kena air tidak cocok hydrocooling seperti misalnya strawberry, anggur dan bunga.

  1. 3. Hydrair Cooling

Hydrair-cooling merupakan suatu teknik yang melibatkan gabungan cara hydraircooling dan forced-air pre cooling. Cara tersebut memberikan peluang besar dalam pre-cooling produk-produk yang berada dalam pillet yang berisi sayur-sayuran dalam suatu container.

Produk hortikultura yang mengalami hydrocooling mengurangi susut berat akibat hilangnya air atau terjadinya pengkerutan kulit. Tetapi spora kapang perusak akan bergerminasi, tumbuh dan berkembang biak sehingga akan dapat membusukkan produk. Semakin air pendingin sering digunakan tanpa di ganti senakin besar penimbunan spora dalam produk.

Untuk menghindari hal itu, biasanya air pendingin yang digunakan khlonilasi, sehingga dapat menghindari kapang dan sporanya atau air pendinginan di ganti. Di daerah pegunungan yang tersedia air dengan yang melimpah, ideal untuk hydro-cooling.

  1. 4. Vacum Cooling

Varum-cooling saat ini banyak digunakan untuk melakukan pre-cooling bagi hampir seluruh produk lettuce atau selada. Beberapa jenis seledri, Cauliflower, grean peas, radies dan jagung muda juga sering dilakukan vacum cooling. Produk hortikultura yang akan mengalami pre-cooling diletakkan dalam suatu ruang baja yang luas dan yang kemudian ditutup secara hertimis dan secara cepat dilakukan evakuasi sehingga mencapai tekanan sekitar 4.6 mm Hg. Sewaktu tekanan turun, terjadilah penguapan atau evaporasi buah atau sayuran. Dan bila evaporasi tersebut berlangsung cukup lama pada tekanan 4.6 mm Hg, komoditi tersebut akan turun suhunya hingga 00C.

Namun demikian, bila tekanan pada permukaan produk direduksi sampai 4.6 mm Hg, air akan mendidih pada suhu 00C. Kehilangan berat yang disebabkan evaporasi (air menguap) berkisar antara 1.5 sampai 4.7% berat, dengan rata 2.5 sampai 3.0%. jadi untuk menurunkan suhu 180C diperlukan penguapan sebesar 3.0% berat.

Karena kehilangan kadar air terjadi merata di seluruh bagian komoditi yang sedang didinginkan, pengkerutan produk tidak pernah terjadi. Pada umumnya kehilangan 1 persen berat setara dengan penurunan suhu 60C.

Pembasahan produk dengan air atau pemberian kabut air pada produk, dapat mensuplai jumlah air yang diperlukan untuk proses vakum, dan konsekuensinya menurunkan jumlah air yang hilang dari dalam tenunan produk yang akan didinginkan.

Pendinginan dengan teknik vacum-cooling sangat dipengaruhi oleh surface-volume rasio dari product, artinya semakin fungsi bias permukaan, semakin banyak produk berlekuk-lekuk, maka produk tersebut memiliki surface volume rasio yang tinggi. Jadi cepat proses penguapannya dan ideal untuk vacum cooling. Sedang apel tidak cocok karena surface volume rasio. Dan kubis memiliki permeabilitas yang rendah, sehingga akan menguapkan air secara lambat.

Vacum cooling

Waktu vacum-cooling sekitar 25 – 30 menit, tidak peduli berapa suhu awalnya, suhu akhir telah dapat dicapai sekitar 370F

850

800 Berat hilang

Suhu                                                         ± 5%

0F                  600

400

0.2% berat

hilang

10         20      30                menit

Agar pengurangan bobot produk selama vacum cooling, dapat dikurangi, sebelum produk di vacum cooling sebaiknya dibasahi terlebih dahulu.

Berikut disampaikan data-data suhu awal komoditi dari 68 – 740F setelah 25 – 30 menit akan mengalami penurunan suhu sebagai berikut :

Lettuce                                    350F                 Kecambah       400F

Daun Brambang          350F                 Seledri             490F

Daun-daun selada (lettuce) memiliki luas permukaan yang besar sehingga bagus untuk evaporasi dan tepat untuk vacum cooling. Dengan demikian relatif mudah untuk mendinginkan dari 200C ke 10C hanya dalam waktu 25 sampai 30 menit dalam bungkus karton dengan kondisi komersial yang normal.

Perlu diperhatikan, cara apa saja precooling yang akan digunakan, berbagai keuntungan akan hilang begitu saja, bila produk tidak segera didinginkan dalam ruang pendinginan untuk penyimpanan.

Tabel 17.  Cara pendinginan bagi buah-buahan dan sayuran

Cara Pendinginan Komoditi Keterangan
Pendinginan Penguapan Produk yang tidak peka pendinginan MurahPeralatan bergerak

Perubahan suhu wet & dry bulp

Ventilasi positif dan Ice bank cooler Non chilled sensitive RH dapat dijaga tetap tinggi
Ice cooling Sayuran berdaun, beberapa umbi, wortel, sayuran tangkai Perlu wadah tahan airTahan kontak dengan es
Room cooling Semua produk Tak seragam pendinginan
Forced air cooling Bunga, buah-buahan yang lembek, sayuran buah Uniform
Hydro cooling Akar/umbi, beberapa bunga, melon, sayuran daun dan bata Produk bertoleransi kontak dengan air
Vacum cooling Sayuran daun, contoh lettuce sayuran buah dan daun Cepat
  1. E. CHILLING INJURIES

Chilling merupakan suhu pendingin di atas suhu pembentukan kristal es dalam produk. Dan beberapa produk hortikultura mengalami kerusakan chilling injuries di atas suhu pembekuan air.

Chiling injury merupakan jenis kerusakan yang terjadi karena suatu produk hortikultura yang terekpose pada suhu rendah tetapi bukan pada suhu pembekuan, sering hal itu terjadi pada kisaran suhu dari 00 sampai 100c. Pada suhu tersebut, sayuran menjadi lemah, karena mereka tidak dapat melaksanakan proses metabolisme secara normal.

