klim akt erik

34
KELOMPOK 3

Upload: nova-riana-tasha

Post on 24-Nov-2015

57 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

bahan kuliah biologi

TRANSCRIPT

  • KELOMPOK 3

  • KLIMAKTERIK(buah dan sayur)

  • PENGERTIAN KLIMAKTERIKklimakterik, yaitu pola respirasi yang di awali peningkatan secara lambat, kemudian meningkat pesat dan menurun setelah mencapai puncak.Klimakterik dapat didefinisikan juga sebagai suatu periode mendadak yang unik bagi buah dimana selama proses terjadi serangkaian perubahan biologis yang diawali dengan proses sintesis ethylene.

    karakter klimakterik diberikan oleh 2 diduplikasi lokus saja:1. pengaturan dari storability 2. kualitas sensoris. Karena pentingnya dalam volatiles aroma dan kualitas sensoris yang kuat korelasi negatif antara produksi dan aroma sintesis etilen pada buah.

  • Buah klimakterikBuah klimakterik dipanen pada saat matang namun belum masak. Pemeraman dilakukan untuk memasakkan buah.Buah-buahan dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu buah non-klimakterik dan buah klimakterik. Buah non-klimakterik secara singkat diartikan bahwa buah tersebut tidak mampu melanjutkan proses ripening (pemasakan) seketika setelah dipanen. Sedangkan buah klimakterik sebaliknya dapat dipanen pada saat matang maupun pada saat masak. Beberapa contoh buah klimakterik dan non-klimakterik sebagai berikut:

  • Buah klimakterik : apel, pir, alpukat, buah kiwi, pisang, mangga, pepaya, jambu biji, markisa.Buah non-klimakterik : Kelompok berri-berrian (strawberry, cranberry, raspberry, blackberry), anggur, seri, lemon, jeruk, jeruk Mandarin, tangerin, nenas, lychee.Buah-buahan non-klimakterik menghasilkan sedikit etilen dan tidak memberikan respon terhadap etilen kecuali dalam hal degreening (penurunan kadar kloropil) pada jeruk dan nenasBuah klimakterik menghasilkan lebih banyak etilen pada saat matang dan mempercepat dan lebih seragam tingkat kematangannya pada saat pemberian etilen.

  • Pematangan Buah-Buahan dan SayuranTiap-tiap buah dan sayur memiliki sifat fisik yang berbeda. Perbedaan tingkat kematangan juga menyebabkan berbedanya sifat fisik dan kimia. Sifat fisik buah dan sayur sangat penting dalam sortasi dan pengkelasan (grading). Seringkali sortasi dan pengkelasan mutu buah dan sayur biasanya di tetapkan secara objektif dan kuantitatif.

    Sifat fisik buah dan sayur yang sering diamati yaitu warna, aroma, rasa, bentuk, berat, ukuran, dan kekerasan. Biasanya dalam praktek sehari-hari, sifat-sifat fisis ini diamati secara subjektif, sedangkan berat ditentukan secara objektif dengan menggunakan timbangan. Sedangkan uji coba kimia dapat dilakukan terhadap pH, total asam, padatan terlarut (soluble solid) dan vitamin C.

  • Index kematangan buah bervariasi antara satu dengan yang lainnya. Secara umum index kematangan buah dapat dilihat dari : ukuran dan bentuk buah, warna keseluruhan buah, warna dasar dari kulit buah, warna daging buah, kekerasan (firmness) daging buah, kandungan gula terlarut (soluble solid content), kandungan starch, keasaman (acidity), dan konsentrasi etilen.