Sering terjadi kenyataan bahwa sayuran yang didinginkan nampaknya bagus, bila diambil dari kamar pendingin. Namun demikian gejala chiling sering muncul beberapa hari setelah berada di suhu yang lebih hangat dalam bentuk legokan          (pitting) atau kulit produk memar atau lecet, terjadi internal discolaration, atau gagal menjadi matang.

Sayur-sayuran yang telah didinginkan mengalami peningkatan kepekaan terhadap pembusukan. Sutu contoh kapang pembusuk altenaria sering menyerang tomat dan squash, cabai dan melon cantaloups yang telah didinginkan atau yang sedang mengalami chiling. Tomat yang telah lama didinginkan biasanya memerlukan waktu yang lama untuk menjadi matang dan biasanya membusuk cepat.

Baik waktu dan suhu terlibat dalam proses chilling injury.kerusakan dapat terjadi dalam waktu yang sangat singkat, bila suhu jauh lebih rendah batas bahaya, tetapi suatu produk mungkin masih tahan dalam suhu beberapa derajat dalam zone berbahaya untuk waktu yang lebih lama.

Di samping pisang (banana), grape fruit (jeruk bali) juga mengalami chilling injuries dan gejalanya nampak adanya penyimpanan warna dengan flek-flek atau noda-noda coklat pada kulitnya yang berwarna hijau kekuningan. Di samping itu pada grape – fruit daging buahnya juga mengalami perubahan warna.

Buah apel yang mengalami chilling injuries hanya terjadi secara internal yaitu timbulnya brown – core pada bagian tengah (core) buah apel, yang mengalami pencoklatan.

Bunga-bungaan yang menderita chilling injuries, petalnya (daun bunga) menjadi coklat atau hitam. Suhu yang terlalu dingin sebelum dipanen dan pada saat transit berakibat gejalanya terakumulator dan gejala yang mungkin terjadi selama penyimpanan yaitu dalam bentuk :

  1. Surface pitting : bagian permukaan kulit produk (buah-buahan atau sayuran) mengalami legokan, karena kolaps, dan lalu mengalami pembusukan oleh pertumbuhan kapang pembusuk.
  2. Diskoloriasi : merupakan gejala perubahan warna khususnya pada permukaan produk atau kulit dan kadang-kadang terjadi pada daging buahnya. Bila kelainan pada kulitnya, seperti totol-totol coklat (pisang ambon), sebetulnya daging buahnya sendiri tidak mengalami kerusakan. Daftar komoditi yang peka terhadap chilling injury.
  3. Batal matang atau matang tak sempurna : buah-buahan yang didinginkan sebelum mencapai tingkat kematangan, akan mengalami gejala sulit matang atau bahkan gagal matang. Bila buah-buahan tersebut megalami chilling injuries. Buah tomat dan nenas, sering sekali dipanen dalam kondisi belum matang. Bila mereka terekposa oleh suhu pendinginan, tomat dan nenas kulitnya akan nampak adanya lokasi tertentu yang tetap hujan bila buah tersebut kelak jadi matang.
  4. Internal break down (pembusukan bagian dalam) : Internal break down banyak sekali terjadi pada jenis berries, khususnya cranberries sangat peka terhadap chilling injuries dan akibatnya buah bagian dalam menjadi kalaps.
  5. Turunnya daya tahan terhadap penyakit : Buah-buahan dan sayuran yang sedang mengalami chilling injuries, menjadi lemah daya tahannya dan mudah terserang penyakit, kapang dan berbagai spora mikroba.

Tabel 18. Buah dan sayuran yang sangat peka terhadap chilling injuriy bila

disimpan pada suhu dingin yang modrit bukan suhu beku

Komoditi

Suhu terendah yang aman

Sifat-sifat atau gejala bila disimpan diantara suhu 00 suhu aman

Advokado

Pisang

Mangga

Melon canta loup

Honey dan

Semangka

Nenas

Pepaya

Kentang

Bacai manis

Ubi jalar

Tomat, matang

Inature

4 – 13

12 – 13

10 – 13

2 – 4

7 – 10

4

7 – 10

7

3

7

13

7 – 10

13

Warna daging abu-abu kecoklatanWarna “dull” bila masih titik-titik coklat

Warna kulit tidak merata matang tidak merata

Piity

Diito

Pitty, flavor tidak enak

Hujan hambar bila matang

Pitty, gagal matang, rasa tidak enak

Brawang, mahagoni

Busuk

Busuk, pitty

Busuk beram

Alternative rot

Pada hakekatnya buah apel termasuk buah-buahan subtropis, jaditidak sensitif terhadap chilling injuries, kecuali beberapa jenis apel tertentu yaitu Mcintosh, yellow apples. Yang tidak disangka-sangka adalah batang tebu yang tergolong tanaman tropis yang nampaknya kokoh, ternyata bersifat chilling sensitive.

Mekanisme Terjadinya Chilling Injuries

  1. a. Pernafasan

Terjadinya chilling injuries terungkap dengan adanya perubahan profil pernafasan, seperti terlihat pada profil pernafasan ketimun.

50          130C                                     100C

CO2

mg/kg

25

00C

10

20           40             60

Gambar 77. Profil pernafasan buah ketimun pada 00C, Chilling Injury.

Pada suhu yang lebih rendah terjadi gejala peningkatan respirasi (peningkatan produksi CO2/kg bahan) dan gejala tersebt diikuti dengan gejala-gejala chilling injuries.

  1. b. Perubahan RQ

Tabel 19. Percobaan yang dilakukan pada buah apel

Suhu

RQ

00C

3.30C

7.30C

1.7

1.4

1.25

Terjadi chilling injuries

  1. c. Perubahan mitochondria

Percobaan terhadap mitochondria dari ubi jalar (Lieberman, 1958) menjelaskan bahwa mitochondria pada ubi jalar yang mengalami chlling injuries, menderita kehilangan, kemampuan atau kapasitasnya untuk menyerap oksigen dan menghasilkan ATP.

Tabel 20. Pada penyimpanan 5 – 8 minggu buah mengalami gangguan

pernafasan dan mulailah terjadi gejala chilling injuries.

Ubi jalar penyimpanan (minggu)

CO2

P : O

Non chilling injuries

Chilling injuries

Non chilling injuries

Chilling injuries

0

3

4

5

8

9

10

550

1.138

717

745

778

920

938

550

1.180

851

342

218

219

64

1.0

1.2

1.8

1.9

1.9

1.9

1.4

1.0

0.9

1.1

1.0

0.6

0.1

0.1

Mitochondria binatang-binatang berdarah dingin dan warm blooded animal dibandingkan telah diteliti terhadap daya elastisitasnya. Mitochondria dari lemak yangberdarah dingin sangat elastisitas, artinya mudah membengkak dan berkerut dengan mudah. Sedang mitochondria binatang yang berdarah panas, tidak elastis. Jadi tergantung daya elastisitas motochondria, maka bagi komoditi chilling resistant mitochondrianya bersifat elstis dan yang chilling sensitive kurang elastis.

Setelah mitochondria tersebut dianalisa terhadap susunan asam lemaknya, maka yang chilling sensitive lebih tinggi kandungan asam lemak jenuh, sebagian lemak tersebut terdiri dari asam palmitat sedang yang chilling resistant, mitochondria nya terdiri dari tinggi asam lemak tak jenuh, khususnya asam lemak linolenat.

Terjadinya peningkatan pernafasan agak sulit dijelaskan oleh terjadinya kerusakan mitochondria, karena terkesan bertentangan.

  1. d. Produksi dan akumulasi asam chlorogenat

800                                                 150C

asam          600                                       7.50C                   asam

chlorogenat

mg/100 gr     400                            7.50C

200

Gambar 78. Perubahan Konsentrasi Asam askorbat dan Asam Chlorogenat selama Chilling.

Pada saat produk disimpan pada 150C, jumlah asam askorbat cukup tinggi untuk melawan penyakit pada suhu 7.50C, asam askorbat turun drastis yang diikuti dengan peningkatan asam chlorogenat.

Adanya asam askorbat, membantu meningkatkan daya tahan tubuh. Sdang meningkatnya asam chlorogenat bersifat racun, khususnya terhadap mitochondria sehingga kehilangan kemampuan menyerap O2 bagi produksi ATP.

Sifat chilling injuries

  • Reversible. Beberapa produk yang merupakan chilling injuries setelah 2 minggu kemali normal, banyak komoditi yang mengalami chilling injuries yang tidak kembali ke kondisi normal, disebut iresible chilling injuries. Caranya : melakukan perubahan suhu.
  • Tidak dapat dipindahkan ke seluruh tenunan dalam suatu produk yang sama.

Tenunan

Tetap bagus

Chilling injuries

tenunan

Noda-noda coklat

Suhu normal      suhu chilling

Pada dasarnya semakin tinggi rasio asam linolenat, asam palmitat, semakin rendah titik bekunya. Produk-produk yang chilling resistant biasanya memiliki titik beku yang rendah, lebih fleksible metochondria nya.

  1. F. Freezing Injury

Freezing injury adalah suatu keadan dimana komoditi akan mengalami kerusakan pbila disimpan pada suhu pembekuan. Suhu pembekuan produk adalah suhu tertinggi  di mana kristal es terbentuk di dalam tenunan berdasarkan data yang telah dilaporkan dan dari hasil penelitian.

Hampir seluruh sayuran memerlukan titik beku antara-2.2 sampai -0.60C. perbedaan produk bervariasi banyak terhadap kepekaan terhadap freezing injury.

Titik beku dari suatu komoditi bukan merupupan suatu indikator bai kerusakan yang diharapkan oleh proses pembekuan. Suatu contoh tomat dan parsnips keduanya memiliki titik beku -1.10C sampai 0.60C. Parsnips dapat dibeku dan di thawing beberapa kali tanpa mengalami kerusakan sedang tomat sekali lagi mengalami pembekuan dan thawing sudah akan rusak. Sebaiknya penyimpanan di titik beku dapat dihindarkan.

Untuk menghindarkan kerusakan lebih parah, sebaiknya komoditi segar tidak boleh disentuh pada saat mash beku, thawing yang cepat akan merusak tenunan, sedang thawing yang lambat seperti misalnya pada suhu 00 sampai 10C, memungkinan butir-butir es tetap tinggal di dalam tenunan terlalu lama. Thawing sebaiknya dilakukan pada suhu 40C.

Terjadi freezing injuries disebabkan karena dalam tenunan terbentuk es. Dan air yang membeku menjadi es, volumenya menjadi leih besar. Proses pembekuan adalah suatu proses yang membunuh tenunan produk. Dan produk hortikultura segar sebagian besar terdiri dari air. Dan sbagian besar produk hortikultura membeku sedikit di bawah suhu 320F atau pada suhu antara 29 sampai 300F.

Pada umumnya bila produk sedikit membeku tidak akan banyak pengaruh, tetapi yang pasti akan mereduksi umur simpan.

Kerusakan komoditi akibat freezing

  1. a. Jenis komoditi

Buah tomat sangat peka terhadap pembekuan karena tenunan sel tomat rusak dan daging buahnya menjadi kalaps. Apel bersifat daya tahan bekunya moderat, tetapi pembekuan merusak mutu apel. Sedang buah yang sangat tahan beku adalah parsnip.

Tabel 21. Berdasarkan daya tahan komoditi terbatas suhu beku buah-buahan.