  • Pematangan dan Metode Pengawetan Segar Buah-buahan dan Sayuran

    Pada pematangan buah-buahan dan sayuran terjadi perubahan fisik dan kimia yang meliputi perubahan-perubahan:1. Turgor sel yang berperan pada pengempukan buah dengan menurunnya protopektorin dan meningkatnya pektin.Perubahan turgor disebabkan karena komposisi dinding sel berubah biasanya firmness dari buah berubah menjadi lunak apabila buah menjadi masak, secara kimiawi, susunan dinding sel adalah sangat komplek. Tetapi pada umumnya dinding sel terdiri dari selulosa, hemiselulosa, zat pektin dan lignin.

  • 2. Karbohidrat, yang tingkat perubahannya dibedakan antara buah-buahan dengan kandungan pati tinggi, buah-buahan dengan kandungan pati rendah, sayuran dengan kandungan pati tinggi, dan sayuran dengan kandungan pati rendah. 3. Gula sederhana yang meliputi glukosa, fruktosa, dan sukrosa.Selulosa adalah 1.4 glukosa yang membentuk polimer panjang dan linear. Dipandang dari sifat kimianya, selulosa sangat berbeda dengan pati. Secara kimia hemiselulosa sama dengan selulosa, hanya pada selulosa polimer dari gula-gulanya sangat heterogen (Anonim, 2002)

  • 4. Protein, yang pada pematangan berkaitan dengan proses respirasi, yang mana pencegahan sintesis protein dapat menghambat prosesklimakterik. 5. Pigmen, terutama pada pigmen klorofil, antosianin dan karotenoid. 6. Senyawa lainnya: a. turunan fenol, seperti tanin yang memberi rasa sepat pada buah b. asam organik dan kaitannya dengan buah klimakterik dan non klimakterik

  • Contoh pada buah melon. Melon memiliki perilaku yang khas dengan etilen klimakterik memainkan peran utama dalam regulasi dari proses pematangan dan mempengaruhi tingkat pematangan.Persimpangan dari Charentais Blewah melon dengan non-klimakterik melon menunjukkan bahwa karakter klimakterik secara genetik dominan dan dianugerahkan oleh dua lokus diduplikasi saja.Namun, percobaan lain yang dibuat oleh persimpangan dua non-klimakterik dan klimakterik melon telah menghasilkan buah, yang menunjukkan bahwa genetik yang berbeda dan kompleks peraturan ada untuk klimakterik karakter.Menekan produksi etilen antisense ACC oksidase Charentais RNA dalam melon telah menunjukkan bahwa, sementara banyak pematangan jalur yang diatur oleh etilen (sintesis aroma volatiles, pernapasan klimakterik dan degreening dari kulit), ada yang etilena-independen (inisiasi dari klimakterik, gula akumulasi, kehilangan keasaman dan warna dari pulp).

  • Pelunakan daging terdiri dari kedua etilen-tergantung dan komponen independen yang berkorelasi dengan peraturan diferensial merendahkan martabat dinding sel gen. Hasil ini menunjukkan bahwa klimakterik (etilena-bergantung) dan non-klimakterik (etilena-independen) peraturan klimakterik hidup berdampingan selama pematangan buah. Selain itu, etilen-ditekan diperbolehkan melon menunjukkan bahwa berbagai peristiwa-peristiwa etilen-diferensial menunjukkan kepekaan terhadap etilen dan bahwa etilen adalah mempromosikan kepekaan terhadap cedera mengerikan. Sepanjang tinjauan ini, data yang dihasilkan dengan melon dibandingkan dengan yang diperoleh dengan tomat dan buah lainnya.

  • Klimakterik dalam Pematangan Buah dan Sayuran Respirasi atau pernafasan adalah suatu proses pertukaran gas yang melibatkan proses metabolisme perombakan senyawa makromolekul (karbohidrat, protein, lemak) menjadi CO2, air dan sejumlah energi. Dikenal adanya proses klimakterik yang berkaitan dengan pematangan buah, sehingga dibedakan buah-buahan klimakterik dan buah-buahan nonklimakterik. Beberapa faktor yang mempengaruhi respirasi dikelompokkan ke dalam faktor-faktor internal dan faktor-faktor eksternal.

  • Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pematangan Buah-buahan dan SayuranRespirasiBeberapa faktor yang mempengaruhi respirasi dikelompokkan ke dalam faktor-faktor internalfaktor-faktor eksternal.

    Respirasi atau pernafasan adalah suatu proses pertukaran gas yang melibatkan proses metabolisme perombakan senyawa makromolekul (karbohidrat, protein, lemak) menjadi CO2, air dan sejumlah energi. Dikenal adanya proses klimakterik yang berkaitan dengan pematangan buah, sehingga dibedakan buah-buahan klimakterik dan buah-buahan nonklimakterik.

  • Proses Pematangan Buah dan SayuranProses pematangan buah sering dihubungkan dengan rangkaian perubahan yang dapat dilihat meliputi warna, aroma, konsistensi dan flavour (rasa dan bau). Perpaduan sifat-sifat tersebut akan menyokong kemungkinan buah-buahan enak dimakan. Proses pematangan buah didahului dengan klimakterik (pada buah klimakterik). Klimakterik dapat didefinisikan sebagai suatu periode mendadak yang unik bagi buah dimana selama proses terjadi serangkaian perubahan biologis yang diawali dengan proses sintesis ethylene. Meningkatnya respirasi dipengaruhi oleh jumlah ethylene yang dihasilkan, meningkatnya sintesis protein dan RNA. Proses klimakterik pada Apel diperkirakan karena adanya perubahan permeabilitas selnya yang menyebabkan enzym dan susbrat yang dalam keadaan normal terpisah, akan bergabung dan bereaksi satu dengan lainnya.

  • b. kelayuan. Kelayuan merupakan proses normal pada tumbuhan yang terjadi karena mobilisasi zat-zat makanan untuk pertumbuhan biji atau buah. Beberapa hormon pada tumbuhan dapat menghambat atau mempercepat proses kelayuan. Di samping respirasi dan kelayuan, etilen merupakan hormon tumbuhan, yang dipengaruhi oleh hormon lainnya dan cahaya. Selain pada pematangan, etilen juga berpengaruh pada percabangan, kelayuan daun, perakaran, perbungaan, dan pertunasan. Aktivitas etilen dipengaruhi oleh suhu, hormon auksin, metalo-enzim, O2 dan CO2. Beberapa hormon pada tumbuhan dapat menghambat atau mempercepat proses kelayuan. Di samping respirasi dan kelayuan, etilen merupakan hormon tumbuhan, yang dipengaruhi oleh hormon lainnya dan cahaya. Selain pada pematangan, etilen juga berpengaruh pada percabangan, kelayuan daun, perakaran, perbungaan, dan pertunasan. Aktivitas etilen dipengaruhi oleh suhu, hormon auksin, metalo-enzim, O2 dan CO2. (Anonim, 2005)

  • c. Keempukan Beberapa buah-buahan mengalami keempukan setelah panen, sesungguhnya mengapa hal tersebut harus mengalami hal seperti itu. Salah satunya adalah pada penyimpanan selama empat bulan dapat menyebabkan buah apel menjadi empuk, sedangkan perubahan selulosa tidak terlalu besar, tetapi hemisalulosa dan protopektin berubahnya besar sekali. Peranan kedua ini sangat penting dalam pengempukkan buah.

    *Kesimpulannya adalah pektin yang tidak larut (protopektin) menurun jumlahnya, dan pektin yang hilang tersebut nampaknya dirubah menjadi pektin yang dapat larut,terbukti dengan meningkatnya pektin

  • d. Penyimpanan dan Pemeraman Buah klimakterik dipanen pada saat matang namun belum masak. Pemeraman dilakukan untuk memasakkan buah. Hasil pemeraman kurang baik apabila buah dipetik belum waktunya (belum masak).Contoh pada buah mangga termasuk buah klimakterik, yaitu buah yang memiliki pola respirasi yang di awali peningkatan secara lambat, kemudian meningkat pesat dan menurun setelah mencapai puncak.Penyimpanan buah mangga dibutuhkan penanganan ekstra karena produksi etilen buah yang cukup tinggi sehingga dapat mempercepat kemasakan buah yang tidak diinginkan.