Sangat peka Moderat Paling tahan
AsparagusPisang

Berry kecuali cranberies

Kentang

Ubi jalar

Tomat

ApelCranberry

Anggur

Jeruk

Pear

Water squash

BeetsKol

Kurma

Parsnip

Kale

Turnips

  1. b. Suhu

Pada suhu antara 250 – 300F produk hortikultura daya tahan yang moderat dan banyak diantaranya tetap masih hidup. Tetapi pada suhu penyimpanan 200Fhanya sedikit saja yang tahan hidup.

Pada suhu 40 – 50F kecil kemungkinannya komoditi tetap dapat hidup dan pada suhu lebih dingin dari suhu 40F terjadi kerusakan.

  1. c. Laju kecepatan pembekuan dan thawing

Pembekuan cepat, membentuk kristal kecil tidak begitu membahayakan, pembekuan yang lambat menyebabkan lebih banyak kerusakan.

Sebaliknya proses thawing (pencairan kembali) sebaiknya dilakukan secara lambat, mutu produk jauh lebih baik pada pencarian lambat dibanding thawing yang cepat.

Penanganan produk beku

Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah :

  1. Produk beku harus ditangani dengan sangat hati-hati. Produk beku peka terhadap kerusakan mekanik atau fisik. Nada sidik jari / sentuhanringan saja harus dihindarkan.
  2. Produk beku harus di “thaw” secara perlahan, yaitu pada 40 – 450F. Hasilnya akan sangat baik.
  3. Segera produk beku dicairkan harus segera dikonsumsi atau diolah berikutnya.
  1. d. Terjadinya Freezing injuries

Proses pembekuan terjadi di ruang antar sel-sel. Karena sedikit demi sedikit kristal membesar,karena menyerap air dari protoplasma dan menekan dan memecahkan sel. Tetapi dalam kenyataannya hal itu tidak benar dan banyak disanggah oleh para pakar physiologi tanaman.

Theori yang kini sedikit saja kontroversial adalah, karena air yang berada di ruag interselular membeku maka akan menarik lebih banyak molekul air dari protoplasma, terjadilah dehydrasi protein dan gugusan SH yang terdapat dalam protoplasma dan molekul protein saling mendekat dan menempel sehingga terjadilah ikat S – S dalam molekul protein.

Padahal gugus SH dalam protein berfungsi mempertahankan grup spesifik, terutama hal itu penting artinya bagi fungsi enzim. Semua ezim merupakan molekul protein. Dengan terjadinya ikatan baru yaitu ikat S – S, secara fisiologis enzim tersebut tidak berfungsi lagi. Terjadilah kerusakan yang disebut freezing injuries.

  1. G. SUPLEMENTASI PADA PROSES PENDINGINAN

Meskipun pendinginan dan refrigerasi merupakan cara yang paling efektif dalam menghambat pembusukan sebagian besar buah dan sayuran, penggunaan perlakuan suplementasi sering berguna dan menguntungkan bagi beberapa komoditi hortikultura tertentu.

Suplementasi dapat digunakan untuk mengendalikan kebusukan dan konsekuensinya mampu membantu memperpanjang umur simpan suatu komoditi, untuk menghambat respirasi, terutama bila produk harus disimpan pada suhu yang moderat.

Untuk mengendalikan kelainan atau kerusakan fisiologis, atau untuk mengontrol kehilangan air, harus selalu diingat bahwa suplemen adalah seperti namanya memberikan indikasi bahwa suplement bukan merupakan pengganti atau substitusi bagi pendinginan dan penanganan yang baik. Jadi sifatnya hanya mendukung proses pendinginan melalui langkah-langkah sanitasi, pemberian bahan dan peran wadah dan kemasan.

  1. 1. Sanitasi

Menjaga kondisi yang sanitier di dalam ruang pendinginan adalah sangat penting. Bagaimana tata krama mengatur “house keeping” suatu industri pangan. Kebusukan buah-buahan dan sayuran harus ditangani dengan sangat hati-hati untuk mencegah penyebaran spora dan yang telah busuk harus dibuang dengan segera.

Pembersihan yang lengkap harus dilakukan bila ruang pendinginan kosong. Seluruh permukaan lantai harus dibersihkan dari seluruh kotoran dan debu dan digosok, disikat dan dibilas serta dibersihkan dengan baik.

Salah satu untuk membersihkan dinding samping dan atap ruang pendingin adalah dengan menggunakan semprotan white wash. Bila lantai dari dinding menjadi jamuran, mereka harus menggosoknya dengan bahan pembersih yang mengandung hypohlorida atau trisodium phosphat, kemudian dibilasdan dialirkan udara.

  1. 2. Pemberian Bahan Kimia

Senyawa antioksidan digunakan untuk menghambat terjadinya ketengikan bagi kacang-kacangan yang masih berkulit atau untuk mengendalikan scald dari apel dan pear sebagai pencegah scald biasanya yang banyak digunakan adalah diphenylamine dan ethoxyguin. Pengatur pertumbuhan digunakan untuk mengendalikan perkecambahan kentangdan bawang bombay dan untuk menjaga agar bagian bawah lemon tetap hijau.

Dari sudut fumigasi, penggunaan sulfur dioksida merupakan standard practise bagi pengendalian pembusukan dari anggur vinifera dalam penyimpanan, tetapi senyawa itu merusak bagi sebagian besar buah dan sayuran.

Biphynyl telah digunakan untuk mengendalikan kerusakan buah citrus dalam kemasan kotak kayu.

Sodium orthophenylphenate sering digunakan sebagai bahan pencuci antiseptik atau digunakan dalam lilin untuk beberapa jenis komoditi, termasuk buah citrus, apel, pears, sweet cherries, dan ubi jalar.

Pencucian dengan khlorin yang berkadar 50 sampai 125 ppm sering digunakan seara komersial pada buah dan sayuran. Konsentrasi khlorin tersebut dapat mereduksi populasi mikroba dalam air pencuci.

Bahan kimia lain yang dapat digunakan untuk beberapa produk adalam air pencuci atau pencelupan (dip) untuk mengontrol pembusukan atau hancurnya buah adalah : maneb, thiram, captan, benomyl, thiabendazole, dan calsium chlorida.

Pemanfaatan wax atau emulsi lilin bagi beberapa produ horltikultura yang ringkih telah lama dipraktekkan dan digunakan. Wax atau pelilinan banyak dierapkan dalam citrus, dan ketimun dan untuk tujuan terbatas juga telah digunakan pada tomat, pepper (cabai), apel, peach, melon dan ubi jalar.

Pada umumnya waxing dilakukan untuk mereduksi kerusakan serta menghambat pengkerutan kulit buah atau sayuran. Untuk beberapa komoditi waxing sangat berguna dalam meningkatkan penampakan gloosy (mengkilat) sehingga lebih menarik konsumen.

  1. 3. Faktor pertimbangan

Sebelum bahan kimia dipilih untuk digunakan dalam perlakuan suplementasi beberapa hal dan faktor perlu mendapat pertimbangan diantaranya adalah :

  1. Senyawa tersebut harus efektif bagi pemenuhan tujuan sasaran penggunaan yang dikehendaki.
  2. Senyawa tersebut harus relatif tidak mahal
  3. Seyawa tersebut tidak bersifat racun terhadap komoditinya sendiri
  4. Dan yang paling penting dari segalanya adalah senyawa tersebut tiak membahayakan kesehatan konsumen.

Jadi hanya senyawa kimia yang telah terdaftar dan diizinkan oleh BPOM saja bai komoditi spesifik yang dapat digunakan. Senyawa tersebut hanya digunakan bila dipandang perlu dan tidak digunakan untuk tujuan umum, untuk semua jenis komoditi. Mereka hanya digunakan seperti yang tertera pada label.

  1. 4. Kemasan pelindung

Produk harus disimpan dalam wadah dengan cukup bahan bantalan, kekuatan yang cukup untuk berbenturan, dan tahan banting serta tahan pada RH yang tinggi.

Kemasan konsumen bagi produk hortikultura memungkinkan menyebabkan timbulnya masalah khusus, yang disebabkan oleh master wadahnyayang kemungkinan besar tidak memiliki daya kekuatan untuk berbenturan.

Desikasi sering dapat meminimalkan kehilangan air yaitu melalui penggunaan bahan kemasan plastik anti basah (moisture-retentive). Film pelapis boz, film penulut pallet dan film tarpaulin yang sering digunakan untuk mengurangi kehilagan air dari buah, sayuran dan komoditi bunga dan musery stock.

  1. H. PENGARUH SUHU LINGKUNGAN TINGGI

Pengaruh suhu lingkungan yang tinggi banyak dimanfaatkan untuk proses curing atau kuring. Curing bukan suatu proses pengeringan, tetapi suatu proses penyembuhan luka yang terjadi pada produk, akibat gangguan mekanis, karena tercangkul atau apa saja yang dapat menyebabkan luka.

Sebagai contoh dapat diambil kentang dan ubi jalar, pada bagian yang luka akan mudah terserang mikroba pembusuk, khususnya oleh kapang pembusuk, terutama hal itu akan terjadi, bila tidak dilakukan curing yaitu produk dibiarkan dalam ruang yang bersuhu tinggi dapat dilakukan pada suhu yang berbeda yaitu :

850 – 900F                    luka sembuh 5 hari

800F                             8 – 10 hari

750 15 – 20 hari

700F                             25 – 30 hari

Bila lukanya sembuh, maka hal itu akan menghindarkan mikroba patogen dan mencegah kehilangan air akibat penguapan air.

luka

Gabus (peridern)

Gambar 75. Kentang dan Terjadinya Kuring

Sel gabus sangat kuat dan ditutup dengan lapisan lilin. Curing dapat diterapkan juga pada komoditi bawang dan brambang, advokado, di samping kentang dan ubi jalar serta uwi-gembili kumpul. Pada advokado pada suhu 250C telah dapat terbentuk tenunan baru. Dan pada bawang bombay curing biasanya dilakukan pada suhu 95-1050F dalam 2 sampai 3 hari.

  1. I. KELENGASAN UDARA
  2. 1. Relative Humadity (RH)

Kelengasan atau kelembaban udara dalam suatu ruang penyimpanan secara angsung berpengaruh terhadap masa simpan produk yang disimpan di dalamnya. Kelengasan udara yang banyak digunakan adalah kelengasan relative atau relative humadity (RH). Bila RH terlalu rendah, akan terjadi pengkeriputan kulit produk. Hal itu akan jelas terjadi pada sebagian besar buah, sayuran, bunga potong, dan produk sejenis. Di samping kelengasan relatif juga dikenal kelengasan absolut, yaitu jumlah berat uap air dalam udara.

Bila RH terlalu tinggi, akan menciptakan kondisi yang memungkinkan mikroba pembusuk, tumbuh dan berkembang biak terutama dalam kamar, dimana terjadi variasi atau fluktuasi suhu yang besar.

Pengendalian pertumbuhan kapang tidak mungkin dilakukan bila RH mendekati 100%, yang menghasilkan kondensasi uap air. Kapang-kapang dapat tumbuh pada dinding samping lemari es (cold storage room) maupun atap, ruang lemari es serta pada permukaan produk yang disimpan.

Kelengasan udara ruang penyimpanan biasanya dinyatakan sebagai relative humadity atau kelengasan relatif. Artinya jumlah air (uap air) dalam, udara, dibanding dengan jumlah kapasitas air yang mampu ditampung dalam kondisi jenuh, pada suhu itu.

Contohnya, bila udara yang terdapat dalam ruang penyimpanan, mengandung 90% uap air dari kadar uap air yang mampu ditampung oleh ruangan tersebut dalam keadaan jenuh pada suhu itu, maka ruangan tersebut memiliki kelengasan relatif atau RH 90%.