  • Sifat fisik buah dan sayur yang sering diamati yaitu warna, aroma, rasa, bentuk, berat, ukuran, dan kekerasan. Biasanya dalam praktek sehari-hari, sifat-sifat fisis ini diamati secara subjektif, sedangkan berat ditentukan secara objektif dengan menggunakan timbangan. Sedangkan untuk mengetahui sifat kimia adalah dengan cara menguji terhadap pH, total asam, padatan terlarut (soluble solid) dan vitamin C. Dengan bahan kimia sesuai dengan kandungan buah tersebut seperti iod, NaOH, lugol, pektin dll. maka akan mengalami perubahan warna yang nanti akan diketahui kandungan bahan tersebut seperti dengan perubahan warna menjadi biru keungu-unguan, hal ini menandakan bahwa didalam buah tersebut terdapat kandungan vit C.

  • kesimpulan adalah Apabila buah-buahan menjadi matang, maka kandungan gulanya meningkat, tetapi kandungan asmnya menurun. Akibatnya ratio gula dan asam akan mengalami perubahan yang dratis. Keadaan ini berlaku pada buah yang klimaterik, sedangkan pada buah non klimaterik perubahannya tidak jelas. semakin matang buah, maka semakin besar kandungan vitamin C nya.

  • Perubahan warna dapat terjadi baik oleh proses-proses perombakan maupun proses sintetik, atau keduanya. Pada jeruk manis perubahan warna ni disebabkan oleh karena perombakan khlorofil dan pembentukan zat warna karotenoid. Sedangkan pada pisang warna kuning terjadi karena hilangnya khlorofil tanpa adanya atau sedikit pembentukan zat karotenoid. Sisntesis likopen dan perombakan khlorofil merupakan ciri perubahan warna pada buah tomat. Menjadi lunaknya buah disebabkan oleh perombakan propektin yang tidak larut menjadi pektin yang larut, atau hidrolisis zat pati (seperti buah waluh) atau lemak (pada adpokat). Perubahan komponen-komponen buah ini diatur oleh enzym-enzym antara lain enzym hidroltik, poligalakturokinase, metil asetate, selullose.

  • Flavour adalah suatu yang halus dan rumit yang ditangkap indera yang merupakan kombinasi rasa (manis, asam, sepet), bau (zat-zat atsiri) dan terasanya pada lidah. Pematangan biasanya meningkatkan jumlah gula-gula sederhana yang memberi rasa manis, penurunan asam-asam organik dan senyawa-senyawa fenolik yang mengurangi rasa sepet dan masam, dan kenaikan zat-zat atsiri yang memberi flavour khas pada buah. Proses pematangan juga diatur oleh hormon antara lain AUXIN, sithokinine, gibberellin, asam-asam absisat dan ethylene.Auxin berperanan dalam pembentukan ethylene, tetapi auxin juga menghambat pematangan buah. Sithokinine dapat menghilangkan perombakan protein, gibberellin menghambat perombakan khlorofil dan menunda penimbunan karotenoid-karotenoid. Asam absisat menginduksi enzym penyusun/pembentuk karotenoid, dan ethylene dapat mempercepat pematangan.

  • Peran Etilen dalam KlimakterikUntuk meningkatkan hasil buah yang masak baik secara kualias maupun kuantitasnya dapat diusahakan dengan substansi tertentu antara lain dengan zat pengatur pertumbuan Ethylene. Dengan mengetahui peranan ethylene dalam pematangan buah kita dapat menentukan penggunaannya dalam industri pematangan buah atau bahkan mencegah produksi dan aktifitas ethyelen dalam usaha penyimpanan buah-buahan.

    Ethylene mula-mula diketahui dalam buah yang matang oleh para pengangkut buah tropica selama pengapalan dari Yamaika ke Eropa pada tahun 1934, pada pisang masak lanjut mengeluarkan gas yang juga dapat memacu pematangan buah yang belum masak. Sejak saat itu Ethylene (C2 H2) dipergunakan sebagai sarana pematangan buah dalam industri.

  • Ethylene adalah suatu gas yang dapat digolongkan sebagai zat pengatur pertumbuhan (phytohormon) yang aktif dalam pematangan. Dapat disebut sebagai hormon karena telah memenuhi persyaratan sebagai hormon, yaitu dihasilkan oleh tanaman, besifat mobil dalam jaringan tanaman dan merupakan senyawa organik. Seperti hormon lainnya ethylene berpengaruh pula dalam proses pertumbuan dan perkembangan tanaman antara lain mematahkan dormansi umbi kentang, menginduksi pelepasan daun atau leaf abscission, menginduksi pembungaan nenas. Denny dan Miller (1935) menemukan bahwa ethylene dalam buah, bunga, biji, daun dan akar.

  • 1. Ethylene sebagai hormon pematangan Ethylene sebagi hormon akan mempercepat terjadinya klimakterik. Biale (1960) telah membuktikan bahwa pada buah adpokat yang disimpan di udara biasa akan matang setelah 11 hari, tetapi apabila disimpan dalam udara dengan kandungan ethylene 10 ppm selama 24 jam buah adpokat tersebut akan matang dalam waktu 6 hari. Skema hubungan antara waktu klimatkterik dengan konsumsi oksigen pada buah adpokat dapat dilihat pada Gambar 1 (Winanro, 1970).

  • Aplikasi C2H2 (Ethylene) pada buah-buahan klimakterik, makin besar konsentrasi C2H2 sampai tingkat kritis makin cepat stimulasi respirasinya. Ethylene tersebut bekerja paling efektif pada waktu tahap klimakerik, sedangkan penggunaan C2H2 pada tahap post klimakerik tidak merubah laju respirasi. Pada buah-buahan non klimakterik respon terhadap penambahan ethylene baik pada buah pra panen maupun pasca panen, karena produksi ethylene pada buah non klimakterik hanya sedikit. Pengaruh ethylene pada laju respirasi buah-buahan klimakerik dan non klimakterik

  • Dari penelitian Burg dan Burg (1962), juga dapat diketahui bahwa ethylene merangsang pemasakan klimakerik. Sedangkan menurut Winarno (1979) dikatakan bahwa buah-buahan non klimakterik akan mengalami klimakterik setelah ditambahkan ethylene dalam jumlah yang besar. Sebagai contoh buah non klimakterik untuk percobaannya adalah jeruk. Hubungan antara waktu klimakterik dan konsumsi oksigen pada buah jeruk dapat dilihat pada Di samping itu pada buah-buahan non klimakterik apabila ditambahkan ethylene beberapa kali akan terjadi klimakterik yang berulang-ulang.

  • Penelitian Mattoo dan Modi (1969) telah menunjukkan bahwa C2H2 meningkatkan kegiatan enzym-enzym katalase, peroksidase, dan amylase dalam irisan-irisan mangga sebelum puncak kemasakannya. Serta selama pemacuan juga diketemukan zat-zat serupa protein yang menghambat pemasakan, dalam irisan-irisan itu dapat hilang dalam waktu 45 jam. Perlakuan dengan C2H2 mengakibatkan irisan-irisan menjadi lunak dan tejadi perubahan warna yang menarik dari putih ke kuning, yang memberi petunjuk timbulnya gejala-gejala kematangan yang khas. Menunjukkan hubungan antara C2H2 dengan penhambat peroksidase pada irisan-irisan mangga Alphonso.