Kapasitas udara untuk menampung uap air meningkat sewaktu suhu ruang meningkat. Karena alasan tersebut, udara yang memiliki RH 90% pada suhu 210C mengandung lebih banyak air berdasarkan berat, bila dibanding udara dengan RH yang sama pada suhu 00C. Dengan kalimat lain kelengasan absolut udara pada suhu lebih tinggi pada RH yang sama, lebih tinggi dibanding pada suhu yang lebih rendah.

Ruang penyimpanan dengan RH tinggi yaitu 90 – 95% disarankan digunakan bagi sebagian besar produk hortikultura yang ringkih sifatnya, agar dapat menghindarkan diri dari proses kelayuan. Dengan kekecualian produk kacang-kacangan (nuts), kurma, buah kering, bawang bombay, bawang putih, umbi-umbian.

Bagi sebagian besar sayuran, “RH” yang direkomendasikan adalah 95% atau lebih tinggi, kecuali beberapa jenis produk. Bila diinginkan, untuk meningkatkan RH ruangan, dapat dilakukan dengan cara menciprati air pada lantai ruangan sehingga lantai menjadi basah. Biasanya hal itu hanya dilakukan kadang-kadang saja.

Relatif komoditi yang disarankan tersebut ditujukan bagi produk-produk yang ingin dijaga agar tidak banyak kehilangan air dan yang telah diketahui bahwa RH yang tinggi tersebut aman bagi pertumbuhan mikroba yang membahayakan produk. Dalam tingkat tertentu kehilangan air dapat diterima.

Dari hasil penelitian yang telah dilaporkan RH yang terbaik bagi kubis, wortel, seledri, kentang, adalah 98 sampai 100% atau sedekat mungkin dengan kondisi jenuh, kondisi mana biasanya mudah dicapai dalam ruang simpan yang berjaket.

Sirkulasi Udara

Sirkulasi udara di ruang cold storage harus dijaga dengan baik agar suhu menyebar secara meratake sluruh sudut ruang penyimpanan. Suhu internal komoditi dalam ruang penyimpanan kemungkinan bervariasi karena suhu meningkat pada saat udara bergerak masuk ke dalam ruangan dan menyerap panas panas sensibel komoditi yang sedang didinginkan. Di samping itu juga kemungkinan terjadinya kebocoran panas di sana sini meyebabkan variasi suhu di berbagai tempat di ruangan penyimpanan.

Dalam sirkulasi udara dengan menggunakan pipa saluran, maka bagian mulut saluran yang menghisap panas selalu lebih panas bila dibanding mulut saluran yang memasukkan udara dingin.

Pada konstruksi ruang penyimpanan dingin, biasanya unit refrigeratornya disimpan di titik tengah dari gang (jalan). Ruang pendingin udara disirkulasikan dari tengah-tengah ruangan ke arah dinding ruang, ke bagian bawah dan melalui antar produk, dan kembali lagi ke tengah ruang penyimpanan.

Kebutuhan terbesar terjadinya sirkulasi udara adalah pada saat pembuangan field heat. Sebaiknya hal itu dilakukan dalam suatu ruangan pre-cooling yang terpisah, yang memiliki kapasitas pergerakan sirkulasi udara yang lebih tinggi dibanding ruang penyimpanan dingin yang normal. Untuk melakukan pre-cooling buah anggur dengan udara, disarankan menggunakan minimal volume 6000 cfm per 1000 lugs diperlukan untuk segera membuang field heat yang terjadi.

Setelah seluruh field healdnya terbuang habis, kecepatan udara yang tinggi tidak diperlukan lagi dan malah justru tidak dikehendaki. Pembuangan panas berikutnya hanya ditujukan untuk meyingkirkan panas pernafasan dan panas yang masuk ke ruang penyimpanan melalui pintu. Karena alasan tersebut pergerakan atau sirkulasi udara yang diperlukan hanya sekitar 50 sampai 75 linear fpm, yang bererak melalui tumpukan produk.

Namun demikian, sangat perlu diperhatikan agar udara terdistribusikan merata ke seluruh bagian ruang penyimpanan.

Bentuk Boks dan Cara Stacking

Bentuk boks atau karton yang digunakan menyimpan produk serta bagaimana mengatur stack sangat besar peranannya dalam mempengaruhi daya pendinginannya. Suatu sistem sirkulasi udara yang terlalu canggih tidak diperlukan. Bila pengaturan stacking tidak baik aliran udara akan terhambat dan terganggu.

Suatu konsep mekanis utama yang harus diikuti yaitu bagaimana sirkulasi udara dilakukan sedemikian rupa sehingga mengikuti aliran yang paling sedikit melawan hambatan, artinya bila spacing atau pengaturan jarak rak-rak (tidak baik, atautidak teratur rapih) maka bagian ruangan yang lebih lebar akan menerima volume udara dingin yang lebih banyak dibanding bagian ruangan yang sempit.

Bila beberapa bagian ruangan tersumbat akan terblokir alirannya, maka akibatnya akan terjadi zona udara yang “mati” atau “dead air zone” yang berakibat suhu udara bagian di situ lebih panas. Jadi lorong yang lebar yang searah dengan aliran udara tidak dikehendaki karena aliran udara dingin tidak mendinginkan produk tetapi melewati saja.

  1. 2. Kelengasan Udara Dalam Ruang Penyimpanan

Pengaturan kelengasan udara (humidity) dalam ruang penyimpanan sangat penting karena masalah kehilangan air atau susut berat udara dalam penguapan produk. Kelengasan udara dalam penguapan biasanya jarang atau tidak pernah jenuh (100%).

Pengaturan kelengasan udara tersebut juga penting artinya karena masalah-masalah penyakit yang disebabkan oleh kapang. Spora-spora kapang dengan mudah menetas (germinasi) pada kondisi basah. Padahal kondisi yang diinginkan adalah ruangan yang memiliki RH tinggi.

Jadi harus diatur agar ruangan memenuhi dua kriteria di atas yaitu, tinggi RH tetapi kapang tidak dapat tumbuh.

Pengukuran RH

uap air

RH = ———————————————————- x 100%

uap air ada keadaan jenuh pada suhu tersebut

Jadi RH suatu ruangan akan berubah pada suhu yang berbeda. Hal itu disebabkan bahwa kadar uap air jenuh pada suhu tertentu berubah. Bila suhu meningkat RH akan menurun.

Hal itu berarti udara di sekitarnya mampu menampung lebih banyak uap air, sampai mencapai kejenuhan uap air pada suhu aru tersebut. Tekanan uap air diakibatkan oleh adanya uap air dalam udara, suatu angka yang absolut.

Tekanan

uap

c a i r a n

Hg (air raksa)

Pada saat air menguap dari suatu cairan atau produk hortikultura, maka di dalam ruangan akan terkumpul molekul-molekul uap air yang semakin padat sehingga uap air tersebut menciptakan suatu tekanan fisik. Maka data tabung U yang berisi air raksa (Hg) berubah permukaannya dan akan mencapai suatu ekuilibrium. Selisih antara dua permukaan airraksa tersebut, mewakili tekanan yang terjadi di dalam ruangan. Tekanan uap (vapour pressive) berubah berdasarkan suhu ruang.

Vapour pressure (aktual)

Jadi RH = ——————————————

Vapour pressure jenuh 0T

Di dalam ruangan akan selalu terjadi selisih tekanan antara kondisi jenuh dengan keadaan aktual. Hal itu disebut Vapour Pressure Deficite (VPD). DPD = Vapour Pressure Saturated – VP (actual).

Suatu contoh : RH 90% dianggap baik untuk penyimpanan lettuce. Pada suhu yang berbeda dari 410F meningkat ke 500F, 600F serta 700F. Kapasitas kehilangan air meningkat yaitu sebagai berikut :

RH dan Kehilangan Berat

Kehilangan air akibat penguapan produk mengalami secara terus menerus, akibatnya produk mengalami susut bobot. Kehilangan atau susut bobot akan mereduksi keindahan penampakan dan tingkat penerimaan konsumen, sehingga mengurangi daya pemasaran dan meningkatkan kepekaan terhadap serangan peyakit. Kehilangan air, biasanya terjadinya perbedaan uap air internal jenuh dan kurang jenuh di luar produksi (atmosphere).

Laju penguapan air sangat dipengaruhi oleh perbedaan tekan uap air antar buah dan lingkungan luar yang ditentukan oleh suhu dan RH, serta kecepatan udara produk pada suhu 250C akan kehilangan air 36 kali lebih cepat di bawah bila disimpan pada 80 pada RH 90.

Pada suhu 410F           1.4 x kehilangan air dibanding 320T

Pada suhu 500F           2    x kehilangan air dibanding 320T

Pada suhu 600F           1.4 x kehilangan air dibanding 320T

Pada suhu 700F           1.4 x kehilangan air dibanding 320T

Semakin tinggi suhu semakin besar kemampuan ruang penerima uap air dari produk. Pada perubahan RH dan suhu yang terjadi sekaligus maka kehilangan air berubah drastis seperti tertera di bawah ini.

95% RH pada 320F                 (kondisi terbaik VPD = 0.229)

83% RH pada 500F                 (kondisi terbaik VPD = 0.38)

60% RH pada 680F                 (kondisi terbaik VPD = 7.016)

Apa artinya data tersebut di atas ? Artinya adalah pada penyimpnana 60% RH suhu 680F kehilangan airnya dalam sehari sama dengan selama sebulan penyimpnana 95% RH pada suhu 320F, yaitu 7.016/0.229 = ± 30.

Pada umumnya kehilangan air berarti kehilangan berat dan kerugian harga, atau kehilangan keuntungan. Kehilangan berat oleh penguapan air efeknya tidak selebat kehilangan atau susut volumenya. Kehilangan air yang dapat ditolerir.

Padahal kehilangan sekitar 5% buah belum mengalami mengkerut. Lebih kecil dari 5% biasanya terjadinya pengkerutan.

Kehilangan bobot

Kehilangan bobot komoditi hortikultura bukan saja diakibatkan oleh terjadinya penguapan air tetapi juga oleh hilangnya gas CO2 hasil respirasi. Lalu mana yang lebih serius efeknya terhadap mutu produk antara kehilangan H2 dan CO2 tersebut ?

Kentang 2000 kg yang disimpan selama 7 bulan maka : a. Kehilangan bobot respirasi : 0.5% bobot awal atau kehilangan bobot respirasi : 10 kg. Kehilangan air = 5.1% = 114 kg/124 kg.

Rasio Luas Permukaan dan Volume

Rasio luas permukaan dan volume produk sangat penting dan menentukan kehilangan berat produk selama penyimpanan. Daun selada atau bayam memiliki rasio yang tinggi, cepat penguapan air. Sedang semangka dan melon dengan rasio kecil, kecil jumlah kehilangan bobot. Singkatnya semakin kecil, semakin pipih, semakin tinggi kehilagan bobot sebaliknya semakin lambat.

Permeabilitas Kulit

Asparagus memiliki permeabilitas yang tinggi kehilangan air cepat skali. Kubis (kol) kulitnya ditutup wax atau lilin sehingga tidak permeabilitas, kehilangan bobot / lambat apel, tergantung varitasnya, karena permeabilitas tinggi atau lapisan lilin yang mereka miliki pecah atau retak-retak.

Pergerakan udara

Di sekitar setiap produk akan terbentuk mikroklimat dengan VPD selular 0.4. Semakin cepat udara semakin cepat bobot hilang, karena VPD meningkat cepat.

Mereduksi Kehilangan Air

Seperti telah dijelaskan sbelumnya semakin tinggi VPD semakin cepat atau semakin besar kehilangan bobot oleh menguapnya air dariproduk. Untuk menghindarinya maka salah satu jalan yang dapat dilakukan adalah menekan agar VPD tetap kecil.