  • 2. Ethylene dan Permeablitas Membran Ethylene adalah senyawa yang larut di dalam lemak sedangkan memban dari sel terdiri dari senyawa lemak. Oleh karena itu ethylene dapat larut dan menembus ke dalam membran mitochondria. Apabila mitochondria pada fase pra klimakterik diekraksi kemdian ditambah ethylene, ternyata terjadi pengembangan volume yang akan meningkatkan permeablitas sel sehingga bahan-bahan dari luar mitochondria akan dapat masuk. Dengan perubahan-perubahan permeabilitas sel akan memungkinkan interaksi yang lebih besar antara substrat buah dengan enzym-enzym pematangan.

  • 3. Ethylene dan Aktiitas ATP-ase Ethylene mempunai peranan dalam merangsang aktiitas ATP-ase dalam penyediaan energi yang dibutuhkan dalam metabolisme. ATP-ase adalah suatu enzym yang diperlukan dalam pembuatan enegi dari ATP yang ada dalam buah. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut: ATP ------------------------- ADP + P ---------------------------- Energi ATP-ase

  • 4. Ethylene sebagai Genetic Derepression Pada reaksi biolgis ada dua faktor yang mengontrol jalannya reaksi. Yang pertama adalah Gene repression yang menghambat jalannya reaksi yang berantai untuk dapat berlangsung terus. Yang kedua adalah Gene Derepression yaitu faktor yang dapat menghilangkan hambatan tersebut sehingga reaksi dapat berlangsun. Selain itu ethylene mempengaruhi proses-proses yang tejadi dalam tanaman termasuk dalam buah, melalui perubahan pada RNA dan hasilya adalah perubahan dalam sintesis protein yang diatur RNA sehingga pola-pola enzym-enzymnya mengalami perubahan pula.

  • 5. Interaksi Ethylene dengan Auxin Di dalam tanaman ethylene mengadakan interaksi dengan hormon auxin. Apabila konsentrasi auxin meningkat maka produksi ethylenpun akan meningkat pula. Peranan auxin dalam pematangan buah hanya membantu merangsang pembentukan ethylene, tetapi apabila konsentrasinya ethylene cukup tinggi dapat mengakibatkan terhambatnya sintesis dan aktifitas auxin.

  • 6. Produksi dan Aktifitas Ethylene Pembentukan ethylene dalam jaringan-jaringan tanaman dapat dirangsang oleh adanya kerusakan-kerusakan mekanis dan infeksi. Oleh karena itu adanya kerusakan mekanis pada buah-buahan yang baik di pohon maupun setelah dipanen akan dapat mempercepat pematangannya. Penggunaan sinar-sinar radioaktif dapat merangsang produksi ethylene. Pada buah Peach yang disinari dengan sanar gama 600 krad ternyata dapat mempercepat pembentukan ethylene apabila dibeika pada saat pra klimakterik, tetapi penggunaan sinar radioaktif tersebut pada saat klimakterik dapat menghambat produksi ethylene.

  • Produksi ethylene juga dipengaruhi oleh faktor suhu dan oksigen. Suhu renah maupun suhu tinggi dapat menekan produk si ethylene. Pada kadar oksigen di bawah sekitar 2 % tidak terbentuk ethylene, karena oksigen sangat diperlukan. Oleh karena itu suhu rendah dan oksigen renah dipergunakan dalam praktek penyimpanan buah-buahan, karena akan dapat memperpanjang daya simpan dari buah-buahan tersebut. Aktifitas ethylene dalam pematangan buah akan menurun dengan turunnya suhu, misalnya pada Apel yang disimpan pada suhu 30 C, penggunaan ethylene dengan konsentrasi tinggi tidak memberikan pengaruh yang jelas baik pada proses pematangan maupun pernafasan. Pada suhu optimal untuk produksi dan aktifitas ethylene pada bah tomat dan apel adalah 320 C, untuk buah-buahan yang lain suhunya lebih rendah.