Contoh pada penyimpanan produk. Pada suhu 320F pada  RH 85 – 95%. Pada RH setinggi itu sulit untuk menambah air atau uap air. Penurunan suhu lebih bahaya lagi. Penurunan suhu akan menyebabkan RH jenuh.

Tabel 22. Kehilangan berat (mg/100 g kering)

Komoditi

Suhu

VPD

0.5

1.0

1.5

2.0

Apel Golden DApel Jonathan

Reacher

Lemon

Orange Valencia

Orange W. Novel

Grape Fruit

350F

350F

400F

600F

600F

600F

600F

82

36

640

262

-

-

-

118

58

860

385

100

190

77

-

-

-

418

130

250

96

-

-

-

650

152

310

115

  1. VII.

PENYEBAB KERUGIAN PASCA PANEN DAN CARA PENANGGULANGANNYA

Banyak penyebab kerugian pasca panen buah-buahan dan sayur-sayuran sejak dipanen sampai dikonsumsi, diantaranya kerusakan mekanis, ganguan fisiologis, kerusakan parasitik dan non-parasitik.

Kerusakan mekanis

Hasil hortikultura bersifat perishable atau mudah mengalami luka mekanis dibandingkan dengan serealia yang bersifat durable. Hal ini disebabkan bentuk dan struktur buah relatif lunak, karena banyak mengandung air. Oleh karenanya penanganan buah harus cermat dan hati-hati baik pada saat panen maupun pasca panen. Kerusakan mekanis, buah menjadi rusak, harga menurun, mudah diserang parasit dan luka mekanis meningkatkan respirasi. Akibatnya terjadi sintesa mRNA serta naiknya kadar protein.

Usaha untuk mengurangi luka mekanis antar lain menggunakan alat panen yang sesuai, luka diolesi 2,4 – D dan pembuangan tangkai buah yang layu atau mati. Pada transportasi digunakan alat pengepak yang kuat agar tidak terjadi saling bergesekan.

Kerusakan Fisiologis

  1. a. Transpirasi

Kehilangan air dari buah-buahan dan sayur-sayuran mengakibatkan berkurangnya berat, menurunkan mutu, antara lain layu, berkerut, mudah mengalami kerusakan mekanis dan diserang patogen serta nilai gizi berkurang terutama vitamin C.

Usaha menanggulanginya :

  1. Mengatur kelembaban dan suhu sekitar, yaitu kelembaban udara (RH) 85 – 95% dan suhu 0 – 50C.
  2. Dengan pengepakan supaya atmosfir jenuh dengan menggunakan selopan, plastik dan alumunium foil.
  3. Melapisi dengan lilin
  1. b. Respirasi

Kegiatan respirasi dapat merubah komponen kimia seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan zat gizi lainnya.

Usaha penanggulangannya :

  1. Menyimpan pada suhu rendah, mendekati ke 00C atau mengatur perbandingan kadar CO2 dan O2, misalnya kadar CO2 lebih dari 1% dan O2 kurang dari 8% dapat menghambat respirasi.
  2. Mengurangi kadar C2H4 (etilen) dengan jalan memberikan kalium permanganat (KmnO4) pada ruang penyimpanan.
  1. c. Perubahan fotosintesa lainnya

Perubahan kadar asam benzoat pada apel, kadar tani pada pisang dan alpukat, dan kadar asam pada jeruk serta mangga.

Cara penanggulangannya antara lain ditempatkan pada wadah atau ruang yang bersih dan bebas dari sumber kontaminasi.

Kerusakan non-parasitik

Kerusakan non parasitik yaitu kerusakan bahan bukan oleh makhluk hidup, tetapi oleh kondisi lingkungan seperti : suhu, kelembaban relatif CO2, O2 dan zat kimia yang menyebabkan terjadi perubahan pada bahan yang dapat mengurangi mutu (keriput, bergaris-garis, perubahan warna dan sebagainya).

Kerusakan parasitik

Banyak penyakit atau parasit (makhluk hidup) yang menyebabkan kerusakan pada bahan, meliputi : bakteri jamur, dan virus.

Penanggulangannya antara lain tempat penyimpanan yang bersih dan bebas penyakit, membuat lingkungan yang tidak cocok untuk berkembangnya patogen, jangan ada kontaminasi dengan sumber penyakit, penggunaan senyawa kimia melalui pencucian maupun penyemprotan.

BIODATA PENULIS

Eviyati adalah Dosen Kopertis Wilayah IV Jawa Barat – Banten yang mengajar di Program Sarjana (S1) Fakultas Pertanian dan Program Pasca sarjana (S2) Universitas Swadaya Gunung Jati (Unswagati) Cirebon.

Penulis menyelesaikan pendidikan SD, SMP, SMA di Bandung, Sarjana di Universitas Padjadjaran Bandung (UNPAD) dan Pasca Sarjana (S2) di Institut Pertanian Bogor (IPB).

DAFTAR PUSTAKA

  1. Curtis, N., 1985. Longman Ilustrated Dictionary of Biology, Living Organism In All Forms Explained And Illustrated. Longman York Press, Beirut.
  1. Davies, P.J. 1995. Plant Hormons. Physiology, Biochemistry and Molecular Biology. Kluwer Academy Publisher., London.
  1. Karta Sapoetra. A.G. 1989. Teknologi Penanganan Pasca Panen. Bina Aksara. Jakarta.
  1. Marriot, J. 1980. Critical Review In Food Science And Nutrition, 13 (1), 41-88.
  1. Pantastico, Er. B. (Ed), 1997, Fisiologi Pasca Panen. Terjemahan Kamariyani dan Gembong Tjitrosoepomo. Penerbit Gajah Mada University Press.
  1. Winarno, F.G. 2002. Fisiologi Lepas Panen Produk Hortukultura. Penerbit Mbrio Press Bogor.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: